桥梁工程常用材料与计算方法

1、桥梁工程常用材料与计算方法桥梁工程常用材料与计算方法 主讲：李凡主讲：李凡20112011年年6 6月月1717日日重点讲解内容重点讲解内容v材料的强度材料的强度v构件的正确使用构件的正确使用v构件的连接构件的连接v简单计算简单计算单位单位v1t=10kN=10000N1t=10kN=10000Nv1kg=10N1kg=10Nv1MPa=1000kPa=1N/mm1MPa=1000kPa=1N/mm2 2=100t/m=100t/m2 2v1kPa=0.1t/m1kPa=0.1t/m2 2v1Pa=1N/m1Pa=1N/m2 2碗扣支架施工地基承载力为什么要求大于碗扣支架施工地基承载力为什么要

2、求大于150kPa150kPa？混凝土垫块混凝土垫块0.4m0.4m0.4m=0.16m0.4m=0.16m2 2150kPa150kPa（1501500.1t/m0.1t/m2 2）0.16m0.16m2 2=2.4t=2.4t碗扣支架立柱承载力按碗扣支架立柱承载力按2t/2t/根设计根设计容重容重 （密度）（密度）v钢材钢材 7.85t/m7.85t/m3 3=78.5kN/m=78.5kN/m3 3v砂石料砂石料 15kN/m15kN/m3 3左右左右v混凝土混凝土 24kN/m24kN/m3 3左右（与标号有关）左右（与标号有关）v钢筋混凝土钢筋混凝土 2.5t/m2.5t/m3 3=

3、25kN/m=25kN/m3 3（配筋率（配筋率2%2%）v松木松木 0.6t/m0.6t/m3 3=6kN/m=6kN/m3 3v淤泥质粘土粉砂淤泥质粘土粉砂 17 1720kN/m20kN/m3 3结构设计需考虑的结构设计需考虑的1212个主要方面个主要方面强度（承载能力）强度（承载能力）刚度（正常使用）刚度（正常使用）经济性经济性通用性（周转性）通用性（周转性）操作简便操作简便使用数量、次数、时间使用数量、次数、时间运输便利运输便利与永久结构匹配与永久结构匹配温度影响温度影响材料选择材料选择尺寸配合尺寸配合稳定性稳定性结构结构设计设计主要主要次要次要词语解释词语解释v强度、刚度、稳定性强

4、度、刚度、稳定性是结构设计中最基本的要求。是结构设计中最基本的要求。v稳定性稳定性主要靠理论分析，有些计算软件可以对整体分析。主要靠理论分析，有些计算软件可以对整体分析。包括整体稳定性和局部稳定性。包括整体稳定性和局部稳定性。v经济性经济性要靠对力学理论的掌握及列表比较。要靠对力学理论的掌握及列表比较。v材料选择材料选择要选用常用的型材，最好是自有的。要选用常用的型材，最好是自有的。v尺寸配合尺寸配合包括包括2 2个方面：构件间尺寸配合和型材定尺寸合个方面：构件间尺寸配合和型材定尺寸合理利用。理利用。v使用数量、次数、时间使用数量、次数、时间主要关系到安全系数的取值。主要关系到安全系数的取值。

5、v与永久结构匹配与永久结构匹配就是看主体工程中有没有与临时工程相同就是看主体工程中有没有与临时工程相同的材料。的材料。3.3m2.1m40b工字钢工字钢12m=33.3m+2.1m钢材的品种和牌号钢材的品种和牌号碳素结构钢碳素结构钢Q-Q-钢材屈服点（屈服强度）钢材屈服点（屈服强度）A A、B B、C C、D-D-质量等级（化学成分和机械性能不同，主要区别为质量等级（化学成分和机械性能不同，主要区别为含碳量由高到低）含碳量由高到低）工地所用钢板和型钢的牌号多为工地所用钢板和型钢的牌号多为Q235BQ235B（A3A3）低合金结构钢低合金结构钢Q345Q345（16Mn16Mn）平均含碳量）平均

6、含碳量0.16%0.16%，主要合金元素为锰，主要合金元素为锰贝雷片的牌号贝雷片的牌号Q345Q3451.1.常用钢梁的牌号常用钢梁的牌号Q345qDQ345qD钢材的强度设计值钢材的强度设计值常用材料强度常用材料强度v立方体混凝土（立方体混凝土（C50C50为为50MPa50MPa）v钢筋钢筋 级级R R235235 级级HRBHRB335335 级级HRBHRB400400v钢板、型钢钢板、型钢215215、235235MPaMPav钢绞线钢绞线12601260、18601860MPa MPa S15.24 v平行钢丝平行钢丝14101410、16701670MPa MPa 7v精轧螺纹钢

7、精轧螺纹钢PSBPSB78578510801080、980-1230980-1230MPa MPa JL黄色黄色为设计强度，为设计强度，蓝色蓝色为屈服强度，为屈服强度，红色红色为极限抗拉强度。为极限抗拉强度。强度计算强度计算v抗弯强度抗弯强度v抗拉强度抗拉强度v抗压强度抗压强度v抗剪强度抗剪强度抗弯强度（简支梁）抗弯强度（简支梁）LP抗弯强度验算公式：抗弯强度验算公式：=M/W。得出结果与设计值比较。得出结果与设计值比较。M=PL/4LqM=qL2/8集中荷载集中荷载均布荷载均布荷载抗弯强度算例（抗弯强度算例（40b工字钢简支梁）工字钢简支梁）5m200kN=M/W=300103/1139=2

8、63.4MPaM=PL/4=1.22005/4=300kNm5m40kN/mM=qL2/8=1.24052/8=150kNm集中荷载集中荷载均布荷载均布荷载=M/W=150103/1139=131.7MPa40b工字钢截面特性：工字钢截面特性：Ix=22781cm4Wx=1139cm3不满足设计强度！不满足设计强度！CAD辅助设计辅助设计v截面特性查询截面特性查询制图和查询时最好使用制图和查询时最好使用cm单位，得出的数值即为单位，得出的数值即为cm4。主力矩与质心的主力矩与质心的 X-Y 方向方向: I: 223757.6085 沿沿 1.0000 0.0000 J: 53151.5221

9、沿沿 0.0000 1.0000 CAD命令（命令（reg）-合集、差集、并集合集、差集、并集-面域面域/质量特性质量特性I:IxJ:Iy常用型钢承载常用型钢承载弯矩弯矩M MvI40bI40b：24.5tm24.5tmvI20aI20a：5.1tm5.1tmv20a20a：3.8tm3.8tmv16a16a：2.3tm2.3tmv321321型贝雷片：型贝雷片：78.8tm78.8tm 加强贝雷片：加强贝雷片：168.7t168.7tm根据根据W得出，未含安全系数。得出，未含安全系数。取值取值215MPa200型尺寸型尺寸30482234mm，321型尺寸型尺寸30001500mm。v铁是纯

10、净物铁是纯净物 钢是混合物钢是混合物 v钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁碳合金，按含碳量不同可分为：钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁碳合金，按含碳量不同可分为： 生铁生铁含含C C为为2.02.04.54.5 钢钢 含含C C为为0.050.052.02.0 熟铁熟铁含含C C小于小于0.050.05 v钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有耐热、耐腐蚀、钢系由生铁再炼而行，有较高的机械强度和韧性，还具有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能。耐磨等特殊性能。v铁与钢的区别：铁在自然界中蕴藏量极为丰富，占地壳元素含量的铁与钢的区别：铁在自然界中蕴藏量极为丰富，占地壳元素含量的5 5，居地

11、球物质中的第四位。铁元素很活泼，容易与其它物质结合。居地球物质中的第四位。铁元素很活泼，容易与其它物质结合。 习惯习惯上常说的钢铁是对钢和铁的总称。钢和铁是有区别的，所谓钢铁，主要上常说的钢铁是对钢和铁的总称。钢和铁是有区别的，所谓钢铁，主要由两个元素构成，即铁和碳，一般碳和元素铁形成化合物，叫铁碳合金。由两个元素构成，即铁和碳，一般碳和元素铁形成化合物，叫铁碳合金。含碳量多少对钢铁的性质影响极大，含碳量增加到一定程度后就会引起含碳量多少对钢铁的性质影响极大，含碳量增加到一定程度后就会引起质的变化。质的变化。v由铁原子构成的物质叫纯铁，纯铁杂质很少。由铁原子构成的物质叫纯铁，纯铁杂质很少。含碳

12、量多少是区别钢铁的含碳量多少是区别钢铁的主要标准。主要标准。生铁含碳量大于生铁含碳量大于2.02.0；钢含碳量小于；钢含碳量小于2.02.0。生铁含碳量高，。生铁含碳量高，硬而脆，几乎没有塑性。钢不仅有良好塑性，而且钢制品具有强度高、硬而脆，几乎没有塑性。钢不仅有良好塑性，而且钢制品具有强度高、韧性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击、易提炼等优良物化应用性韧性好、耐高温、耐腐蚀、易加工、抗冲击、易提炼等优良物化应用性能，因此被广泛利用。能，因此被广泛利用。 钢与铁钢与铁轴心抗拉及抗压强度轴心抗拉及抗压强度抗弯强度验算公式将得出结果与设计值比较。抗弯强度验算公式将得出结果与设计值比较。-稳定系数

13、，与构件长细比对应，长细比越大稳定系数，与构件长细比对应，长细比越大值越小值越小-长细比，长细比，=L/ii-回转半径回转半径PPP=P/A=P/ALL受压构件的容许长细比受压构件的容许长细比b类截面轴心受压构件的稳定系数类截面轴心受压构件的稳定系数抗压强度算例（抗压强度算例（6306308mm8mm钢管）钢管）=0.614=0.614（查表）（查表）500kN=P/A=1.2=P/A=1.250050010/0.61410/0.614156.25=62.5MPa156.25=62.5MPa20m500kN=L/i=1.0=L/i=1.02000/21.99=912000/21.99=91（取

14、值见下页表）取值见下页表）6308mm钢管截面特性：钢管截面特性：A=156.25cm2i=21.99此例为计算值，要根据现场钢管壁厚及腐蚀情况折减。一般新钢管按此例为计算值，要根据现场钢管壁厚及腐蚀情况折减。一般新钢管按7mm壁厚计算。壁厚计算。抗剪强度抗剪强度LP 抗剪强度验算公式：抗剪强度验算公式：=V/A。得出结果与。得出结果与设计值比较。设计值比较。 跨径大于跨径大于1.5m一般不需验算抗剪强度。一般不需验算抗剪强度。 注：注：A取值并非构件截面面积，而是承剪取值并非构件截面面积，而是承剪有效面积（右图红色线框内面积）。有效面积（右图红色线框内面积）。V=P/2LqV=qL/2集中荷

15、载集中荷载均布荷载均布荷载htt抗剪强度算例（抗剪强度算例（40b工字钢简支梁）工字钢简支梁）集中荷载集中荷载均布荷载均布荷载=V/A=120103/40016.5=18.2MPaV=P/2=1.2200/2=120kNV=qL/2=1.2405/2=120kN=V/A=18.2MPa40b工字钢截面特性：工字钢截面特性：h=400mmt=16.5mm 等截面梁跨径等截面梁跨径大于大于1.5m时，其剪时，其剪应力很小。应力很小。5m200kN5m40kN/m临时结构施工钢材临时结构施工钢材 施工设计中所采用的钢材品种主要为热轧型钢及钢板，且以普通工施工设计中所采用的钢材品种主要为热轧型钢及钢板

16、，且以普通工字钢、槽钢、角钢居多，钢号以字钢、槽钢、角钢居多，钢号以Q235BQ235B为主，其原因为热轧型钢来源充足、为主，其原因为热轧型钢来源充足、价格合理、适用范围大、周转性较强。价格合理、适用范围大、周转性较强。 钢材中工字钢主要用于承重受弯构件，槽钢用于模板背楞、管材连钢材中工字钢主要用于承重受弯构件，槽钢用于模板背楞、管材连接等部位，角钢则在索塔劲性骨架及施工爬架应用较多。钢板在预埋件、接等部位，角钢则在索塔劲性骨架及施工爬架应用较多。钢板在预埋件、节点板、加劲肋、型钢连接及加强处充分发挥了其重要作用。此外施工中节点板、加劲肋、型钢连接及加强处充分发挥了其重要作用。此外施工中还辅以

17、大型螺旋焊钢管作为设计材料。这几种材料在整个设计占有相当大还辅以大型螺旋焊钢管作为设计材料。这几种材料在整个设计占有相当大的比例。的比例。 除了以上材料的大量使用外，在施工设计中还引用预应力高强精轧除了以上材料的大量使用外，在施工设计中还引用预应力高强精轧螺纹粗钢筋、螺纹粗钢筋、321321型贝雷桁架、碗扣支架等其它特殊材料。型贝雷桁架、碗扣支架等其它特殊材料。常用型钢常用型钢v工字钢（普通、轻型）工字钢（普通、轻型）v槽钢（普通、轻型）槽钢（普通、轻型）v角钢（等边、不等边）角钢（等边、不等边）vH H型钢（型钢（HWHW、HMHM、HNHN）v螺旋焊钢管螺旋焊钢管抗弯构件的正确使用抗弯构件

18、的正确使用图中为抗弯能力比较。图中为抗弯能力比较。20a20a槽钢槽钢40b40b工字钢工字钢11.811.87.47.4型钢错误使用型钢错误使用型钢组合型钢组合注：比较中没有考虑稳定性上的差别注：比较中没有考虑稳定性上的差别焊缝连接焊缝连接型钢组合抗弯能力比较型钢组合抗弯能力比较焊缝连接焊缝连接移动模架后横梁改造移动模架后横梁改造钢结构设计目的及方法钢结构设计目的及方法 钢结构设计的目的是应保证结构和构件在充分满钢结构设计的目的是应保证结构和构件在充分满足功能要求的基础上安全可靠地工作。即在足功能要求的基础上安全可靠地工作。即在施工施工和和使使用用过程中能满足预期的安全性和使用性的要求，做到

19、过程中能满足预期的安全性和使用性的要求，做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。 目前我国钢结构设计方法经历四个阶段：传统的目前我国钢结构设计方法经历四个阶段：传统的容许应力法和最大荷载法；三系数极限状态设计法；容许应力法和最大荷载法；三系数极限状态设计法；半概率极限状态设计法；半概率极限状态设计法；概率极限状态设计法概率极限状态设计法。 在施工中主要采用处于国际领先的概率极限状态设计法进行钢结构设在施工中主要采用处于国际领先的概率极限状态设计法进行钢结构设计，此种方法对所设计的结构的功能作出一定的概率保证，在结构的可靠计，此种方法对所设计的结构的功

20、能作出一定的概率保证，在结构的可靠与经济之间得出最佳的平衡点。与经济之间得出最佳的平衡点。 在使用概率极限状态设计法进行结构设计中，根据功能要求，结构的在使用概率极限状态设计法进行结构设计中，根据功能要求，结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。即结构的强极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。即结构的强度要求和刚度要求，在桥梁施工中分别体现在支架和模板的设计中。度要求和刚度要求，在桥梁施工中分别体现在支架和模板的设计中。 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，采用荷载设计值，计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，采用荷载设计值，即荷载标准值乘

21、以荷载分项系数。荷载分项系数一般情况下静力荷载为即荷载标准值乘以荷载分项系数。荷载分项系数一般情况下静力荷载为1.21.2，施工荷载为施工荷载为1.41.4。 钢材的强度设计值（钢材的强度设计值（Q235Q235）抗拉、抗压、抗弯取）抗拉、抗压、抗弯取215N/mm215N/mm2 2、抗剪取、抗剪取125N/mm125N/mm2 2，随厚度或直径的增加按组别依次递减，随厚度或直径的增加按组别依次递减5 5或或10N/mm10N/mm2 2。JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范P66稳定性稳定性 增加部分抗剪增加部分抗剪性能，但效果并不性能，但效果并不好。好。焊缝连

22、接焊缝连接 钢结构一般常用的焊缝形式分为钢结构一般常用的焊缝形式分为对接焊缝对接焊缝和和角焊缝角焊缝两种基本形式。两种基本形式。 由于对接焊缝对焊件边缘须加工的坡口、下料和拼装尺寸要求相对由于对接焊缝对焊件边缘须加工的坡口、下料和拼装尺寸要求相对准确，故制造较费工，所以在应用中除要求严格的构件在工厂加工时准确，故制造较费工，所以在应用中除要求严格的构件在工厂加工时要求对接焊缝连接外（比如起重吊具、吊机锚固装置等构件），现场要求对接焊缝连接外（比如起重吊具、吊机锚固装置等构件），现场施工以角焊缝作为钢结构连接主要形式。施工以角焊缝作为钢结构连接主要形式。 角焊缝按其长度方向和外力作用方向的不同可

23、分为平行于力作用方角焊缝按其长度方向和外力作用方向的不同可分为平行于力作用方向的侧面角焊缝、垂直于力作用方向的正面角焊缝和与力作用方向成向的侧面角焊缝、垂直于力作用方向的正面角焊缝和与力作用方向成斜角的斜向角焊缝。斜角的斜向角焊缝。 角焊缝按沿长度方向的布置，还可以分为连续角焊缝和断续角焊缝角焊缝按沿长度方向的布置，还可以分为连续角焊缝和断续角焊缝两种形式。在主要结构及主要构件中必须采用连续角焊缝，而断续角两种形式。在主要结构及主要构件中必须采用连续角焊缝，而断续角焊缝一般只用在次要构件或次要焊缝连接中。焊缝一般只用在次要构件或次要焊缝连接中。 焊缝按施焊位置可分为焊缝按施焊位置可分为平焊、立

24、焊、横焊和仰焊平焊、立焊、横焊和仰焊四种形式，其中四种形式，其中平平焊焊质量最易于保证。质量最易于保证。 施工设计中主要采用手工直角（侧面及正面角焊缝）、连续、平焊施工设计中主要采用手工直角（侧面及正面角焊缝）、连续、平焊角焊缝连接并进行相应的计算，对于受力及计算复杂的斜向角焊缝一角焊缝连接并进行相应的计算，对于受力及计算复杂的斜向角焊缝一般不予使用。般不予使用。焊缝的强度设计值焊缝的强度设计值直角角焊缝的强度计算直角角焊缝的强度计算 hfhfhfhfhfhf例：焊缝有效面积例：焊缝有效面积0.78100=560mm2 剪力承载剪力承载560mm2160N/mm2=8.96t焊缝焊缝h hf

25、f高度高度8mm8mm，焊缝长度焊缝长度10cm10cm，承，承受剪力荷载多大？受剪力荷载多大？hfhfheheheheh hf f -焊角高度焊角高度h he e -有效高度有效高度此例为计算值，要根据现场实际焊接质量情况折减。此例为计算值，要根据现场实际焊接质量情况折减。（1）（2）（3）（4）护筒下放卡板计算护筒下放卡板计算2.5m2.5m护筒长度护筒长度25m25m，重量，重量3.143.142.52.50.0160.01625257.85=24.6t7.85=24.6t，设双面，设双面角焊缝角焊缝hfhf高度高度8mm8mm，需，需焊缝长度？焊缝长度？246103/（16080.7）

26、=275mm 也可直接推算也可直接推算hf=8mm焊缝焊缝1cm长度抗剪长度抗剪0.9t，24.6t共需共需长度长度24.6/0.9=27.3cm。 这种方式增加了角焊缝这种方式增加了角焊缝抗弯应力，只按剪应力算抗弯应力，只按剪应力算出的焊缝长度远远不足，出的焊缝长度远远不足，所以施工中尽量将支点靠所以施工中尽量将支点靠近护筒。近护筒。钢丝绳钢丝绳 安全系数安全系数 按规范钢丝绳作按规范钢丝绳作吊索用时：吊索用时：1.1.无绕曲无绕曲时时5 57 7倍；倍；2.2.有绕曲有绕曲时时6 68 8倍。倍。实际使用实际使用时安全系数最少应达时安全系数最少应达到到4 4倍。倍。GB/T20118-20

27、06GB/T20118-2006一般用途钢丝绳一般用途钢丝绳钢丝绳结构：钢丝绳结构：6 63737（a a） 使用时还要考虑使用时还要考虑钢丝绳吊装角度的换钢丝绳吊装角度的换算。算。型钢接长与加强型钢接长与加强八边形连接板能有效减少矩形连接板四角处应力集中现象。八边形连接板能有效减少矩形连接板四角处应力集中现象。等强连接等强连接 等强连接是指将构件连接（焊接、栓接）等强连接是指将构件连接（焊接、栓接）后要达到与母材相同的强度。熔透焊缝能达到后要达到与母材相同的强度。熔透焊缝能达到这个要求，一般的角焊缝和平焊缝很难达到。这个要求，一般的角焊缝和平焊缝很难达到。 结构设计中是按照母材的强度计算的，

28、因结构设计中是按照母材的强度计算的，因此不符合等强要求的连接就成为结构中的薄弱此不符合等强要求的连接就成为结构中的薄弱点，点，而结构破坏往往就是在连接上出问题，而结构破坏往往就是在连接上出问题，所所以在构件连接处常设置连接板来增加焊缝的总以在构件连接处常设置连接板来增加焊缝的总长，长，这应该是我们临时结构中控制的重点！这应该是我们临时结构中控制的重点！桁架和刚架桁架和刚架 在计算桁架各杆件的内力时，假定各连在计算桁架各杆件的内力时，假定各连结点是可以自由转动的，也就是说各杆件内结点是可以自由转动的，也就是说各杆件内力仅考虑拉、压应力，不考虑连结点弯矩。力仅考虑拉、压应力，不考虑连结点弯矩。而在

29、刚架验算时却假定为固接的，应验算固而在刚架验算时却假定为固接的，应验算固端弯矩。端弯矩。 桁架设计桁架设计 桁架结构的设计由于其构件较多，且受力情况复杂，桁架结构的设计由于其构件较多，且受力情况复杂，所以在施工设计中常常将桁架结构进行适当合理的简化，所以在施工设计中常常将桁架结构进行适当合理的简化，使得其构件受力趋于明确，便于使用钢结构的基本原理使得其构件受力趋于明确，便于使用钢结构的基本原理来分析结构。来分析结构。 桁架结构的简化对于对称结构最为适用，可以将看似桁架结构的简化对于对称结构最为适用，可以将看似复杂的空间桁架简化为平面桁架，甚至能够简化至单独复杂的空间桁架简化为平面桁架，甚至能够

30、简化至单独构件进行分析和计算。构件进行分析和计算。 施工设计中的很多桁架结构在设想阶段就将其设定在施工设计中的很多桁架结构在设想阶段就将其设定在对称结构范围内，使得杆件内力通过手算或利用小型计对称结构范围内，使得杆件内力通过手算或利用小型计算软件得出，且与未简化结构计算得出的结果相差不多，算软件得出，且与未简化结构计算得出的结果相差不多，这里主要是看简化模型的合理与否。但是对于主要结构这里主要是看简化模型的合理与否。但是对于主要结构还是按照实际桁架结构进行建模计算。还是按照实际桁架结构进行建模计算。成本比较成本比较纵横梁交错复杂的结构，要进行成本比较。以纵横梁交错复杂的结构，要进行成本比较。以

31、60m60m长、长、6m6m宽便桥设计为例。宽便桥设计为例。部位部位规格规格数量数量重量重量（kgkg）单价单价价格价格说明说明方案一方案一桩基础桩基础6306308 8钢钢管管3 3根根20m20m6 6排排=360m=360m44172441725 52208602208605 512m12m桩顶分配梁桩顶分配梁2 240b40b工字工字钢钢2 2根根6m6m6 6排排=72m=72m531453145 52657026570贝雷片贝雷片321321型型4 4排排2020片片=80=80片片2502500 02000002000004 4排排贝雷片顶横梁贝雷片顶横梁28a28a工字钢工字钢

32、6m6m6161根根=366m=36657942079420间距间距1m1m横梁顶纵梁横梁顶纵梁12.612.6工字钢工字钢60m60m2121根根=1260m=126058946089460间距间距30cm30cm桥面钢板桥面钢板8mm8mm钢板钢板60m60m6m=360m26m=360m222608226085 5113040113040合计（元）合计（元）729350729350方案二方案二桩基础桩基础6306308 8钢钢管管3 3根根24m24m5 5排排=360m=360m44172441725 52208602208604 4

33、15m15m桩顶分配梁桩顶分配梁3 340b40b工字工字钢钢3 3根根6m6m5 5排排=90m=90m664266425 53321033210贝雷片贝雷片321321型型6 6排排2020片片=120=120片片2502500 03000003000006 6排排贝雷片顶桥面槽贝雷片顶桥面槽钢钢32a32a槽钢槽钢60/0.3260/0.326m=1125m6m=1125m42975429755 5214875214875排紧扣排紧扣放放表中数值为示例，实际使用数据需经计算获得。表中数值为示例，实际使用数据需经计算获得。普通螺栓连接 普通螺栓（普通螺栓（C级螺栓）在沿其杆轴方向受拉的性级

34、螺栓）在沿其杆轴方向受拉的性能较好，而在垂直其杆轴方向受剪的性能较差，故一能较好，而在垂直其杆轴方向受剪的性能较差，故一般只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。但对于施工设般只宜用于沿其杆轴方向受拉的连接。但对于施工设计中的临时结构来说，可以用在下列受剪力较小的情计中的临时结构来说，可以用在下列受剪力较小的情况：况：（1）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要连接。连接。（2）不承受动力荷载的可拆结构的连接。）不承受动力荷载的可拆结构的连接。（3）临时固定构件用的安装连接。）临时固定构件用的安装连接。 在施工中的一般受剪部位都可以采用普通螺栓来在施工中

35、的一般受剪部位都可以采用普通螺栓来连接。但要注意剪切面数量的确定。连接。但要注意剪切面数量的确定。螺栓连接的强度设计值螺栓连接的强度设计值碗扣式钢管脚手架（碗扣支架）碗扣式钢管脚手架（碗扣支架） 注：立杆允许荷载值是在未考虑架注：立杆允许荷载值是在未考虑架子整体失稳情况下给出的，实际使用时子整体失稳情况下给出的，实际使用时应采用大范围的剪刀撑或连墙撑来保证应采用大范围的剪刀撑或连墙撑来保证整架稳定。整架稳定。 碗扣支架主要构件为碗扣支架主要构件为48483.5mm3.5mm焊接钢管。焊接钢管。步距步距允许荷载（允许荷载（PmaxPmax）0.6m0.6m40.0kN40.0kN1.2m1.2m

36、30.0kN30.0kN1.8m1.8m25.0kN25.0kN2.4m2.4m20.0kN20.0kN名称名称型号型号单重（单重（kgkg）立杆立杆LG-300LG-30017.0717.07LG-180LG-18010.5310.53LG-120LG-120横杆横杆HG-240HG-2409.739.73HG-180HG-1807.437.43HG-150HG-1506.286.28HG-120HG-1205.125.12HG-90HG-903.973.97HG-60HG-602.822.82HG-30HG-301.671.67顶托顶托KTF-60KTF-608.498.49底托底托KTZ

37、-60KTZ-607.887.88立杆允许荷载立杆允许荷载钢管桩承载力（钢管桩承载力（6306308mm8mm钢管）钢管）24mP=1000kNQ=1.98Q=1.98（30305+405+408+508+501111）=2020kN=2020kNP=2P=21000=2000kN1000=2000kN6308mm钢管截面特性：钢管截面特性：C=3.140.63=1.98m2计算时可忽略钢管桩自重及桩端摩阻力。计算时可忽略钢管桩自重及桩端摩阻力。可根据地质情况、重要程度、沉降影响及可根据地质情况、重要程度、沉降影响及使用时间降低承载力安全系数至使用时间降低承载力安全系数至1.5。30侧摩阻力（

38、kPa）40505m8m11m计算软件（计算软件（ETools）连续梁算例连续梁算例5m40b工字钢截面特性：工字钢截面特性：Ix=22781cm4Wx=1139cm3与简支梁（与简支梁（131.7MPa）比较，连续梁应力约为简支梁的）比较，连续梁应力约为简支梁的0.7。5m5m5m5m40kN/mM=105.3kNm=M/W=105.3103/1139=92.4MPa组合应力（2+32）0.5=97.7MPa=V/A=121.1103/40016.5=18.3MPa计算软件（结构力学求解器）计算软件（结构力学求解器）其它计算软件其它计算软件vANSYSANSYS ANSYS ANSYS软件是

39、融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYSANSYS开发，它能与多数开发，它能与多数CADCAD软件接口，实现数据的共享和交换，如软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IPro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCADDEAS, AutoCAD等，是现代产品设等，是现代产品设计中的高级计中的高级CADCAD工

40、具之一。工具之一。 ANSYSANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：下工业领域： 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。、重型机械、微机电系统、运动器械等。 PKPM PKPM是一个系列，除了是一个系列，除了 建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风空调

41、、电气）设计于一体的集成化空调、电气）设计于一体的集成化CADCAD系统以外，目前系统以外，目前PKPMPKPM还有建筑概还有建筑概预算系列（钢筋计算、工程量计算、工程计价）、施工系列软件（投标预算系列（钢筋计算、工程量计算、工程计价）、施工系列软件（投标系列、安全计算系列、施工技术系列）、施工企业信息化（目前全国很系列、安全计算系列、施工技术系列）、施工企业信息化（目前全国很多特级资质的企业都在用多特级资质的企业都在用PKPMPKPM的信息化系统）。的信息化系统）。 PKPMPKPM在国内设计行业占有绝对优势，拥有用户上万家，市场占有在国内设计行业占有绝对优势，拥有用户上万家，市场占有率达率

42、达90%90%以上，现已成为国内应用最为普遍的以上，现已成为国内应用最为普遍的CADCAD系统。它紧跟行业需求系统。它紧跟行业需求和规范更新，不断推陈出新开发出对行业产生巨大影响的软件产品，使和规范更新，不断推陈出新开发出对行业产生巨大影响的软件产品，使国产自主知识产权的软件十几年来一直占据我国结构设计行业应用和技国产自主知识产权的软件十几年来一直占据我国结构设计行业应用和技术的主导地位。及时满足了我国建筑行业快速发展的需要，显著提高了术的主导地位。及时满足了我国建筑行业快速发展的需要，显著提高了设计效率和质量，为实现建设部提出的设计效率和质量，为实现建设部提出的“甩图板甩图板”目标做出了重要

43、贡献目标做出了重要贡献。其它计算软件其它计算软件vPKPM MIDAS/Civil MIDAS/Civil是针对土木结构，特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索是针对土木结构，特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。为能够迅速分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。为能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计，以填补目前土木结构分析、设计软、准确地完成类似结构的分析和设计，以填补目前土木结构分析、设计软件市场的空白，而开发的件市场的空白，而开发的“土木结构专用的结构分析与优化设计软件土木