上承式鋼板梁橋的主梁為什麼採用變截面為什麼

❶ 實腹梁橋的構造

①板梁式橋。中小跨度的鋼筋混凝土及預應力混凝土梁的主梁多採用矩形、∏形或T形截面（見橋梁標准設計）。鋼橋的主梁多採用型鋼、鋼板鉚接或焊接成工字形截面的鋼板梁橋。單線鐵路上承式鋼板梁橋由兩片主梁與縱、橫聯結系組成；下承式鋼板梁橋則由兩片主梁與縱、橫梁、隅加勁及底面縱向聯結系構成。公路橋的橋面寬，且無定軌，一般多採用多片主梁（鋼筋混凝土，預應力混凝土或鋼梁）並列，再用數片橫隔梁（或橫向聯結系）連成整體，形成格子狀結構，橋面板設於其上，形成格子梁橋。這種橋的製造、架設都很方便，而且作用在橋面上某處的荷載，將由主梁和橫隔梁的空間作用傳及整個橋跨結構，可以減輕直接承載的主梁的負擔。大跨度的公路鋼橋為了經濟，一般用兩片主梁，橋面上的荷載依次通過縱、橫梁傳給主梁，這種結構稱雙主梁橋。②箱形梁橋。由頂板（橋面）、底板與腹板構成整體封閉式的箱形截面的梁式橋。簡稱箱梁橋。箱形截面具有強大的抗扭能力，能使結構整體受力，應力較為均勻，可顯著地節省材料，也減輕了結構的自重，此外還可較好地承受正負彎矩，在採用卓有成效的懸臂拼裝或澆築法施工時，箱形梁的橫向穩定性也較好。因此，廣泛用以建造大跨度預應力混凝土箱形梁橋和鋼箱形梁橋。如採用正交異性鋼板作為鋼箱形梁的頂板（橋面板）及底板，可更進一步減輕自重，極大程度地提高跨越能力。如聯邦德國1972年建成的摩澤爾橋，為鋼箱連續梁，分跨為157+218+170+146+134+110米,橋面寬30.5米,取單箱單室截面,箱寬僅10.8米，因此橋墩頂帽橫向尺寸只12.8米。該橋使用正交異性鋼橋面板箱形梁，不僅跨越能力大，在橋墩高度超過124米的情況下，也大幅度地減小橋墩尺寸,節省圬工數量。正交異性鋼橋面板是在厚度不大（10～16毫米）的鋼板下面,每隔300～600毫米沿橋軸方向先焊上縱肋,再在垂直於縱肋方向每隔1400～1600毫米焊上橫肋，在和縱肋相接處,互相焊牢。這樣組成的鋼板，在兩個互相垂直的方向具有不同的抗彎剛度,故名正交異性板。在面板上鋪防水層和50～100毫米厚的瀝青鋪裝層，便形成輕型的鋼橋面板。其縱肋可用扁鋼、角鋼或 T形鋼和面板組成開口截面。或採用剛度較大的U形、V形鋼和面板組成的抗扭能力更大的閉合截面，這種橋面板重量很輕，約為90～150公斤/平方米。
正交異性鋼橋面板在承受局部荷載時，車輪荷載通過鋪裝層依次通過縱、橫肋傳給主梁（實際上起到縱、橫梁作用）。從上部結構整體看，面板和縱肋又是箱形主梁截面的組成部分，形成一個整體承重結構。
正交異性鋼橋面板和鋼板梁組成∏形板梁橋,也可收到很好的效益。如1956年南斯拉夫貝爾格萊德建成的薩瓦一號橋，為分跨75+261+75米的連續梁橋。
③結合梁橋。為保證鋼筋混凝土橋面板和鋼梁共同受力，應在兩者的接觸面上設置可靠的聯結裝置，稱為抗剪器，用以阻止橋面板和鋼梁之間的水平錯動。抗剪器系採用圓鋼、型鋼（角鋼、槽鋼等）或環形鋼筋焊接在鋼梁的上翼緣頂面而成（見鋼和混凝土組合結構）。
結合梁橋的應力調整 結合梁橋受正彎矩部分的鋼筋混凝土板，在未與鋼梁形成整體前不能受力，只能在結合成整體後才能承受以後的恆載（公路橋中的橋面鋪裝、欄桿等的重量，鐵路橋中的道碴、枕木、鋼軌及其扣件等的重量，也稱第二部分恆載）和活載；同樣，在懸臂梁橋和連續梁橋受負彎矩部分的鋼筋混凝土板，也不能直接利用它承受拉力。因此，需要對結合梁橋進行應力調整，即在施工時採取措施，人為地改善結構的受力狀態，以達到節約材料，提高使用質量。應力調整的方法很多，在簡支梁橋中，最簡單的方法是在落地式腳手架上施工，待混凝土達到設計強度後拆去腳手架，即可保證全部恆載傳到結合截面上；或在跨中設置一個臨時支架，上設千斤頂，在混凝土未灌築前，用千斤頂將鋼梁頂起，這相當於對鋼梁人為地加上了一個負彎矩，此時鋼樑上部受拉、下部受壓；當灌築好混凝土板後拆除支架和千斤頂，這無異於對結合梁加上一個和原來方向相反的正彎矩，這就有可能使鋼筋混凝土板在受力的第一階段就負擔了恆載，並可使鋼梁受力得到改善。
對於懸臂梁或連續梁的結合梁橋，為了避免負彎矩(-M)區域鋼筋混凝土板上邊受拉，並改善鋼梁的受力狀態,也可採用應力調整的方法來實現。圖3為連續結合梁橋應力調整的一種方法：在荷載作用下，樑上有兩種不同受力區段，一是鋼筋混凝土板受拉區段Ⅰ，一是受壓區段Ⅱ）。施工時，在Ⅱ段下設臨時支架，先在支架上用千斤頂將鋼樑上頂，再澆Ⅱ段混凝土板；待混凝土固結後，拆除臨時支架和千斤頂，再將兩端支點下降Δ後，澆Ⅰ段混凝土板；全部結合梁形成後，再將兩端支點向上頂回Δ達到設計標高。這樣在Ⅰ區段的鋼筋混凝土板即儲存了很大預壓應力，可有效地防止使用時拉裂。

❷ 下承式鋼板梁適用於什麼條件

下承式鋼板梁建築高度低，其用鋼量顯然較大，僅在平原地區當線路高程難於提高時使用
鐵路橋梁標准設
經國家批準的標准跨度是4、5、6、8、10、12、16、20、24、32、40、48、56、64、80、96、128和160米。跨度小於或等於32米的上承梁式橋（或40米鋼梁橋）常用鐵路架橋機架設，為此單線混凝土橋每以縱向縫將一孔梁分為兩片，且對每一梁片的重量加以限制。跨度等於或大於48米的，均為鋼桁架梁。為提高工地拼裝速度及質量，其桿件及節點板等應從設計尺寸及工地孔眼精度等方面保證其能互換。因此在制訂主要尺寸及細節構造時，須考慮工廠的工藝裝備和技術水平。石拱橋、涵洞、墩台、沉井基礎等也都有標准設計，但因其大部分不適合工廠製造，從設計標准化所得效益稍遜。單線鐵路橋梁標准設計最重要的有：
鋼筋混凝土簡支梁
現設計跨度為4～16米（舊設計有跨度20米者），均為道碴橋面，每一孔梁分為兩片，以使其尺寸能和架橋機適應。每片的截面，跨度小的取矩形板狀，跨度較大的取∏形或T形。∏形的優點是在梁片架設後，不需將兩片相連就可通車，缺點是較T形費料，且每片有四個支座，不易擺平，現已不生產。T形梁兩片在隔板處相連。現用的標准設計分為兩類：一為「正常高度梁」，一為「低高度梁」。前者建築高度為1.0～2.4米，後者為0.85～1.6米。前者每片重量為9.4～51.5噸，後者為8.4～54.1噸。低高度梁適用於平原鐵路，能在滿足橋下凈空要求下，降低線路高程，以降低路基造價。

❸ 上承式鋼板梁橋的計算原則

結構的地震有限元法。上承式鋼板梁橋的計算原則是結構的地震響應有限元法。上承式橋，橋面系設置在橋跨主要承重結構（桁架、拱肋、主梁等）上面的橋梁，稱為上承式橋。根據容許建築高度的大小和實際需要，橋面可以布置在橋跨結構的不同位置。其優點是：橋面系構造簡單、施工方便，橋跨主要承重結構的寬度可以做得小一些（也可以密排），因而節省墩台圬工；另外，橋上視野開闊。缺點是橋面到梁底的建築高度較大。上承式拱橋是拱橋的重要形式，與拱橋的其他形式相似，抗震也是其無法迴避的問題。與中、下承式拱橋相比，上承式拱橋的橋面位置較中、下承式拱橋高，使得上承式拱橋的質量中心比中下承式拱橋的高，並且大跨度中、下承式拱橋一般採用漂浮式橋面系，而在大跨度上承式鋼拱橋中，由於靠近拱腳的拱上立柱較高，為提高立柱穩定性，通常將橋面與立柱鉸接甚至剛接，這樣，在地震作用下，與漂浮式橋面系相比，橋面質量對拱肋響應的影響會有較大不同，這些都使上承式拱橋的地震響應具有其自身特點。近年來，不少學者對拱橋的抗震問題進行較深入研究，並取得了一系列的成果。這些文獻中，對中承式拱橋的研究較多，對鋼管混凝土拱橋的研究也較多，而對上承式鋼拱橋的地震響應研究較少。