国内、外桥梁销接节点设计方法

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1、22世界桥梁2011年第2期国内、外桥梁销接节点设计方法应天益(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092)摘要：为了研究销铰连接锚固体系中销接节点的设计方法，从而避免节点板承压破坏、销轴承压破坏和节点板的撕裂破坏3种破坏方式，通过比较和分析JTJ025—86、TB10002．2—2005、日本道桥规范、欧洲Eurocode3、美国AAsHT0和英国BS5400钢桥设计规范中的相关规定，认为设计中销接有转动功能要求时的承压设计强度、销轴与销孔间隙控制、节点板最小板厚这三方面构造要求较重要。此外，日本道桥规范和欧

2、洲Eurocode3规范关于孔壁接触应力的规定也值得关注。关键词：桥梁；销铰连接；节点；接触应力；设计规范中图分类号：U442．54文献标志码：A文章编号：1671—7767(2011)02～0022—041引言结构及木结构设计规范》(JTJ025—86，以下简称销接节点以往较多出现在悬索桥的吊索与主缆JTJ025—86)、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB(主梁)的连接上，由于结构简单、施工方便和更换容10002．2—2005，以下简称TB2005)、日本《道路桥易等优点，该连接形式也逐渐应用到斜拉桥和中、下规范·同解说(钢

3、桥篇)》(以下简称日本道桥规范)、承式拱桥中。法国的诺曼底大桥、中国的桃天门大欧洲《Eurocode3：DesidnofSteelStructures》(以下桥和深圳湾公路大桥等斜拉桥在索梁锚固中都采用简称Eurocode3)、美国《AASHTOLRFDBridge了销接连接锚固体系。在中、下承式拱桥中，由于这DesignSpecifications》(以下简称AASHTO)和英种连接方式还能很好地解决吊杆在活载作用下的转国《BS5400钢桥、混凝土桥及结合桥》设计规范(以动变位问题，也得到了较多的应用。已有不少学者下简称B

4、S5400)对销接连接计算和构造的相关规对销铰连接锚固体系中的销接节点进行了研究，文定，为此类锚固连接方式的设计提供借鉴。献E1-]探索性地研究了斜拉桥中销接锚固体系的设计方法，文献[2～6]通过试验研究了销接节点的受2销轴和节点板承压破坏力特性，文献[7，8]主要利用数值模拟技术分析了销2．1销轴和节点板接触应力控制轴接触应力的分布特性和影响因素，但目前国内尚2．1．1赫兹接触理论无明确的设计规范可供参考，通常情况下，设计人员销轴与耳板销孔间的承压作用实质为圆柱体与参考钢桥设计规范中销钉连接的相关规定进行设计。凹圆柱面的接

5、触，它可以归结为两圆柱体的接触问销接节点的破坏形式主要有5种：①销轴剪切题。引入赫兹弹性接触理论可得到最大接触应力的破坏(pinshearfailure)；②销轴弯曲破坏(pinben—理论计算公式]，两圆柱体接触时最大单位接触应dingfailure)；③节点板承压破坏(gussetplatebear—力q。和相应的接触长度26计算公式如式(1)。ingfailure)；④销轴承压破坏(pinbearingfailure)；⑤节点板撕裂破坏(gussetplatetear—outfailure)。6一[(+)q①和②两种破

6、坏形态在许多国家和地区的钢桥设计，r、]1／2(1)规范中有相应的承载能力计算公式，一般都是将销qo一燕q．I}轴简化为简支梁进行计算，各规范差别不大。对于后3种破坏形态，尤其是销轴和节点板的承压破坏，式中，q为接触面上沿轴向单位长度受到的压力；R我国钢桥设计规范规定得还不够完善，在销铰连接为销孔半径；R。为销轴半径；E和E分别为节点锚固体系中，巨大索力使得销轴和节点板的承压作板和销轴材料的弹性模量和。分别为节点板和用非常明显。本文通过对比、分析我国《公路桥涵钢销轴材料的泊松比。由于耳板圆孔为凹圆体，R。取收稿日期：2010

7、—08—10作者简介：应天益(1983一)，男，2006年毕业于同济大学桥梁工程专业，工学学士，2009年毕业于同济大学桥梁工程专业，工学硕士(E-mailyingtianyil983@gmail．corn)。国内、外桥梁销接节点设计方法应天益23负值，则(1)式可转换为星6一[(+)qj虹rrn，、]1／z(2)饰翻qo一i裔fi摇鲻上述公式在应用中要注意2个问题：一是接触面的长度远小于圆柱体的直径2R、2R，即2R一、2R一z能够近似取为2R和2R；二是接触区图I接触承压应力设计值与布氏域处于弹性受力阶段。这也是赫兹接触

8、理论的2个硬度之间的取值关系重要假定。因此，利用赫兹接触理论处理圆柱体与指出赫兹理论公式的适用范围。接触应力的设计强凹圆柱面的接触问题时，需要考虑其适用范围以及度为钢材轴向设计强度的2．5倍。最大接触应力q。的设计容许值。2．2销轴与销孔间隙控制和孔壁承压应力设计值2．1．2日本道桥规范的