钢桥设计基本知识ii钢桥连接.pptx

内容内容一、钢桥的连接方式一、钢桥的连接方式二、焊缝连接二、焊缝连接三、角焊缝的设计与计算三、角焊缝的设计与计算四、高强螺栓连接四、高强螺栓连接一、钢桥的连接方式一、钢桥的连接方式钢桥中部件的连接方式钢桥中部件的连接方式焊接焊接螺栓连接螺栓连接铆钉连接接铆钉连接接焊接焊接1优点优点优点优点焊接刚度较大，密封性较好焊接刚度较大，密封性较好对钢材从任何方位、角度和形状相交都能方便使用对钢材从任何方位、角度和形状相交都能方便使用1 1一般不需要附加连接板、连接角钢等零件一般不需要附加连接板、连接角钢等零件2 2一般不需要在钢材上开孔，不使截面受削弱一般不需要在钢材上开孔，不使截面受削弱3 3缺点缺点缺点缺点焊接塑性和韧性较差，脆性较大，疲劳强度较低焊接塑性和韧性较差，脆性较大，疲劳强度较低焊接附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区，其金相组织和机焊接附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区，其金相组织和机械性能发生变化，某些部位械性能发生变化，某些部位材质变脆材质变脆1 1焊接过程中钢材受到不均匀的高温和冷却，使结构产生焊接过程中钢材受到不均匀的高温和冷却，使结构产生焊接残余焊接残余应力应力和和残余变形残余变形，影响结构的承载力、刚度和使用性能，影响结构的承载力、刚度和使用性能2 2焊接可能出现焊接可能出现气孔气孔、夹渣夹渣、咬边咬边、弧坑裂纹弧坑裂纹、根部收缩根部收缩、接头接头不良不良等，影响结构疲劳强度等，影响结构疲劳强度3 3优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点螺栓连接螺栓连接2连接类型连接类型拧紧方式拧紧方式传力方式传力方式普通螺栓普通螺栓普通扳手普通扳手通过 螺杆受剪力和杆件孔壁承受压力螺杆受剪力和杆件孔壁承受压力 传力或或 螺杆受拉螺杆受拉 传力高强螺栓高强螺栓特制的、能控制扭矩特制的、能控制扭矩或螺栓拉力的扳手或螺栓拉力的扳手通过 部件接触间的摩擦力部件接触间的摩擦力 传力或或 被连接板件间的预压力被连接板件间的预压力 传力优点优点优点优点普通螺栓普通螺栓便于拆卸。适用于需要装拆的结构连接和便于拆卸。适用于需要装拆的结构连接和临时性连接。临时性连接。高强螺栓高强螺栓强度高、对螺孔加工精度要求较低、连接强度高、对螺孔加工精度要求较低、连接构件间不宜产生滑动、刚度大。适合构件间的工地构件间不宜产生滑动、刚度大。适合构件间的工地现场安装连接。现场安装连接。安装方便，特别适用于工地安装连接安装方便，特别适用于工地安装连接1 12 2缺点缺点缺点缺点需要在板件上需要在板件上开孔开孔和拼装时和拼装时对孔对孔，增加制造工作量，增加制造工作量螺栓孔会螺栓孔会削弱削弱构件构件截面截面被连接板件被连接板件需要需要互相搭接或另加角钢或拼接板等互相搭接或另加角钢或拼接板等连接件连接件，多费钢材，多费钢材1 12 23 3（1）普通螺栓连接）普通螺栓连接螺栓螺栓等级等级钢材牌钢材牌号号尺寸尺寸优点优点缺点缺点使用范围使用范围A级级45号钢号钢或或35号号钢钢直径直径d24mm,24mm,长度长度l 150mm150mm和和1010d加工精度高、加工精度高、尺寸准确和杆尺寸准确和杆壁接触紧密；壁接触紧密；可承受较大的可承受较大的剪力剪力、拉力拉力；抗疲劳性能抗疲劳性能较较好；连接好；连接变形变形较小较小制造、安装制造、安装较费工，价较费工，价格昂贵格昂贵在钢桥中很少在钢桥中很少采用采用B级级直径直径d24mm,24mm,长度长度l 150mm150mm和和1010dC级级Q235BF尺寸不很准尺寸不很准确，孔径比确，孔径比螺栓直径大螺栓直径大12mm12mm结构装配和螺结构装配和螺栓装拆方便，栓装拆方便，比较适用于比较适用于承承受拉力受拉力受剪受剪性能较性能较差差，各个螺，各个螺栓受力较不栓受力较不均匀均匀承受拉力的安承受拉力的安装螺栓连接、装螺栓连接、次要结构和可次要结构和可拆卸结构的受拆卸结构的受剪性能、安装剪性能、安装时的临时连接时的临时连接（2）高强螺栓连接）高强螺栓连接螺螺栓栓类类型型尺寸尺寸抵抗外载方抵抗外载方式式设计强度标准设计强度标准优点优点缺点缺点摩摩擦擦型型孔径比孔径比螺栓直螺栓直径大径大1.52m1.52mm m螺栓拧紧力螺栓拧紧力所提供的摩所提供的摩擦力。擦力。产生急剧变形（主产生急剧变形（主滑动）时的荷载滑动）时的荷载整体性和刚度整体性和刚度好、变形小、好、变形小、受力可靠、耐受力可靠、耐疲劳疲劳螺栓的高强螺栓的高强度没被充分度没被充分利用利用承承压压型型孔径比孔径比螺栓直螺栓直径大径大11.5m11.5mm m被连接板件被连接板件间的预压力间的预压力杆身剪切或孔壁承杆身剪切或孔壁承压破坏时的荷载作压破坏时的荷载作为连接受剪的极限为连接受剪的极限承载力承载力螺栓的高强度螺栓的高强度得到充分利用，得到充分利用，设计承载力设计承载力 摩摩擦型擦型整体性和刚整体性和刚度差，变形度差，变形大大根据高强螺栓的设计破坏判断标准对高强螺栓进行分类根据高强螺栓的设计破坏判断标准对高强螺栓进行分类铆钉连接铆钉连接3预制铆钉杆径比孔径小预制铆钉杆径比孔径小11.5mm。优点：优点：铆钉连接的铆钉连接的塑性塑性、韧性韧性和和整体性好整体性好；连接变形小；连接变形小；传力可靠；传力可靠；承受动力荷载时的疲劳性能好；承受动力荷载时的疲劳性能好；缺点：缺点：铆钉连接的构造复杂，用钢量大，施工麻烦，打铆时噪声铆钉连接的构造复杂，用钢量大，施工麻烦，打铆时噪声大。大。使用情况：使用情况：早期钢桥的主要连接形式，目前早期钢桥的主要连接形式，目前已很少采用已很少采用，已被焊接或，已被焊接或高强螺栓连接取代。高强螺栓连接取代。1 1 1 1二、焊二、焊 缝缝 连连 接接分类分类按焊体钢材的连接方式进行分类按焊体钢材的连接方式进行分类对接接头对接接头搭接接头搭接接头T形接头形接头角接接头角接接头按焊缝本身的构造进行分类按焊缝本身的构造进行分类角焊缝角焊缝全熔透全熔透坡口焊缝坡口焊缝部分熔透部分熔透坡口焊缝坡口焊缝角焊缝的截面形式角焊缝的截面形式普通形普通形（凸形）（凸形）等边凹形等边凹形平坡凸形平坡凸形各种焊缝的特点、适用范围各种焊缝的特点、适用范围角焊缝：角焊缝：主要用于应力方向平行于焊缝轴线（侧焊缝）的情况主要用于应力方向平行于焊缝轴线（侧焊缝）的情况全熔透焊缝：全熔透焊缝：主要用于钢板对接和焊缝受拉应力时主要用于钢板对接和焊缝受拉应力时部分熔透焊缝：部分熔透焊缝：在钢桥中较少采用。在斜拉桥、悬索桥的钢塔中，在钢桥中较少采用。在斜拉桥、悬索桥的钢塔中，板件全断面受压，并且板厚很大不宜完全焊透时采用板件全断面受压，并且板厚很大不宜完全焊透时采用坡口焊缝的各种形式坡口焊缝的各种形式直边缝（直边缝（形）形）V形形K形形单边单边V形形X形形U形形单边单边U形形按焊缝施焊时的姿态进行分类按焊缝施焊时的姿态进行分类平焊平焊横焊横焊立焊立焊仰焊仰焊三、角三、角 焊焊 缝缝 的的 设设 计计 与与 计计 算算1 1 1 1角焊缝的布置和受力性能角焊缝的布置和受力性能按受力方向对角焊缝进行分类按受力方向对角焊缝进行分类侧角焊缝侧角焊缝端角焊缝（正面角焊缝）端角焊缝（正面角焊缝）斜向角焊缝斜向角焊缝周围角焊缝周围角焊缝角焊缝垂直于受力方向角焊缝垂直于受力方向角焊缝倾斜于受力方向角焊缝倾斜于受力方向几个方向混合使用的角焊缝几个方向混合使用的角焊缝角焊缝平行于受力方向角焊缝平行于受力方向斜向角焊缝斜向角焊缝各类角焊缝的受力性能各类角焊缝的受力性能侧角焊缝侧角焊缝主要承受主要承受剪力剪力，应力状态比端角焊缝单纯，应力状态比端角焊缝单纯弹性受力阶段弹性受力阶段塑性受力阶段塑性受力阶段侧角焊缝塑性较好，受力增大进入塑侧角焊缝塑性较好，受力增大进入塑性状态时，剪应力分布将渐趋均匀，性状态时，剪应力分布将渐趋均匀，破坏时可按全长破坏时可按全长均匀受力均匀受力考虑考虑侧面角焊缝的侧面角焊缝的剪切破坏位置剪切破坏位置端角焊缝（正面角焊缝）端角焊缝（正面角焊缝）角焊缝垂直于受力方向角焊缝垂直于受力方向沿焊缝长度的应力分布较均匀沿焊缝长度的应力分布较均匀在两个焊脚和有效厚度面上有在两个焊脚和有效厚度面上有复杂和不均匀的正应力和剪应复杂和不均匀的正应力和剪应力，力，应力集中应力集中严重严重在焊缝根部有很大的在焊缝根部有很大的高峰正应力高峰正应力端角焊缝的端角焊缝的破坏位置：破坏位置：焊脚或有效厚度面，属于正应力和剪应焊脚或有效厚度面，属于正应力和剪应力的综合破坏力的综合破坏端角焊缝的端角焊缝的刚度较大刚度较大，变形较小变形较小，塑性较差塑性较差，性质较脆性质较脆，疲劳疲劳强度低强度低，不适用不适用于对疲劳要求较高的钢桥连接。于对疲劳要求较高的钢桥连接。斜向角焊缝斜向角焊缝周围角焊缝周围角焊缝角焊缝倾斜于受力方向角焊缝倾斜于受力方向几个方向混合使用的角焊缝几个方向混合使用的角焊缝常用在杆件倾斜相交的情况，受力方向和焊缝轴线成倾斜角度，应常用在杆件倾斜相交的情况，受力方向和焊缝轴线成倾斜角度，应力情况复杂，受力性能介于侧角焊缝和端角焊缝之间。力情况复杂，受力性能介于侧角焊缝和端角焊缝之间。把板件交搭处的所有交搭线尽可能多地加以焊接，成为把板件交搭处的所有交搭线尽可能多地加以焊接，成为开口开口或或封闭封闭的周围角焊缝。的周围角焊缝。封闭的封闭的周围角焊缝周围角焊缝2 2 2 2角焊缝尺寸的构造要求角焊缝尺寸的构造要求两个主要尺寸两个主要尺寸实际长度实际长度焊脚尺寸：焊脚尺寸：焊缝计算长度：焊缝计算长度：板厚板厚公路桥涵钢结构及木结构设计规范公路桥涵钢结构及木结构设计规范角焊缝的焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸：焊件焊件边缘边缘的角焊缝：的角焊缝：如果焊件边缘的厚度为如果焊件边缘的厚度为角焊缝两焊脚的夹角一般为角焊缝两焊脚的夹角一般为90，夹角，夹角120或或60的斜角焊缝不宜用作受力的斜角焊缝不宜用作受力焊缝焊缝钢结构设计规范钢结构设计规范的一些有关规定的一些有关规定角焊缝的角焊缝的焊脚尺寸焊脚尺寸角焊缝的角焊缝的最小计算长度最小计算长度侧面角焊缝的侧面角焊缝的最大计算长度最大计算长度搭接连接中的搭接连接中的搭接长度搭接长度次要构件或次要焊缝连接中次要构件或次要焊缝连接中断续角焊缝断续角焊缝的应用及规定的应用及规定角焊缝连接的计算角焊缝连接的计算3 3 3 3按照按照钢结构设计规范钢结构设计规范规定的角焊缝设计方法进行计算规定的角焊缝设计方法进行计算认为直角角焊缝的破坏总是沿其最小截面，即认为直角角焊缝的破坏总是沿其最小截面，即4545方向的有效截面方向的有效截面有效截面上的应力状态：有效截面上的应力状态：将三个应力将三个应力近似采用折算应力近似采用折算应力表达表达焊缝熔敷金属抗焊缝熔敷金属抗拉强度设计值拉强度设计值四、高强螺栓连接四、高强螺栓连接高强螺栓连接的构造高强螺栓连接的构造1 1 1 1螺栓的直径与孔径螺栓的直径与孔径粗制、精制、粗制、精制、高强螺栓等高强螺栓等钢种、直径、钢种、直径、孔径等孔径等同一结构中同一结构中同类型螺栓同类型螺栓同类型螺栓同类型螺栓宜采用一种宜采用一种统一规格统一规格统一规格统一规格当结构螺栓数众多且各部分杆件截面和受力相差较大时，可考虑用当结构螺栓数众多且各部分杆件截面和受力相差较大时，可考虑用23种种螺栓直径螺栓直径标准螺栓直径为标准螺栓直径为M12、14、16、18、20、22、24、27、30mm。常用常用考虑螺纹对螺栓杆截面的削弱，受拉时一般按螺纹处的有效截面面积考虑螺纹对螺栓杆截面的削弱，受拉时一般按螺纹处的有效截面面积螺栓的长度螺栓的长度高强度螺栓的长度应为紧固连接板厚度加上一个螺母和螺栓连接副垫圈高强度螺栓的长度应为紧固连接板厚度加上一个螺母和螺栓连接副垫圈的厚度。按下式计算，并取的厚度。按下式计算，并取5mm的的整倍数整倍数连接板层总厚度连接板层总厚度附加长度。当高强螺栓公称直径确定后，可查表附加长度。当高强螺栓公称直径确定后，可查表2-5-2高强度螺母公称厚度高强度螺母公称厚度垫圈个数垫圈个数高强度垫圈公称厚度高强度垫圈公称厚度螺纹螺距螺纹螺距螺栓的排列和间距螺栓的排列和间距端距端距中距中距边距边距两种情况两种情况切割边或高强度螺栓切割边或高强度螺栓普通螺栓或铆钉、轧制边普通螺栓或铆钉、轧制边并列并列错列错列构件受压力构件受压力构件受拉力构件受拉力内排和有边缘型钢外排的中距内排和有边缘型钢外排的中距外排中距外排中距边距边距 端距端距高强螺栓的受力性能和承载力高强螺栓的受力性能和承载力2 2 2 2摩擦型高强螺栓摩擦型高强螺栓（1）抗剪抗剪性能和承载力性能和承载力需要计算一个螺栓的需要计算一个螺栓的抗剪抗剪承载力设计值承载力设计值（2）抗拉抗拉性能和承载力性能和承载力需要计算一个螺栓的需要计算一个螺栓的抗拉抗拉承载力设计值承载力设计值（3）同时）同时抗剪抗剪和和抗拉抗拉的承载力的承载力需要计算一个螺栓同时承受拉力和剪力时的需要计算一个螺栓同时承受拉力和剪力时的抗剪抗剪承载力承载力设计值设计值外拉力使构件接触面的夹紧力降低，直接降低了摩擦力，外拉力使构件接触面的夹紧力降低，直接降低了摩擦力，因而高强螺栓的抗剪承载力降低因而高强螺栓的抗剪承载力降低受剪受剪受拉受拉承压型高强螺栓承压型高强螺栓（1）抗剪抗剪性能和承载力性能和承载力需要计算一个螺栓的需要计算一个螺栓的抗剪抗剪承载力设计值承载力设计值（2）抗拉抗拉性能和承载力性能和承载力需要计算一个螺栓的需要计算一个螺栓的抗拉抗拉承载力设计值，计算方法与摩擦型相同承载力设计值，计算方法与摩擦型相同（3）同时）同时抗剪抗剪和和抗拉抗拉的承载力的承载力需要计算一个螺栓同时承受拉力和剪力时的承载力设计值需要计算一个螺栓同时承受拉力和剪力时的承载力设计值规范规定，承压型高强螺栓只适用于承受规范规定，承压型高强螺栓只适用于承受静力静力或或间接动力间接动力荷载结构荷载结构中的连接中的连接高强螺栓连接的设计计算高强螺栓连接的设计计算3 3 3 3螺栓的螺栓的直径直径和和数量数量，根据，根据接头承载力接头承载力的要求确定。的要求确定。根据接头设计承载力的不同要求，有根据接头设计承载力的不同要求，有全承载力全承载力、最小承载力最小承载力、综合承载力综合承载力三种设计方法三种设计方法全承载力设计方法（全强设计法）全承载力设计方法（全强设计法）要求要求接头的设计承载力接头的设计承载力母材构件的承载力。母材构件的承载力。受压构件的连接，上述能满足。受压构件的连接，上述能满足。受拉构件的连接，受拉构件的连接，接头的设计承载力接头的设计承载力 母材构件的承载力。母材构件的承载力。当母材构件的实际应力很小时，此法很不经济。当母材构件的实际应力很小时，此法很不经济。最小承载力设计方法最小承载力设计方法要求要求接头的设计承载力接头的设计承载力杆件实际承受的荷载大小。杆件实际承受的荷载大小。此法最为经济。此法最为经济。当母材构件的实际应力很小时，接头承载力有可能与母材构件的承载当母材构件的实际应力很小时，接头承载力有可能与母材构件的承载力相差悬殊，接头成为整体构件的薄弱点，对构件整体受力产生不利力相差悬殊，接头成为整体构件的薄弱点，对构件整体受力产生不利影响。影响。综合承载力设计方法综合承载力设计方法既不使得既不使得接头承载力接头承载力降低过多，又不过分追求接头承载力。降低过多，又不过分追求接头承载力。此法此法同时考虑母材构件的承载力同时考虑母材构件的承载力和和构件的实际受力构件的实际受力大小，综合确定接大小，综合确定接头承载力。头承载力。美国美国AASHTOAASHTO规定：规定：构件实际受力构件实际受力 构件承载力的构件承载力的75%75%时，时，接头承载力接头承载力按母材构件承载力的按母材构件承载力的75%75%设计；设计；构件实际受力构件实际受力构件承载力的构件承载力的75%75%时，时，接头承载力接头承载力按母材构件承载力与按母材构件承载力与实际受力的平均值设计。实际受力的平均值设计。我国我国铁路桥梁钢结构设计规范铁路桥梁钢结构设计规范规定规定（1 1）主桁杆件主桁杆件及及板梁翼板板梁翼板用高强螺栓或铆接时，其螺栓数量应按连接用高强螺栓或铆接时，其螺栓数量应按连接杆件的杆件的承载力承载力计算，即：计算，即：主桁杆件主桁杆件及及板梁翼板板梁翼板的连接强度的连接强度被被连接杆件的承载力。连接杆件的承载力。全承载力设计方法（全强设计法）全承载力设计方法（全强设计法）（2 2）桁梁腹杆桁梁腹杆，当内力较小、由构造要求的最小截面控制设计时，其螺栓数，当内力较小、由构造要求的最小截面控制设计时，其螺栓数量可按量可按1.11.1倍的倍的杆件内力杆件内力与与75%75%的杆件净截面积的杆件净截面积强度强度的较大值进行计算。的较大值进行计算。综合承载力设计方法综合承载力设计方法（3 3）板梁腹板板梁腹板螺栓群的强度螺栓群的强度 拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力的拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力的组合强度组合强度。即：对于弯矩来讲，按腹板的全强设计；即：对于弯矩来讲，按腹板的全强设计；对于剪力来讲，按拼接所在位置的最大剪力考虑。对于剪力来讲，按拼接所在位置的最大剪力考虑。钢桥钢桥典型受力构件典型受力构件的摩擦型高强螺栓连接的设计计算的摩擦型高强螺栓连接的设计计算（1）轴心受力构件的高强螺栓连接）轴心受力构件的高强螺栓连接钢桥中，代表性的钢桥中，代表性的轴心受力构件轴心受力构件主要有：主要有：桁架杆件、主梁横向联系平联构件、各种横撑与斜撑构件、两端铰接桁架杆件、主梁横向联系平联构件、各种横撑与斜撑构件、两端铰接的柱的柱受力较大受力较大的钢桥构件连接，通常需要采用多根螺栓的的钢桥构件连接，通常需要采用多根螺栓的螺栓群螺栓群；受力较小受力较小时，往往采用角钢、时，往往采用角钢、T T型钢、槽钢等型钢结构。型钢、槽钢等型钢结构。接头设计接头设计必须考虑螺栓群各螺栓受力的不均匀性和接头偏心的影响。必须考虑螺栓群各螺栓受力的不均匀性和接头偏心的影响。1 12 23 3受力方向的连接长度为受力方向的连接长度为，高强螺栓承载力为：，高强螺栓承载力为：4 4，孔径为，孔径为0 00.250.250.50.50.750.751.01.02020404060608080长连接抗剪螺栓的强度折减系数长连接抗剪螺栓的强度折减系数我国规范我国规范欧洲规范欧洲规范试验曲线试验曲线长接头螺栓长接头螺栓 假设杆件截面积为假设杆件截面积为A A，轴向应力为，轴向应力为，母材的容许应力为，母材的容许应力为高强螺栓的根数高强螺栓的根数m m可按下式计算：可按下式计算：5 5单根螺栓的单面摩擦承载力单根螺栓的单面摩擦承载力传力摩擦面数目传力摩擦面数目全承载力设计法：全承载力设计法：最小承载力设计法：最小承载力设计法：（2）弯剪受力构件的高强螺栓连接）弯剪受力构件的高强螺栓连接弯剪受力构件的高强螺栓连接计算：弯剪受力构件的高强螺栓连接计算：钢梁桥中较为典型的弯剪受力构件：主梁、横梁钢梁桥中较为典型的弯剪受力构件：主梁、横梁1 12 2翼板翼板的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计腹板腹板的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计全承载力设计方法（全强设计法）全承载力设计方法（全强设计法）板梁翼板板梁翼板的连接螺栓数量应按连接杆件的承载力计算，即：的连接螺栓数量应按连接杆件的承载力计算，即：主桁杆件及板梁翼板的连接强度主桁杆件及板梁翼板的连接强度被连接杆件的承载力被连接杆件的承载力翼板翼板连接的拼接板设计时，应该使得连接的拼接板设计时，应该使得拼接板拼接板的净面积比的净面积比被拼接部分被拼接部分翼板翼板净面积大净面积大10%10%拼接板拼接板布置于翼板两侧（高强螺栓为双面摩擦布置于翼板两侧（高强螺栓为双面摩擦n=2n=2），在有腹板或），在有腹板或加劲肋的一侧，拼接板可分为多块，在翼板外侧通常做成与翼板同加劲肋的一侧，拼接板可分为多块，在翼板外侧通常做成与翼板同宽单块拼接板宽单块拼接板全承载力设计法：全承载力设计法：最小承载力设计法：最小承载力设计法：单根螺栓的单面摩擦承载力单根螺栓的单面摩擦承载力传力摩擦面数目传力摩擦面数目高强螺栓的根数高强螺栓的根数m m可按下式计算：可按下式计算：假设翼板的宽度假设翼板的宽度厚度厚度=，母材的容许应力为，母材的容许应力为，弯曲应力为，弯曲应力为板梁腹板板梁腹板螺栓群的强度螺栓群的强度拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力拼接处腹板净截面抗弯强度与该处最大剪力的组合强度的组合强度对于对于弯矩弯矩来讲，按腹板的全强设计；来讲，按腹板的全强设计；对于对于剪力剪力来讲，按拼接所在位置的最大剪力考虑。来讲，按拼接所在位置的最大剪力考虑。拼接板拼接板应该对称布置于腹板的两侧；应该对称布置于腹板的两侧；拼接板拼接板的总厚度应大于被拼接腹板的厚度；的总厚度应大于被拼接腹板的厚度；拼接板拼接板的净面积抵抗矩应该大于被拼接腹板的净面积抵抗矩。的净面积抵抗矩应该大于被拼接腹板的净面积抵抗矩。腹板腹板的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计的螺栓数量计算与拼接板厚与尺寸的设计例题例题4 4 4 45205201234302400230052024012411159根据我国根据我国铁路桥梁钢结构设计规范铁路桥梁钢结构设计规范规定：规定：板梁翼板用高强螺栓时，其螺栓数量应按连接板梁翼板用高强螺栓时，其螺栓数量应按连接件的件的承载力承载力计算，即采用全承载力设计法，板计算，即采用全承载力设计法，板梁腹板螺栓群的强度不得小于拼接处腹板净截梁腹板螺栓群的强度不得小于拼接处腹板净截面抗弯刚度与该处最大剪力的组合强度。即对面抗弯刚度与该处最大剪力的组合强度。即对于弯矩来讲，按腹板的全强设计；对于剪力，于弯矩来讲，按腹板的全强设计；对于剪力，按拼接所在位置的最大剪力考虑。按拼接所在位置的最大剪力考虑。根据全承载力设计法，拼接板的截面面积要比根据全承载力设计法，拼接板的截面面积要比翼缘板的截面面积大翼缘板的截面面积大10%10%，即：，即：上翼缘板：上翼缘板：拼接板板厚选用：拼接板板厚选用：如图所示，已知弯矩如图所示，已知弯矩M=9170kN.m，剪力，剪力Q=1250kN。设计连。设计连接的拼接板及高强螺栓。容许弯曲压应力接的拼接板及高强螺栓。容许弯曲压应力下翼缘板：下翼缘板：拼接板板厚选用：拼接板板厚选用：腹板拼接板板厚确定：腹板拼接板板厚确定：由拼接板的抗弯惯性矩要大于腹板的抗弯惯性矩：由拼接板的抗弯惯性矩要大于腹板的抗弯惯性矩：拼接板板厚选用：拼接板板厚选用：翼缘板翼缘板和和腹板腹板各自承担的弯矩：各自承担的弯矩：根据翼缘板和腹板的刚度分配进行计算；根据翼缘板和腹板的刚度分配进行计算；剪力假定完全由腹板上拼接板承受。剪力假定完全由腹板上拼接板承受。根据内力确定连接板上的螺栓布置根据内力确定连接板上的螺栓布置翼缘螺栓数量及其布置翼缘螺栓数量及其布置选取选取摩擦型高强螺栓为摩擦型高强螺栓为10.910.9级，规格为级，规格为M22M22；梁拼接板用；梁拼接板用Q345Q345，接触面采用，接触面采用喷砂处理。喷砂处理。由由公路桥涵钢结构及木结构设计规范公路桥涵钢结构及木结构设计规范第第1.2.61.2.6条得：条得：单个高强螺栓的容许承载力为：单个高强螺栓的容许承载力为：翼缘上分配的总内力翼缘上分配的总内力N为：为：翼缘连接需要的螺栓数量翼缘连接需要的螺栓数量m为：为：翼缘板连接螺栓布置图如下：翼缘板连接螺栓布置图如下：翼缘板翼缘板外侧外侧连接螺栓布置图连接螺栓布置图翼缘板翼缘板内侧内侧连接螺栓布置图连接螺栓布置图腹板螺栓数量及其布置腹板螺栓数量及其布置板梁腹板螺栓群的强度不得小于拼接处腹板净截面抗弯刚度与该处最大剪力板梁腹板螺栓群的强度不得小于拼接处腹板净截面抗弯刚度与该处最大剪力的组合强度。的组合强度。选取选取腹板处拼接板尺寸为腹板处拼接板尺寸为47092300，摩擦型高强螺栓为摩擦型高强螺栓为10.910.9级，规格为级，规格为M22M22；梁拼接板用；梁拼接板用Q345Q345，螺栓布置如下页图所示。进行验算：，螺栓布置如下页图所示。进行验算：单个高强螺栓的容许承载力为：单个高强螺栓的容许承载力为：由下页图知，弯矩对最下缘螺栓产生的内力最大：由下页图知，弯矩对最下缘螺栓产生的内力最大：由由对最下缘螺栓产生的压力为：对最下缘螺栓产生的压力为：12411159MQ拉拉压压由由对单个螺栓产生的剪力为：对单个螺栓产生的剪力为：由由组合内力为：组合内力为：对单个螺栓产生的对单个螺栓产生的符合要求。符合要求。end