日本钢桥Word格式.docx

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适用于曲率半径大于300米的场合，经济跨径50-90米。

当上下线一体化时开断面箱梁

合理化钢床板少数I梁桥

适用于曲率半径大于700米的场合，经济跨径60-110米。

采用大尺寸的U形加强肋。

、

合理化钢床板少数I梁桥采用了较厚的钢桥面板，增强了耐久性

合理化钢床板少数I梁桥与从前桥梁的比较。

合理化钢桁架桥

与从前的钢桁架桥相比，省略了支持桥面板的纵梁和牛腿等床组结构，采用了适用于大跨度的合成桥面板或PC桥面板。

通过桥面板抵抗横向荷载，省略了上风撑。

结构简素化钢桥

从前日本的钢桥，为了最大限度上节省材料，结构做的过分复杂。

但由于总成本中材料费用比重的下降，制作安装费用比重的上升，钢桥结构上需要做相应的改进。

在工程实践中，日本技术者在工作细节上总有一种复杂化的倾向，不利于降低桥梁的总造价，为此，1998和2003年，日本桥梁建设协会两次发行新的钢桥设计指针，力图使钢桥结构简素化。

与以前相比，主要的改变点：

1．在一个部材（节段）内，断面不进行变化。

以前的公路钢桥，在一个节段内，上下翼缘的宽度和厚度都要进行变化。

由于考虑运输问题公路钢桥的节段节段都不太长，截面变化过多，给工厂制造带来很多不便；

而且上翼缘宽度变化的话，在打设桥面板混凝土时，模板设置十分麻烦，为此进行了简化。

2。

在全桥范围内，上翼缘宽度不作改变；

下翼缘，原则上保持一致，对于连续梁的中间支点附近可根据需要加宽。

3。

通过适当加大腹板板厚，水平加强肋设置一段。

以前有些桥梁设置了两段，并且腹板板厚多次改变。

4。

腹板的连接板，以前多用三块，上下主要抵抗弯矩，中间主要抵抗剪断力，在简素化结构中，只用一块连接板。

5。

各节段翼缘的板厚一般有改变，所以，在连接板处设置板厚调整垫板。

合成桥面板

以前日本钢桥的桥面板都是采用RC结构的，RC桥面板跨度能力有限（3米），使得桥梁结构复杂化。

虽然初期设置费用较低，但伴随着交通量的增加和车辆的重型化，RC桥面板受损严重，维护费用居高不下。

为适应新型钢桥主梁间距增加，桥面板跨度增大到6米以上和增加桥面板耐久性的要求，日本的多家钢铁制品公司开发出形式各异的合成桥面板。

合成桥面板的底钢板和侧钢板顺桥方向每段长2米程度，段之间通过螺栓进行现场连接，同时兼有混凝土打设模板的作用。

直桥方向采用钢板，带钢或型钢形成底钢板的加强肋。

在加强肋上方或在加强肋的腹板上开孔设置钢筋网或仅在顺桥方向设置钢筋。

钢桥厂商的资料可参照

合成桥面板桥

在某些情况下，对桥梁的梁高有非常严格的限制条件。

适用于跨径10米至40米的钢混合成桥面板桥应运而生。

其最突出的特点是高跨比可达1/30至1/42。

用钢量约为200~500kg/m2。

底钢板兼做混凝土打设模板。

为了增强与混凝土的结合性能，在型钢的上翼缘设了突起。

当跨径较大时，先用轻质发泡材料对下半部进行充填，然后才用混凝土打设床板。

设计时一般用梁格法，主要结构的结构重力由合成前的钢断面单独承担，路面铺装，护栏等的结构重力及汽车荷载由钢和混凝土的合成后的断面共同承担。

进一步的资料可参照http:

//www.kawatetsu-bs.co.jp/kcsb.htm

钢混合成梁桥

钢混合成梁桥依靠钢主梁和混凝土桥面板（或合成桥面板，预应力混凝土桥面板）合成后的截面共同承受荷载，充分发挥了材料的特性，提高经济性。

在上世纪60年代，在钢混合成梁桥在日本被广泛采用。

但有些技术问题还未得到很好的解决，桥面板的耐久性比较差，随着交通量的增加和汽车荷重的加大，桥面板常受到损伤；

在连续梁的中间支点附近桥面板受到负弯矩，而防水层的性能尚不足。

由于桥面板也是主要承重构件，桥面板的损伤给交通安全带来较大隐患。

所以到了70年代以后，大家都对合成梁桥敬而远之。

但近些年来，随着技术的进步，伴随着PC桥面板，合成桥面板的开发，桥面板的耐久性问题得到解决；

并且简化了原来一些过分复杂的结构，现在的所谓PC桥面板，是指在横桥方向是PRC构造，在顺桥方向为RC构造。

合成梁桥又重新活跃起来。

合成梁桥在设计过程中，需考虑各阶段构造体系的变化，应力逐步叠加。

在混凝土截面合成以前，钢梁及混凝土构件的恒载，全部由钢梁承担。

合成以后的桥面荷载，汽车荷载，混凝土徐变，干燥收缩，温度差等由合成后截面共同承担。

但对于中间支点附近（左右各0.15倍跨径范围内）的汽车荷重项，由于桥面板受到拉应力，不考虑混凝土的刚性，仅考虑钢梁及混凝土床板中钢筋的合成作用。

钢桥的节段与断面变化

钢桥的一个好处是制作在工厂进行，使得现场作业时间得以短缩。

中间的运输问题，对于大江大河上的桥梁可以通过水路运输，但对于一般的公路桥梁，须通过公路运输才能将在工厂制作好的节段运到现场，公路的运输能力在相当程度上决定了钢桥的规模。

日本公路运输中货物高最大为3.15米，考虑钢梁上翼缘上与桥面板起结合作用的剪力键的尺寸，钢梁高只能做到2米9的程度，长度控制在10米程度，每个节段的重量限制在20吨以内。

在钢桥设计阶段，须充分考虑节段的外形尺寸与运输重量，并妥善处理好节段位置与横梁以及（箱梁的）横隔板的关系。

对于一般的钢梁桥，考虑到制作，运输，架设上的方便，梁高不像混凝土或预应力混凝土梁桥那样采用变化值，即使是跨径各异的连续梁桥，全桥也采用统一的梁高。

对于组合I形梁桥的翼缘宽度，上翼缘在全桥范围内保持一致，连续梁桥的下翼缘宽度如有必要，仅在支点处进行扩大，各跨内保持不变。

从前的钢桥，为了节省一点点钢材，断面变化次数过多。

考虑到一个节段的长度也就10米来长，除了在连续梁中间支点所处的节段在必要时设置断面变化外，一般情况下，一个节段采用一个断面。

除连续梁中间支点所处节段外，一般情况下，全桥的腹板厚度尽量少变化。

翼缘的厚度在节段连接处发生改变，通过设置板厚调整垫板，使得连接板左右两侧厚度一致。

由于中日两国的汽车荷载不同，为说明前面介绍过的钢桥的形式，跨径，梁高等内容在国内的适应性，特将日本的汽车荷载做一简单介绍。

而且，在此汽车荷载上，国内的新规范JTGD60-2004的规定与日本的现行的公路桥梁规范有趋同的方向，了解日本的规范中相关的规定，对国内规范中的汽车荷载的理解也会起到一定的帮助作用。

日本的汽车荷载分为B活荷重和A活荷重，类比与中国的公路Ⅰ和公路Ⅱ，一般的公路都是按B活荷重设计的。

汽车荷载由L荷重和T荷重组成，类比与中国的车道荷载和车辆荷载。

以下仅对L荷重作进一步的介绍。

L荷重由p1荷重和p2荷重组成，类比与中国的车道荷载的集中荷载和均布荷载。

p1荷重是模拟大型车辆的，p2荷重是模拟中小型车辆的。

桥梁上仅考虑一组大型车辆的作用。

与中国规范不同的是，日本的p1荷重和p2荷重都是面分布荷重。

p2荷重沿全桥分布，p1荷重的载荷分布长为10米（B活荷重时）

L荷重是按影响线方法加载的，在这一点上思路一样。

在计算剪力效应上，p1荷重考虑1.2的放大系数，这一点思路也相同。

在横桥向上，5.5米范围内加载主荷载荷重，即上面介绍的荷重，在5.5米范围外，加载从荷载荷重，大小为主荷载荷重的1/2。

这一点类比于中国的横向折减系数。

在横桥向上也是按照影响线方法加载的。

由于p1荷重和p2荷重都是面分布荷重，这样有一个好处，桥梁的幅员变化时，不必考虑车线的设置情况，直接按实际的桥面面积加载。

不论是曲线桥的幅员变化，还是高速道路上设置紧急停车带，都可以按实际情况设置荷载。

而且由于是面荷载，在设计时一次就考虑了纵向分布和横向分布两个方向的影响。

对于主梁的扭矩作用也可以如实地体现。

虽然p1荷重是面分布荷重有载荷长10米的规定，但并仅限定于矩形分布，这一点对曲线桥，斜桥就有适应性了。

P2荷重也类似，按照桥面的实际形状分布。

在横桥向上，虽然主荷载荷重的宽度为5.5米，但并不意味着日本车线的幅员是2.75米，即使在主要干线道路上，车线的幅员为3.50米，主荷载荷重的宽度也是5.5米。

由于p1荷重和p2荷重都是面分布荷重，可以完全按照桥面的实际形状而又没有太多手工计算量，在实际工程中十分方便。

否则，设计起梯形桥面，斜桥，曲线桥，分合流出幅员变化，紧急停车带等幅员变化时会比较麻烦。

而这些结构的设置情况，一般不是桥梁结构师所能决定的。

附件中的插图摘自日本的公路桥梁设计规范---道路桥示方书同解说

日本的桥梁用钢材

桥梁结构用钢材的最小板厚为8毫米，但抗腐蚀环境良好的情况下，钢桥面板的U形加强肋的板厚可以小到6毫米。

最大板厚到100毫米。

按照强度区分分为4大类：

SS400，SM400，SMA400W的屈服强度均为235N/mm2，其中SS400限定为非焊接结构使用，SMA400W为耐候钢材可以免于涂装。

SM490的屈服强度为315N/mm2，强度比SM400提高不多，使用不是太广泛。

SM490Y，SM520，SMA490W的屈服强度均为355N/mm2。

一般情况下，当SM400不能满足强度要求时就提高材质到SM490Y，使用相当广泛。

注意，SM490Y与SM490是两种强度的钢材，但SM520与SM490Y是相同强度的材料。

SMA490W为这一系列中的耐候性品种。

SM570和SMA570W的屈服强度为450N/mm2，在通常的桥梁钢材里属于高强度钢，在桥梁里应用也比较广泛。

但其变形能力有一定程度的降低，加工时也困难一些，在材料统计时需特别列出。

SMA570W为这一系列中的耐候性品种。

以前，在各个强度系列的钢材中，板厚超过40毫米，强度有所降低，近年来，屈服点固定的钢材普遍使用，即使是厚板，也取与薄板相同的强度。

另外，还有高强度的调质钢HT690和HT790，桥梁设计规范中并未列入，仅使用于特大型桥梁。

比如在1985年竣工的主跨为876米的大鸣门桥（悬索桥）中，为减轻补钢梁的自重，大量使用SM570和HT690。

1998年竣工的主跨为1991米的明石海峡大桥中，补钢梁大量使用HT690和HT790。

由此可见，桥梁建设在向大跨度挑战的过程中，材料的进步起了非常重要的作用。

钢制桥墩

日本城市道路高度发达。

不仅是桥梁的上部结构，在下部结构中也有大量采用钢制结构的工程实践。

在城市桥梁建设过程中由于受到地面地下用地条件，现场施工条件，对现存道路的交通影响，建设工期的等因素限制，在建设过程中大量采用结构形式灵活，工厂预制化程度高的钢制桥墩。

钢制桥墩的断面以矩形居多，也有采用圆形断面的。

外形尺寸可以比混凝土桥墩更小。

节段的尺寸和重量需考虑运输条件。

一些钢制桥墩采用两柱或多柱与桥墩的盖梁组成的超静定构造形式，还有些桥墩与上部结构组成超静定结构。

桥墩的基部一般为包括回转方向在内的各方向都固定的边界条件。

基部的锚固螺栓直径可达数十~200毫米，桥墩基部周围一圈范围内均匀分布，最少也用到10多个。

近些年来考虑简素化设计以及增强抗震性能，柱断面板厚除与盖梁的刚结的隅角部范围外，一般较少发生变化。

一般部的断面根据决定工况的弯矩图确定压弯部材的计算长度后通过有效断面的概念考虑剪滞效应。

隅角部的剪滞效经常通过奥村石泽的计算式予以考虑，现在通过有限要素分析的例子也渐渐多了起来。

与钢上部结构不同，设计钢制桥墩不用考虑疲劳问题。

但必须考虑在大震条件下的非线性问题。

为了保证超过屈服点以后的结构稳定性要求，对桥墩的纵横加强肋提出了比上部结构更严格的要求。

为了防止被桥下车辆撞坏，除在柱外面采取防范措施以外，还在柱的内部高出道路高度2米范围内部浇注低标号混凝土。

这只是一个最低高度，还要根据抗震计算的结果最终确定。

这部分混凝土只是在针对大震进行计算时才考虑其强度。

在2002年规范颁布以后，所有的钢制桥墩都必须经过针对地震的动力学分析。

在日本桥梁界动力学分析采用非线性时程分析，近年已看不到反应谱分析的工程实例了

水平力分散支座

从前的钢桥多采用金属支座，水平方向的支持条件为可动或固定。

1995年阪神地震后，日本桥梁的抗震设计有许多重大变化。

由于大规模地震时破坏力特别巨大，尤其对于水平方向采用一点固定的连续多跨桥梁，固定墩及其支座工作条件过于恶劣。

于是对于新设计的多跨桥梁，均通过橡胶支座采用了水平力分散设计。

在日本，通常只有铅芯支座或高阻尼橡胶支座等具有非线性特性的支座才称为免震支座，仅依靠橡胶的水平弹性作用起在各下部结构中分散水平力作用的支座被称为水平力分散支座。

橡胶支座的上下均有钢板，上边通过剪力键及螺栓与钢梁连接，下边通过锚固螺拴与下部结构固定。

即使对混凝土桥，上下也都设锚固螺栓。

如果在横桥方向不进行水平力分散设计时，在支座的侧面设置挡块（サイドブロック）。

弹塑性设计

对于地震力等确定性非常差的荷载，有着很大的强度和很小的发生概率，在很多情况下，即使采用了水平力分散设计，地震工况依然是决定工况。

如果我们在设计过程中仅采用弹性设计的方法的话，将使得截面变得过大。

（在JTJ004-89中，虽然也使用了综合影响系数Cz的概念，但其数值不经计算直接查表取得。

）

在日本的公路桥梁设计规范中尽管将设计震度的值一再提高，现行规范中已针对强度相当于1923年关东地震的海洋型地震和相当于1995年阪神地震的内陆型地震进行了验算，但为了针对未知的更大强度的地震，依然采取了一系列抗震措施。

即使象阪神地震那样的强度，地表的震度也高达0.8g，在日本大多数地区都须针对这一震度进行抗震设计，完全依靠弹性设计能够满足变得非常困难。

在特大型桥梁的设计中，并不希望过多依靠弹塑性性能满足抗震要求，这仅是针对设计地震强度而言的，正是由于特大型桥梁有着更高的重要性，进入弹塑性时的震度较大的缘故。

在桥梁的特定部位由于有着弹塑性变形能力，在地震时大量耗能，保证了结构体系的安全。

或者即使发生了超设计地震，也使得损伤发生在预先指定的位置，比如支座必须设计成可更换的；

在桥墩和基础相比时，发生在基础的损伤更不容易被观察到，进行补修加固时更加困难，对于柔性桥墩，桥墩必须比基础先破坏。

设定为弹塑性的部件必须比其他部件的强度更低才能起到作用。

免震设计

近年来，日本大量的桥梁采用免震设计。

采用免震设计的桥梁，一方面依靠支座滞回曲线的非线性变形能力，大量吸收地震能量；

另一方面，整个振动系的周期被显著延长，设计水平震度得以降低，比水平力分散支座可以进一步降低地震力。

常用的免震支座有铅芯免震支座及高阻尼橡胶支座两种。

对于免震支座，静的特性和动的特性有很大的不同。

在铅芯支座中设有高纯度的铅柱，在常温下可以再结晶，已适应温度变化等静的变形。

对于软弱地盘，有可能与地盘发生共振，或原先振动系的固有周期就已经比较长的情况下不宜采用免震设计。

在计算上，免震支座常被模拟成具有一次刚性和二次刚性的非线性模型。

需要特别注意的是，由于支座的刚度与其最大变形相关，无法象桥墩那样根据初期条件就能设定非线性，而是必须叠代计算才能求出支座的应答变形量和对应的一次刚性及二次刚性。

叠代精度通常要求计算得到的变形量与假定刚性时的变形量的差在10%以内。

钢桥防锈在梁端部结构上的注意点

钢桥除了

花了很长时间，仔仔细细地看完了楼主的介绍，我受益匪浅。

我对日本规范中以均布荷载作为荷重L荷载很感兴趣，相比于我们国家的规范有以下几点优点：

1.不管是直桥还是弯桥，荷载输入简单，按照实际输入就行。

2.省去计算横向分布系数的烦恼（我最烦的就是这个）。

3.手工导荷简单，计算方便，工作效率高。

要了解日本钢桥的现状，可以登录专为从事钢桥设计，制造，架设的技术工作者提供服务的网站，日本的钢桥网（

细幅箱梁桥的设计要点

传统的钢桥为了节省材料费，结构做得非常细致。

随着技术进步，桥面板的制造水平的提高和耐久性问题得以解决；

并且随时代变迁，钢材以外费用在总成本中所占比例不断上升，过分着眼于节省材料反而对总成本不利；

过多焊缝对桥梁耐久性的影响，细幅箱梁桥应运而生。

细幅箱梁桥的抗扭刚度不如传统钢桥，但再怎么说也比I形梁大的多，在平面线性曲率不大时很有优势。

由于主梁的细幅化，上下翼缘板厚加大，减少了纵向加强肋，纵向加强肋仅在受压侧翼缘设置，省略了横向加强肋，横隔板的设置间隔可取5~6米。

如果为近似直线桥，连接主梁之间的横梁间隔可取10~12米，横梁断面可使用宽翼缘热扎形材。

但支点位置上横梁须采用焊接断面。

端支点上横梁往往还采用外包混凝土的合成断面。

细幅箱梁桥大量减少了材片数。

例如，跨径75+90+75，有效幅员10.5m的钢桥的小型材片数，传统结构的钢箱梁桥为8921个，细幅箱梁桥为3364个。

由于采用了合成桥面板或PC桥面板，桥面板的跨度大幅增加。

桥面板跨度增加的同时，省略掉纵梁，牛腿等桥面板支持结构。

主梁的断面高可取跨度的1/30~1/20，考虑节段在公路运输时的限制，梁高上限取到2.9米。

考虑公路运输限制，节段长取10~11米。

并考虑运输重量的限制。

考虑工厂制造时的方便，腹板间隔取1.2米以上。

在箱梁外侧上下翼缘每边比腹板宽出120~160mm。

支点上横梁的下端空500mm以上，以便于检修人员从下边钻过去。

为便与桥面板的施工，中间支点位置横梁上空500mm程度。

一般部的中间横梁可取主梁高的1/3程度。

使用了耐久性良好的合成桥面板或PC桥面板，并且在主梁与桥面板之间有可靠剪力键连接时，对于汽车荷载可按主梁与桥面板的合成断面进行设计。

在进行主梁断面（钢梁断面及合成断面）设计时，按有效幅员计算。

钢柱脚部结构

在三月初的大风中，有多处大型广告牌直径一米的钢管柱在连接处或柱脚部等薄弱环节发生断裂。

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日本在桥梁工程中大量采用钢制桥墩，在钢柱方面有很多工程实践可以借鉴。

柱脚的决定工况一定是在罕遇地震（或强风时）柱受到大的水平荷载，柱脚部发生最大弯矩时的工况。

为提高柱的塑性变形能力以及防止车辆可能造成的撞击，柱内部部分充填低强度混凝土。

柱脚锚栓的常用直径为80到180毫米，对应螺纹为M75到M175。

不仅在柱脚上面（螺栓的末端）设置螺母使锚栓能承受拉力，在常见的结构中，还在底板的下面设置螺母以使锚栓能承受压力。

加上埋在基础里的两个螺母，在一个螺栓上最多能用到4个螺母。

柱底设置刚性靴梁。

柱脚部的设计原则是，柱脚部必须拥有比柱更大的耐力。

对于底板下面也设置螺母的情况，柱脚部在常时和多遇地震时以桩方式进行计算，即不考虑柱底板下混凝土的抗压能力，拉力和压力全部由螺栓承担。

在罕遇地震（或强风）工况下，才考虑柱底板下混凝土的承压能力，混凝土的应力-应变曲线由二次抛物线（应变在0.002以下时）和水平线组成。

柱脚部的耐力定义为，锚栓达到屈服强度时或者混凝土压缩应变达到0.002时两个耐力值中的较小者。

在计算柱的耐力时必须考虑柱内部充填混凝土的影响。

通过将柱脚部锚拴的耐力设计为大于柱本身的耐力，使得柱脚不先于柱发生破坏。

钢制桥墩柱的结构

下图是一个截面尺寸5.5m×

4m的大型钢柱的结构图，结构较为典型。

1 

在母材（翼缘及腹板）内均设有连续的纵向加强肋。

下图中纵向加强肋的间隔为500mm。

脚柱按弹塑性设计，纵向加强肋的b/t不超过9*（235/fy）^0.5。

2． 

纵向加强肋通过过焊孔穿过横搁板（D2，D3）或横向加强肋（R1，R2，R3）。

下图中横向加强肋/横搁板的间隔为2.6m。

横向加强肋是由4块腹板及4块翼缘焊成的组合结构，横搁板是在板上掏孔再焊上一圈翼缘的结构，通常在一般部横向加强肋与横搁板交错设置；

受力关键位置处设置横搁板。

3． 

R1-D2间，D3-R3间为现场连接。

母材为现场焊接，纵向加强肋为高强度螺栓连接。

4． 

D2上方附近为工厂连接。

在部材的长度方向上，不仅翼缘与腹板的焊缝错开一段距离，母材与纵向加强肋间也错开一段距离。

5． 

母材需要有板厚变化时，一侧母材（翼缘或腹板）以基准线为准往内变化，与其直交的母材往外变化。

6． 

在柱的下部有低强度（C18-C24）充填混凝土。

一方面防止桥墩在受到汽车冲击时造成损坏。

另一方面也是结构稳定性的要求，在弹塑性条件下柱基部附近断面不至失稳。

在常时和多遇地震工况下（弹性设计），不考虑此部分混凝土的强度。

在罕遇地震时（弹塑性设计），才考虑混凝土的强度。

7． 

为保证这部分混凝土能与钢断面很好地结合，在充填混凝土的顶端位置设置横搁板或横向加强肋。

（图中的R1，埋在混凝土中不能直接看到，结构与R2相同，但为了便于打设混凝土时内部空气排出，开设了12处φ50的圆孔。

）充填混凝土时需超过此横搁板200-300mm高。

在断面承载能力计算时，仅对横搁板下方的混凝土予以考虑。

8． 

为防止由于结露或意外原因造成的桥墩内部积水，在充填混凝土的顶端设置排水坡度。

汇集后经柱旁边的小孔流出。

9． 

人孔不要设置在充填混凝土断面直上的横搁板/横向加强肋之间，即不要设置在R1-D2之间。

因为虽然人孔处设置了环形的补刚板，但仍然是构造上的一处弱点，在塑性变形时容易被破坏。

人孔设置在再往上的一个区段内（D2-R2之间）。

10． 

为考虑施工和检修时的方便，在脚柱内部设置了梯子及栏杆。

最下面的一段梯子被后施工的充填混凝土所埋没。

钢横梁的结构

钢横梁的结构与钢柱有所不同。

对于一般的静定结构钢制桥墩，柱的设计必须考虑弹塑性变形，对局部稳定性有着很高的要求；

梁仅进行弹性设计即可。

一般的钢制静定桥墩的横梁在桥墩平面外受力与平面内受力相比较小，故仅上下翼缘的纵向加强肋是连续的，左右腹板的纵向加强肋在横搁板及横向加强肋处断开；

在截面强度计算时，纵向加强肋仅考虑上下翼缘的。

支座处由于有集中应力，须设置横搁板；

设置在下翼缘的纵向加强肋通过通常的过焊孔穿过横搁板，但在上翼缘处，由于支座处