铸钢节点在轻型桥梁结构中的应用研究

《铸钢节点在轻型桥梁结构中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、铸钢节点在轻型桥梁结构中的应用研究刘钊，贺志启，苏俭31铸钢节点在轻型桥梁结构中的应用研究刘钊，贺志启，苏俭(1．东南大学土木工程学院，江苏南京210096；2．上海市政工程设计研究总院，上海200092)摘要：铸钢节点以其拓扑形状适应性强、受力性能好、施工方便等特点，适用于轻型管状结构桥梁。轻型桥梁中的铸钢节点按其连接作用类型可分为：铸钢交汇节点、铸钢支点以及钢一混结合面的铸钢齿状节点等。结合铸钢节点在轻型桥梁结构中的应用优势，介绍其在桥梁中的应用情况，并探讨桥梁铸钢节点需要进一步研究的问题。关键词：桥梁工程；轻型桥梁；铸钢节点；管状结构；树状桥墩中图分

2、类号：U448．36，TU392文献标志码：A文章编号：1671—7767(2011)05—0031—041引言2轻型桥梁中的铸钢节点形式在桥梁工程中，铸钢件主要应用于形状复杂、应在管状轻型结构桥梁中，根据铸钢节点的连接力集中的结构部位，如：铸钢支座(摇轴支座和辊轴作用分为3种类型(见图1)：①管状构件的铸钢交支座)、耳板销接节点、铸钢索夹、悬索桥鞍座等。汇节点；②铸钢支点；③钢一混结合面的铸钢齿状随着轻型桥梁结构的进一步发展，管状结构在节点。桥梁工程中极具发展潜力。在采用管状构件的桥梁中，由于在杆件交汇处直接采用焊接或栓接存在困难，其制造及受力可靠性成为

3、一个技术瓶颈，而整体铸钢节点是解决这一问题的好方法。目前，采用铸钢节点与管状构件的桥梁在我国还是空白；相比之(a)铸钢交汇节点(b)铸钢支点下，铸钢节点在我国的大型建筑结构(体育场馆、会展中心、航站楼等)工程中已得到较多的应用]。铸钢节点配合管状构件在桥梁工程应用中的优势主要表现为：①铸钢节点在工厂整体铸造，避免了管状构件焊接节点的相贯线切割及交叉焊缝，从而(c)钢一混结合面的铸钢(d)多种铸钢节点减少热影响区的缺陷和残余应力，保证了节点区域齿状节点(半埋入)优良的力学性能；②铸钢节点可以有复杂的外形和图1铸钢节点形式内腔，可按受力状况采用合理的拓扑形状；

4、③铸钢节点的化学成份要求很高，材质均匀且具有良好的强3铸钢节点在桥梁工程中的应用度、塑性、韧性、可焊性及疲劳性能等；④铸钢节点既目前在欧洲尤其是德国，铸钢节点配合管状构可用于桥梁结构中的管状构件交汇处，也可用于管件在桥梁工程中已得到一定应用，包括人行桥、状构件与混凝土构件的连接面等，其与周围杆件的公路桥和铁路桥(见表1)。连接方式主要为焊接，也可根据需要设计成螺纹连3．1人行桥接或销轴连接形式。铸钢节点在国外的人行桥中得到了很多应用，总之，铸钢节点将节点与构件的焊接部位转移如钢一混连接部位及管状构件的交汇部位。在斯图到应力比较平顺的节点区之外，可以大大提高

5、桥梁加特的钢一混组合人行拱桥[见图2(a)]以及斯图结构的组拼质量、施工速度和耐久性，有利于促进桥加特的树状支撑组合人行桥[见图2(b)]中，前者应梁结构向轻质、高效方向发展。用了铸钢支点，后者应用了管状构件的铸钢交汇节点及钢一混结合面的铸钢齿状节点。收稿日期：2011—05一O3基金项目：江苏省自然科学基金(BK2009028)作者简介：刘钊(1964一)，男，教授，1984年毕业于西南交通大学桥梁专业，工学学士，1987年毕业于西南交通大学桥梁专业，工学硕士，2001年毕业于东南大学结构工程专业，工学博士(E—mail：mr．1iuzhao@seu．e

6、du．cn)。铸钢节点在轻型桥梁结构中的应用研究刘钊，贺志启，苏俭33(10·m)，前者不足后者的一半。此外有统计带铸钢节点的管状轻型桥梁中，铸钢节点在整资料显示，钢主梁的单位面积重量为2．5～3．5个桥梁结构的抗震受力体系中占有重要的地位。例kN／m，组合主梁为6．5～8．5kN／m，而混凝土主如，树状钢管桥墩分叉处的铸钢节点[见图2(b)]或梁为1O～15kN／m。铸钢支座[见图3(c)]，在地震发生中将承受较大的作用力，且一旦失效将导致整个桥梁结构的倒塌。管状构件不但充分发挥了钢材在轻型方面的优目前，针对铸钢节点抗震性能的研究还较少，且势，且由于其刚

7、度大、抗压和抗扭性能好，同样承载尚无试验依据，因而针对高烈度区桥梁结构中的铸能力的管状构件钢材用量比型钢要小得多，可节约钢节点进行抗震性能的理论与试验研究是今后一个钢材20以上。因此，管状结构是一种值得重视的重要的研究课题。高效轻型结构，在桥梁结构的桁架梁、桁式拱肋、钢4．2．3与混凝土界面连接的铸钢节点形式与性能管桥墩中均可应用。管状轻型桥梁一般由钢管构件与混凝土板组从国外的实践来看，一些采用树状桥墩直接承成，与其它组合结构桥梁类似，需在钢一混连接面设托混凝土板的桥梁，打破了传统桥梁布局中梁、墩分置剪力连接件来保证结构的共同工作。以往的研究离的概念，使桥

8、梁整体更具视觉美感。铸钢节点可表明，在水平剪力及疲劳荷载作用下，柔