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1、大跨度钢桥大跨度钢桥 设计及典型案例设计及典型案例 1.1.大跨度钢桥工程实例大跨度钢桥工程实例 2.2.钢桁梁及整体节点设计钢桁梁及整体节点设计 3.3.钢箱梁及板结构设计钢箱梁及板结构设计 4.4.系列高性能结构钢系列高性能结构钢 5.5.板桁组合结构新技术板桁组合结构新技术 6.6.钢桁梁钢桁梁斜拉桥的斜拉桥的技术创新技术创新 7.7.钢拱桥建造关键技术钢拱桥建造关键技术 8.8.设计施工中几个值得注意的案例设计施工中几个值得注意的案例 主要内容主要内容 1.1.大跨度大跨度钢桥工程钢桥工程实例实例 日本岩石岛与柜石岛大桥，主跨日本岩石岛与柜石岛大桥，主跨420m钢桁梁斜拉桥，建于钢桁梁
2、斜拉桥，建于1980年代年代 丹麦厄勒海峡大桥，主跨丹麦厄勒海峡大桥，主跨490m钢桁梁斜拉桥，建于钢桁梁斜拉桥，建于1990年代年代 丹麦丹麦-德国费马恩跨海大桥，主跨德国费马恩跨海大桥，主跨700m钢桁梁斜拉桥钢桁梁斜拉桥 芜湖长江大桥，主跨芜湖长江大桥，主跨312m钢桁梁矮塔斜拉桥，钢桁梁矮塔斜拉桥，2000年建成通车年建成通车 武汉天兴洲长江大桥，主跨武汉天兴洲长江大桥，主跨504m钢桁梁斜拉桥，钢桁梁斜拉桥，2009年建成通车年建成通车 安庆长江大桥，主跨安庆长江大桥，主跨560m钢桁梁斜拉桥，钢桁梁斜拉桥，2013年建成年建成 主梁横联处截面黄冈长江大桥，主跨黄冈长江大桥，主跨56
3、7m钢桁梁斜拉桥，钢桁梁斜拉桥，2013年建成年建成 铜陵长江大桥，主跨铜陵长江大桥，主跨630m钢桁梁斜拉桥，钢桁梁斜拉桥，2013年建成年建成 沪通长江大桥，主跨沪通长江大桥，主跨1092m钢桁梁斜拉桥，已开工建设钢桁梁斜拉桥，已开工建设 蒙华铁路洞庭湖大桥，主跨蒙华铁路洞庭湖大桥，主跨2x406m钢桁梁三塔斜拉桥，已开工建设钢桁梁三塔斜拉桥，已开工建设 芜湖长江公铁二桥，主跨芜湖长江公铁二桥，主跨588m钢桁梁大小矮塔斜拉桥，计划年内开工钢桁梁大小矮塔斜拉桥，计划年内开工 大胜关长江大桥，主跨大胜关长江大桥，主跨2x336m双主跨三主桁钢桁拱桥，双主跨三主桁钢桁拱桥，2011年建成通车年
4、建成通车 南广铁路西江大桥，主跨南广铁路西江大桥，主跨450m钢箱拱桥，钢箱拱桥，2013年建成年建成 起于嘉兴市海盐，止于宁波慈溪，全长起于嘉兴市海盐，止于宁波慈溪，全长36km36km，桥宽，桥宽33m33m。 最长跨海桥。最长跨海桥。 杭杭 州州 湾湾 跨跨 海海 大大 桥桥 舟山大陆连岛工程金塘大桥舟山大陆连岛工程金塘大桥 起于舟山金塘，止于宁波镇海，全长约起于舟山金塘，止于宁波镇海，全长约27km27km。 上上 海海 东东 海海 大大 桥桥 起于上海芦潮港，止于小城子山小洋山，全长约起于上海芦潮港，止于小城子山小洋山，全长约31km31km，其中海上，其中海上段长约段长约25km2
5、5km。 港港 珠珠 澳澳 跨跨 海海 大大 桥桥 琼州海峡位于广东省雷州半岛与海南省之间；琼州海峡位于广东省雷州半岛与海南省之间； 主跨主跨1000m1000m级公铁两用桥梁。级公铁两用桥梁。 琼琼 州州 海海 峡峡 公公 铁铁 两两 用用 通通 道道 铁路等级为两线铁路等级为两线I I级铁路，设计行车速度级铁路，设计行车速度200 km/h200 km/h 公路采用双向六车道高速公路标准，设计时速公路采用双向六车道高速公路标准，设计时速100 km/h100 km/h 福州至平潭铁路海坛海峡大桥福州至平潭铁路海坛海峡大桥 广东西部沿海铁路虎门公铁两用大桥广东西部沿海铁路虎门公铁两用大桥 武
6、汉杨泗港长江大桥武汉杨泗港长江大桥 主跨主跨1700m1700m双塔双层钢桁梁悬索桥。双塔双层钢桁梁悬索桥。 淮扬镇五峰山大桥淮扬镇五峰山大桥 推荐采用推荐采用1120m1120m双塔钢桁梁悬索桥方案，横断面布置上层为双向八双塔钢桁梁悬索桥方案，横断面布置上层为双向八车道公路，下层为双线铁路。车道公路，下层为双线铁路。 泰州长江大桥泰州长江大桥 主桥采用了主跨主桥采用了主跨2 21080m1080m的三塔双跨钢箱梁悬索桥，系世界首创。中的三塔双跨钢箱梁悬索桥，系世界首创。中塔采用纵向人字形、横向门式框架型钢塔，其大节段制造和安装技术的使塔采用纵向人字形、横向门式框架型钢塔，其大节段制造和安装技
7、术的使用在国内尚属首次。用在国内尚属首次。 马鞍山长江大桥马鞍山长江大桥 高速公路特大桥，全长高速公路特大桥，全长11km11km，其中左汊主桥为，其中左汊主桥为2 21080m1080m三塔两跨悬索桥，三塔两跨悬索桥，右汊主桥为右汊主桥为(120(1202 2260260120)m120)m三塔两跨斜拉桥。三塔两跨斜拉桥。 武汉鹦鹉洲长江大桥武汉鹦鹉洲长江大桥 鹦鹉洲长江大桥主桥为（鹦鹉洲长江大桥主桥为（200+2200+2850+200850+200）m m的三塔四跨悬索桥的三塔四跨悬索桥 中塔采用钢混叠合塔，边塔采用混凝土塔。中塔采用钢混叠合塔，边塔采用混凝土塔。 大桥设计为双向大桥设计
8、为双向8 8车道，为国内首座三塔四跨的结合梁悬索桥，结合车道，为国内首座三塔四跨的结合梁悬索桥，结合梁主梁在世界同类跨度悬索桥上首次采用。梁主梁在世界同类跨度悬索桥上首次采用。 洞庭湖二桥洞庭湖二桥 虎门二桥虎门二桥 龙江大桥龙江大桥 2、钢桁梁及整体节点设计、钢桁梁及整体节点设计 铁路钢桥规范铁路钢桥规范-关于钢桁梁规定关于钢桁梁规定 公路钢桥规范公路钢桥规范-关于钢桁梁规定关于钢桁梁规定 核心在哪里？核心在哪里？ 结构体系、构件设计、连接构造结构体系、构件设计、连接构造 1960年代，我国钢桁梁开始采用焊接与栓接技术。年代，我国钢桁梁开始采用焊接与栓接技术。 起初是少焊多栓，即工厂焊接制造
9、、工地螺栓连接。起初是少焊多栓，即工厂焊接制造、工地螺栓连接。 1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。 整体节点技术整体节点技术 将节点散件焊接成整体，是显著的将节点散件焊接成整体，是显著的 技术进步，具有实际的经济与社会效技术进步，具有实际的经济与社会效 益。益。 整体节点技术的优势：整体节点技术的优势： 整体节点节省高强度螺栓，较散拼节点节约整体节点节省高强度螺栓，较散拼节点节约30%以上以上 整体节点不需进行预拼，节省工时及拼装场地整体节点不需进行预拼，节省工时及拼装场地 整体节点安装省时省力整体节点安装省时省力 整体节点的节点刚
10、度大、整体性好整体节点的节点刚度大、整体性好 1-节点板节点板 节点板是重要的节点板是重要的部部件件，竖杆与斜腹杆内力全部传给节竖杆与斜腹杆内力全部传给节 点板点板，整体节点箱形弦杆内力整体节点箱形弦杆内力50以上传给节点板以上传给节点板，所所 以节点板起着传递和平衡主桁杆件内力的重要作用以节点板起着传递和平衡主桁杆件内力的重要作用 它的厚度计算分为两部分它的厚度计算分为两部分，一是弦杆需要的厚度一是弦杆需要的厚度： )27. 01 25. 13/2fw rhtt（+=1-节点板节点板 它的厚度计算分为两部分它的厚度计算分为两部分，二是腹杆连接所需要的厚，二是腹杆连接所需要的厚 度：度： )1
11、 21(10225dbAI bpWWaeit + =rbMnmbbpitaeae2538101210+ =2-箱形杆件的横隔板箱形杆件的横隔板 隔板是杆件和节点中的重要板件，它的作用有两个：隔板是杆件和节点中的重要板件，它的作用有两个： 一是保证杆件形状和板间距离的重要零件；一是保证杆件形状和板间距离的重要零件； 二是，在有横梁连接的节点内，将横梁端部的竖向剪力向外二是，在有横梁连接的节点内，将横梁端部的竖向剪力向外 侧节点板传递，使内外侧节点板的竖向力达到均衡。侧节点板传递，使内外侧节点板的竖向力达到均衡。 杆件两端和截面变化处须设置横隔板。杆件两端和截面变化处须设置横隔板。 杆件横隔板由于
12、制造组装顺序关系，往往不能做到周边焊接杆件横隔板由于制造组装顺序关系，往往不能做到周边焊接 ，这时与竖向腹板或节点板的焊接是必须的。，这时与竖向腹板或节点板的焊接是必须的。 3-横梁与节点连接横梁与节点连接 横梁与节点连接实际上是横梁接头与节点连接，横梁横梁与节点连接实际上是横梁接头与节点连接，横梁 则是直接与它的接头连接。则是直接与它的接头连接。 横梁接头的腹板及翼缘板与节点连接，是整体节点中横梁接头的腹板及翼缘板与节点连接，是整体节点中 的的又又一个重要的一个重要的构造构造。 4-平联与节点的连接平联与节点的连接 平联与节点的连接平联与节点的连接，关键，关键是是连接的细节连接的细节处理。处
13、理。 平联内侧节点板两端是疲劳抗力的薄弱环节，必须认真处理。具体做法是，平联内侧节点板两端是疲劳抗力的薄弱环节，必须认真处理。具体做法是， 先将节点板两端加宽约先将节点板两端加宽约10mm，以便进行角焊缝施工。焊好后，磨除加宽部，以便进行角焊缝施工。焊好后，磨除加宽部 分，打磨匀顺，并锤击。分，打磨匀顺，并锤击。 5-节点内箱形弦杆的角焊缝应力节点内箱形弦杆的角焊缝应力 箱形弦杆的角焊缝应力在节点范围内和节点范围外显然箱形弦杆的角焊缝应力在节点范围内和节点范围外显然 是不同的。是不同的。 在节点内，斜杆的水平分力首先作用于两块节点板在节点内，斜杆的水平分力首先作用于两块节点板，经经 由焊缝向上
14、由焊缝向上（或下）（或下）翼缘传递不平衡力，焊缝翼缘传递不平衡力，焊缝承担承担剪应力剪应力 6-设计中的其他细节构造设计中的其他细节构造 1-钢桁钢桁节点板应力水平高，主要原因是主桁构件内力全部节点板应力水平高，主要原因是主桁构件内力全部 由节点板传递、平衡由节点板传递、平衡 2-平联节点板设置内侧隔板平联节点板设置内侧隔板 3-横撑隔板在节点板内、外侧对应设置横撑隔板在节点板内、外侧对应设置 3-横撑隔板在节点板内、外侧对应设置横撑隔板在节点板内、外侧对应设置 4-竖杆在节点板范围隔板，与横梁腹板有一定长度的搭接竖杆在节点板范围隔板，与横梁腹板有一定长度的搭接 4-竖杆在节点板范围隔板，与横
15、梁腹板有一定长度的搭接竖杆在节点板范围隔板，与横梁腹板有一定长度的搭接 3、钢箱梁及板结构设计、钢箱梁及板结构设计 全封闭整体钢箱梁全封闭整体钢箱梁 结构分类结构分类 分离式钢箱梁或开口式截面板梁分离式钢箱梁或开口式截面板梁 板桁组合结构板桁组合结构 钢箱桁组合结构钢箱桁组合结构 独立承载的正交异性钢桥面板结构独立承载的正交异性钢桥面板结构 主要构件主要构件 桥面板及其纵向加劲肋桥面板及其纵向加劲肋 底板及其纵向加劲肋底板及其纵向加劲肋 主梁腹板及其纵向加劲肋主梁腹板及其纵向加劲肋 横肋与横梁横肋与横梁 结构组成与传力途径结构组成与传力途径 传力途径传力途径 先由桥面板传递给纵梁先由桥面板传递
16、给纵梁 纵梁传递给横梁纵梁传递给横梁 横梁再传递给桁架或主梁横梁再传递给桁架或主梁 独立承载的正交异性钢桥面板结构，不参与主梁的纵向整体独立承载的正交异性钢桥面板结构，不参与主梁的纵向整体 受力，桥面系对桥梁纵向抗弯刚度基本没有贡献。受力，桥面系对桥梁纵向抗弯刚度基本没有贡献。 全封闭或开口的钢箱梁结构，包括板全封闭或开口的钢箱梁结构，包括板- -桁、钢箱桁、钢箱- -桁组合结构，桁组合结构， 桥面板和纵肋成为主梁的一部分桥面板和纵肋成为主梁的一部分( (上翼缘上翼缘) )，桥面也可以为桥梁提，桥面也可以为桥梁提 供足够的横向刚度。供足够的横向刚度。 三个受力体系的划分三个受力体系的划分 1) 1) 第一体系第一体系 ：钢桥面板和纵向加劲
