主桁桿件是橋梁結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分，它承擔(dān)著整個(gè)結(jié)構(gòu)的重力和支撐作用。主桁桿件通常由多個(gè)平行的桁架組成，這些桁架通過焊接或螺栓連接在一起，形成一個(gè)整體框架。主桁桿件的設(shè)計(jì)需要考慮許多因素，包括材料強(qiáng)度、幾何形狀、重量分布等。在設(shè)計(jì)過程中，工程師會(huì)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件來(lái)模擬和優(yōu)化主桁桿件的性能，以確保其能夠承受預(yù)期的載荷并保持結(jié)構(gòu)的完整性。主桁桿件還需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保其符合工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。主桁桿件是橋梁結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的部分，它的設(shè)計(jì)和制造需要經(jīng)過精心的計(jì)算和測(cè)試，以確保橋梁的安全性和可靠性。

一、主桁桿件的材質(zhì)

• 常見鋼材
  • 在一些鐵路軍用梁中，如六四式鐵路軍用梁，主桁構(gòu)件采用16錳低合金鋼鋼材。加強(qiáng)型六四式鐵路軍用梁中的部分構(gòu)件，如加強(qiáng)三角（代號(hào)21）的上弦和加強(qiáng)弦桿（代號(hào)23）以及各銷接節(jié)點(diǎn)鈑采用15錳釩氮低合金鋼鋼材，其余構(gòu)件采用16錳低合金鋼鋼材，輔助端構(gòu)架的所有桿件和節(jié)點(diǎn)鈑也采用16錳低合金鋼鋼材。
  • 主桁節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)件（鋼銷和撐桿銷栓）采用35硅錳合金結(jié)構(gòu)鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。

二、主桁桿件的斷面特性

• 不等強(qiáng)設(shè)計(jì) 構(gòu)件中桿件的承載能力不是按照等強(qiáng)度原則設(shè)計(jì)的。

三、主桁桿件的連接方式

• 桁架桿件的一般連接方式
  • 對(duì)于一般的桁架桿件，交會(huì)點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，連接方式有鉚接、螺栓（普通螺栓或高強(qiáng)度螺栓栓接）、焊接等方式，早期還有樞接（現(xiàn)已不采用），在軍用結(jié)構(gòu)中有的還采用銷接。普通螺栓的連接多用于臨時(shí)性桁梁橋。
  • 把交會(huì)的桿件以節(jié)點(diǎn)板連接而成桁架。鉚接桿件早期多使用綴板和綴條，現(xiàn)在以型鋼和整板為主；焊接桿件絕大部分用鋼板。

四、主桁桿件的承載能力

• 壓撓桿件承載能力的檢算
  • 主桁的上弦桿件（包括標(biāo)準(zhǔn)三角、加強(qiáng)三角和各種端構(gòu)架的上弦）是兼受撓曲的承壓桿件（壓撓桿件）。其承載能力與多種因素有關(guān)，如鋼材的基本容許應(yīng)力、中心受壓時(shí)容許應(yīng)力的折減系數(shù)、桿件截面模量、桿件截面面積、分配在每片主桁上的上弦桿件的局部彎曲力矩值等。局部彎曲力矩值和荷載主桁片數(shù)及限制的行車速度等因素有關(guān)，在相同的設(shè)計(jì)技術(shù)條件下，主桁片數(shù)越少，局部彎曲力矩值越大，承載力越??；主桁片數(shù)越多，局部彎曲力矩值越小，承載力越大。
  • 不同類型（如標(biāo)準(zhǔn)三角、加強(qiáng)三角）、不同軌距（標(biāo)準(zhǔn)軌距、一米軌距）、不同節(jié)間螺栓安裝情況（如4米節(jié)間只裝2只套管螺栓或滿裝4只橫聯(lián)套管螺栓）以及不同主桁片數(shù)時(shí)，上弦桿件的軸心承壓和壓撓承載能力有所不同，有具體的數(shù)值表格可供參考。

五、主桁桿件在不同類型桁架中的應(yīng)用

• 按主要承重桁架形式分類
  • 單柱式桁梁橋：主桁架是最簡(jiǎn)單的桁架，僅有兩個(gè)三角形，腹桿只有中間一根豎桿，桿件構(gòu)成這種桁架結(jié)構(gòu)的一部分，在其中發(fā)揮著支撐和傳力等作用。
  • 雙柱式桁梁橋：中間部分為幾何可變形的長(zhǎng)方形，其上弦為剛性梁，主桁桿件參與構(gòu)建整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。
  • 三角形桁梁橋：主桁架為1846年英國(guó)人J.沃倫所提出，是較簡(jiǎn)單的桁架。若腹桿和弦桿成60角，便是由等邊三角形組成的桁架，桿件傳力路線簡(jiǎn)捷，材料用量較省，至今仍大量采用。在基本三角形桁架中，根據(jù)節(jié)間長(zhǎng)度情況，還可派生出各種再分節(jié)間的三角形桁架，主桁桿件在不同形式的三角形桁架中的布局和受力情況有所不同。
  • 斜壓腹桿桁梁橋：在近代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，僅豎桿預(yù)加應(yīng)力，主桁桿件的布置影響著錨頭布置等結(jié)構(gòu)特性。
  • 斜拉腹桿桁梁橋：主桁架豎桿受壓，斜桿受拉，壓桿長(zhǎng)度比拉桿小，用于鋼桁梁時(shí)，可因壓桿長(zhǎng)度較短而節(jié)省鋼材，主桁桿件相互配合承擔(dān)荷載并傳遞力。
  • 交叉腹桿桁梁橋：主桁架腹桿交叉布置，可設(shè)計(jì)成受壓桿件（豪氏桁架），也可設(shè)計(jì)成交叉腹桿受拉、豎桿受壓的形式，主桁桿件的受力特性取決于設(shè)計(jì)方式。
  • 菱形桁梁橋：主桁架由兩組三角形桁架腹桿錯(cuò)開重疊布置而得，整體是幾何不變形的結(jié)構(gòu)，每節(jié)間的斜桿成雙，每一斜桿承受一半的剪力，主桁桿件共同作用維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和承載功能。
  • 多腹桿桁梁橋：早期腹桿用木板，后來(lái)用鋼板加豎向加勁，也有用型鋼的，主桁桿件在不同材料的腹桿構(gòu)建中發(fā)揮相應(yīng)的結(jié)構(gòu)功能。
  • K形桁梁橋：1830年首次應(yīng)用，斜桿折成K形，當(dāng)桁架較高、節(jié)間較小時(shí)，可使斜桿與豎桿間的夾角不致過小，主桁桿件的形態(tài)影響著桁架的結(jié)構(gòu)特性。
  • 空腹桁梁橋：主桁架不用斜桿，節(jié)點(diǎn)均為剛性，所有桿件同時(shí)受軸向力和彎矩，曲弦較平行弦的彎距為小，主桁桿件在這種特殊的結(jié)構(gòu)形式下承擔(dān)力的傳遞和平衡等功能。
• 按桁梁的結(jié)構(gòu)體系分類
  • 簡(jiǎn)支桁梁橋：18世紀(jì)70年代，美國(guó)C.H.帕克采用曲弦，使弦桿布置和彎矩圖形較為相近，桿件截面比較均勻，用料較為經(jīng)濟(jì)。桿件長(zhǎng)短不一，節(jié)點(diǎn)比較復(fù)雜，增加了制造與安裝的困難。1829年法國(guó)工程師設(shè)計(jì)了上下弦均為曲弦的桁架（魚腹式桁架），主桁桿件在這種結(jié)構(gòu)體系中起著構(gòu)建橋梁主體結(jié)構(gòu)、承受荷載的重要作用。

主桁桿件的材質(zhì)選擇標(biāo)準(zhǔn)

主桁桿件的連接方式對(duì)比

主桁桿件在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

主桁桿件承載能力的影響因素