作者：张毅
简支钢桁梁桥具有自重轻、跨越能力强、建筑高度小、施工速度快的特点。因此，新桥梁设计因地制宜采用了简支钢桁梁的方案，可以最大限度地减轻桥梁施工期对周边环境的影响。主桥采用66.0 m单跨简支钢桁梁跨越规划航道，桥跨布置为：7×20 m（预应力混凝土空心板）+66 m（钢桁架桥）+5×20 m（预应力混凝土空心板），桥梁全长312. 32 m，全桥平面均位于直线上，总体布置见图1。
1 主桁结构设计
主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度6.5 m，主桁高度8.5 m，高跨比为1／7.65。2片主桁主心距采用11. 05 m，宽跨比为1／5.88,主桥全宽11.5 m。
主桁上下弦杆均采用箱形截面，截面宽度450 mm，高度均为580 mm，板厚16～20 mm,工厂焊接，在工地通过高强螺栓在节点内拼接。除端斜杆采用箱形截面以增加面内外刚度外，其余腹杆均采用焊接H形截面。端斜杆截面宽度为450 mm，高度为580 mm;其余斜杆截面宽度为400 mm，450 mm，竖杆截面宽度为400 mm，高度均为450 mm，最大板厚24 mm，主桁杆件布置见图2。
桥面系为结合梁，由下部的钢梁和上部的桥面板结合而成，其钢梁部分仍采用纵横梁体系。本设计横梁高925～1 000 mm，为工字形截面，与主桁在节点上通过高强螺栓连接，桥面横坡由横梁腹板高度变化形成；纵梁高480 mm，横向设置6道，采用工字形截面，上翼缘与横梁上翼缘的顶面对齐，在纵梁腹板上设一对钢板与横梁腹板相连，横向每2m设置一道；桥面板采用钢筋混凝土结构，板厚16～25 cm，通过剪力钉与横梁、纵梁相连。
上、下平面纵向联结系均采用双X形式，与弦杆在节点处相连，以抵抗横向风荷载、竖向荷载及弦杆变形等产生的内力。下平联杆件采用焊接工字形构件，截面高276 mm、宽300 mm;上平联大节点横杆采用焊接箱型截面，截面高424 mm、宽300 mm;上平联其余杆件采用焊接工字形构件，截面高424 mm、宽300 mm，所有上、下平面纵向联结系杆件板厚均为12 mm。
在桁梁两端斜杆所在的斜平面设置桥门架，上弦每2个节点处设一道横向联结系。桥门架及横联的下横杆采用焊接工字形构件，截面高276 mm、宽300 mm;斜杆采用焊接工字形构件，截面高276 mm、宽240 mm;杆件板厚均为12 mm。
2静力计算
2.1主桁应力计算
本桥为外拼节点板散拼结构，杆件截面尺寸小，主桁杆件截面高度与节长之比均小于1/10，按规范可不考虑节点刚性引起的次应力，应用Midas Civil 2014分别建立单桁铰接模型和全桥空间模型进行计算，空间模型中除下小纵梁与横梁采用铰接外，其他节点都用刚接来模拟计算，计算结果见图3～图6。
从计算结果看，主桁上下弦杆的应力空间模型较单桁模型大，是因为空间模型里考虑节点刚性引起的次应力，按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025 -86)第1.5.25条：“当考虑节点刚性影响时，如荷载组合I，杆件的容许应力可按第1.2.5条规定的数值提高20%，荷载为组合II～IV，提高40%。”，考虑容许应力，提高后满足规范要求。
2.2 主桁螺栓数量计算
根据空间模型，提取节点内力进行主桁螺栓数量计算。主桁采用M24的高强度螺栓，设计抗滑移系数为0. 45，预紧力为240 k N。按照《公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 025 - 86) 》，单个高强螺栓的容许承载力为：0. 45×240／1. 7=63.5 k N。
按照《铁路桥梁钢结构设计规范(J461～2005》6.1.7条规定，主桁上下弦杆采用等强度设计原则确定螺栓个数，腹杆按照1.1倍杆件内力与75%的杆件净面积强度的较大值进行螺栓个数的确定，计算结果见表1。
高强螺栓接头在轴力作用下各排传力比呈马鞍型分布，在螺栓连接的计算中应考虑1排内螺栓传力的不均匀性，螺栓缺失后只对局部范围内的螺栓传力比有影响，影响最大的是其相邻的2排螺栓，但若传力比较大的螺栓排缺失数量达到一定程度后，极易使剩余螺栓所受剪力超过其抗剪承载力而出现剪切破坏。
3 主要施工方法
由于规划航道正在整治，现状航道较窄、较浅，采用浮船施工航道吃水深度不够，浮船进不去；搭设支架高空拼装作业施工风险较大，故经综合比选，本桥采用拖拉施工
具体为主桁下拖拉．即：本桥先施工基础及下部结构．同时钢结构工厂加工．运输至现场拼装钢桁梁主桁、上下平联、横梁、桥门及横联，在下弦杆设置上、下滑道拖拉施工．主桁前端导梁直接与主桁相连．在主桁下拖拉，钢梁拖拉时的重量仅包括主梁桁梁重（不包括钢梁小纵梁、混凝土桥面板、桥面铺装、护栏等的重量），由于主桁刚度较大，拖拉过程中杆件应力、变形容易控制，不需对主体结构做太多加固，施工的安全性、可靠性好。拖拉到位后安装预制桥面板，浇筑桥面板纵向锚孔、纵缝及横缝，桥面系施工，成桥。
4结论
(1)钢桁梁桥由于其自重轻、跨度大、施工速度快等特点，越来越多地运用在航道提升改造工程、抢险救灾工程以及城市景观桥梁中。本桥受运输条件及建筑高度的限制，采用外拼节点板散件拼装的设计方案，节点间距、杆件截面尺寸小，纵、横梁体系受力明确，加工制造、安装难度低。
(2)钢桁梁结构是一种空间结构，各杆之间的连接是刚性连接，结构构造所产生的次应力是不可能完全避免的。在杆件长细比甚小的情况下，数值会变得相当可观，此时在确定杆件截面尺寸和计算节点结构强度时，必须计人次应力影响。在设计应控制杆件截面高度不超过长度的1/10，以减小次应力的影响。除此之外，还可以调整杆件截面高度，尽可能地将节点做得紧凑些，使各杆件轴线交于一点等措施来减小次应力的影响。
(3)高强螺栓接头在轴力作用下各排传力比接近马鞍型分布，第一排和最末一排螺栓传力比最大．中间螺栓传力比较小，由两边向中间递减；在一排内各螺栓之间，盖板与心板之间的摩擦应力分布不均匀．各螺栓的传力比差异较大，在螺栓连接的计算中，应考虑一排内螺栓传力的不均匀性。
(4)对于跨越航道吃水深度较浅，浮船无法进入，且采用支架高空拼装施工作业风险较大时，可以考虑采用在主桁下拖拉施工。
5摘 要下承式钢桁梁桥因其具有建筑高度低、施工速度快和结构轻巧简洁等优点，成为中等跨度公路桥梁中有竞争力的桥型。文中以兴隆大桥为依托，建立数学分析模型，对下承式钢桁梁桥结构的受力特性进行分析，并指出该类型桥梁施工的方法和技术要点。
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