第七章 铝结构
目 录
7.1 范围 ………………………………………………………………………………………………7-1
7.2 定义 ………………………………………………………………………………………………7-1
7.3 符号 ………………………………………………………………………………………………7-1
7.4 材料 ………………………………………………………………………………………………7-4
7.4.1 一般规定……………………………………………………………………………………7-4
7.4.2 铝薄板、板和型材…………………………………………………………………………7-4
7.4.2.1 挤出件和栓钉连接的组合构件………………………………………………………7-4
7.4.2.2 焊接组合构件…………………………………………………………………………7-5
7.4.3 用于销、滚轴和伸缩摇轴的材料…………………………………………………………7-6
7.4.4 扣件一铆钉和螺栓…………………………………………………………………………7-6
7.4.5 焊接金属……………………………………………………………………………………7-7
7.4.6 铝铸件………………………………………………………………………………………7-7
7.4.7 铝锻件………………………………………………………………………………………7-7
7.5 极限状态 …………………………………………………………………………………………7-7
7.5.1 使用极限状态………………………………………………………………………………7-7
7.5.1.1 屈曲的出现……………………………………………………………………………7-7
7.5.1.2 用于计算薄壁截面挠度的有效宽度…………………………………………………7-7
7.5.1.3 腹板压屈………………………………………………………………………………7-8
7.5.1.4 活载挠度………………………………………………………………………………7-9
7.5.2 疲劳和断裂极限状态………………………………………………………………………7-9
7.5.3 强度极限状态………………………………………………………………………………7-9
7.5.4 抗力系数……………………………………………………………………………………7-9
7.6 疲劳和断裂考虑 …………………………………………………………………………………7-10
7.6.1 疲劳…………………………………………………………………………………………7-10
7.6.1.1 一般规定………………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2 荷载导致疲劳…………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.1 应用………………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.2 设计准则…………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.3 细部分类…………………………………………………………………………7-10
7.6.1.2.4 疲劳抗力…………………………………………………………………………7-13
7.6.1.3 畸变导致疲劳…………………………………………………………………………7-14
7.6.1.3.1 横向连接板………………………………………………………………………7-14
7.6.1.3.2 侧向连接板………………………………………………………………………7-14
7.6.2 断裂…………………………………………………………………………………………7-14
7.7 设计考虑 …………………………………………………………………………………………7-15
7.7.1 恒载反挠度…………………………………………………………………………………7-15
7.7.2 焊接要求……………………………………………………………………………………7-15
7.7.3 焊接工序……………………………………………………………………………………7-15
7.7.4 无损试验……………………………………………………………………………………7-15
7.7.5 桥面板的隆起和滑动………………………………………………………………………7-15
7.7.6 组合截面……………………………………………………………………………………7-15
AASHTO LRFD 桥梁设计规范（2010）
7-II
7.8 总体尺寸和细部要求……………………………………………………………………………7-16
7.8.1 有效跨长 …………………………………………………………………………………7-16
7.8.2 拉杆及压杆的长细比 ……………………………………………………………………7-16
7.8.3 铝板或构件的最小厚度 …………………………………………………………………7-17
7.8.4 横隔梁和横撑梁 …………………………………………………………………………7-17
7.8.5 侧向支撑 …………………………………………………………………………………7-17
7.8.5.1 一般规定 ……………………………………………………………………………7-17
7.8.5.2 下承式桥跨 …………………………………………………………………………7-17
7.8.6 销和销连接的元件 ………………………………………………………………………7-18
7.9 受拉构件…………………………………………………………………………………………7-18
7.9.1 一般规定 …………………………………………………………………………………7-18
7.9.2 抗拉力 ……………………………………………………………………………………7-18
7.9.3 角型和T 型截面的有效面积 ……………………………………………………………7-19
7.9.4 净面积 ……………………………………………………………………………………7-19
7.10 受压构件 ………………………………………………………………………………………7-19
7.10.1 一般规定 ………………………………………………………………………………7-19
7.10.2 柱的抗压力 ……………………………………………………………………………7-21
7.10.3 柱部件的抗压力一伸出的翼缘和肢 …………………………………………………7-22
7.10.4 柱部件的抗压力，毛截面—两边支撑的平板 ………………………………………7-23
7.10.4.1 一般规定 …………………………………………………………………………7-23
7.10.4.2 元件的局部压屈对柱强度的影响 ………………………………………………7-23
7.10.5 柱的部件的抗压力，两边支承的曲面板、圆形或椭圆形管管壁的毛截面…………7-24
7.11 受弯杆件 ………………………………………………………………………………………7-24
7.11.1 受弯杆件的抗拉力 ……………………………………………………………………7-24
7.11.1.1 净截面 ……………………………………………………………………………7-24
7.11.1.2 梁、绕强轴受弯的结构型材、矩形管的最外侧纤维拉应力 …………………7-24
7.11.1.3 梁、圆形或椭圆形管的最外侧纤维拉应力 ……………………………………7-25
7.11.1.4 梁、绕弱轴受弯的结构型材、棒条、板的最外侧纤维拉应力 ………………7-25
7.11.2 受弯杆件的抗压力 ……………………………………………………………………7-25
7.11.2.1 梁，最外侧纤维，毛截面，单腹板梁绕强轴受弯的压应力…………………7-25
7.11.2.2 梁，最外侧纤维，毛截面，圆形或椭圆形管的压应力 ………………………7-27
7.11.2.3 梁，最外侧纤维，毛截面，实体矩形梁的压应力 ……………………………7-27
7.11.2.4 梁，最外侧纤维，毛截面，矩形管和箱形截面的压应力……………………7-28
7.11.3 受板长细比限制的受弯杆件的抗压强度 ……………………………………………7-28
7.11.3.1 一般规定 …………………………………………………………………………7-28
7.11.3.2 梁部件（均匀受压），毛截面，伸出翼的压应力 ……………………………7-29
7.11.3.2.1 一般规定 ……………………………………………………………………7-29
7.11.3.2.2 构件局部压屈对抗力的影响 ………………………………………………7-30
7.11.3.3 梁部件的压应力（部件均匀受压），毛截面，两边支承的平板………………7-30
7.11.3.4 梁部件的压应力—曲线形截面 …………………………………………………7-31
7.11.3.5 梁部件的压应力（部件在自身平面内受弯），毛截面，承压
边自由，受拉边支承着的平板 …………………………………………………7-32
7.11.3.6 梁腹板，毛截面，两边支承着的平板 …………………………………………7-32
7.11.3.7 具有纵同加劲肋的两边支承着的梁腹板 ………………………………………7-33
7.11.4 抗剪力 ……………………………………………………………………………7-33
7.11.4.1 剪力—未加劲平腹板 ……………………………………………………………7-33
第七章 铝结构
7-III
7.11.4.2 腹板剪力—加劲平腹板 …………………………………………………………7-34
7.11.5 加劲肋设计 …………………………………………………………………………7-35
7.11.5.1 腹板的纵向加劲 …………………………………………………………………7-35
7.11.5.2 腹板的抗剪横向加劲 ………………………………………………………7-36
7.11.5.3 伸出翼缘的加劲 ……………………………………………………………7-36
7.11.5.4 支承加劲 ……………………………………………………………………7-37
7.12 扭转 ……………………………………………………………………………………………7-37
7.12.1 一般规定…………………………………………………………………………………7-37
7.12.2 承受扭转的承压杆件……………………………………………………………………7-37
7.12.2.1 双轴对称的杆件 …………………………………………………………………7-38
7.12.2.2 单轴对称杆件 ……………………………………………………………………7-38
7.12.3 圣维南扭转 ……………………………………………………………………………7-38
7.12.3.1 开口截面 …………………………………………………………………………7-38
7.12.3.2 箱形截面 …………………………………………………………………………7-39
7.12.4 翘曲扭转 ………………………………………………………………………………7-39
7.12.4.1 开口截面 …………………………………………………………………………7-39
7.12.4.2 箱形截面 …………………………………………………………………………7-39
7.13 组合作用的力效应……………………………………………………………………………7-39
7.13.1 压力和弯矩的组合作用 ………………………………………………………………7-39
7.13.2 剪力、压力和弯矩的组合作用 ………………………………………………………7-40
7.13.3 管的扭转与剪切 ………………………………………………………………………7-41
7.13.4 压力和弯矩的组合作用 ………………………………………………………………7-41
7.14 连接和拼接 ……………………………………………………………………………………7-41
7.14.1 一般规定 ………………………………………………………………………………7-41
7.14.2 螺栓连接 ………………………………………………………………………………7-42
7.14.2.1 螺栓和螺母 ………………………………………………………………………7-42
7.14.2.2 孔眼 ………………………………………………………………………………7-42
7.14.2.3 扣件尺寸 …………………………………………………………………………7-42
7.14.2.4 扣件间距 …………………………………………………………………………7-42
7.14.2.4.1 最小扣件间距和净距 ………………………………………………………7-42
7.14.2.4.2 密封扣件的最大间距 ………………………………………………………7-42
7.14.2.4.3 绗合扣件的最大间距 ………………………………………………………7-43
7.14.2.4.4 受压杆件端部的绗合紧固件 ………………………………………………7-43
7.14.2.4.5 端距和边距 …………………………………………………………………7-43
7.14.2.5 扣件抗剪力 ………………………………………………………………………7-43
7.14.2.6 滑动-临界连接 …………………………………………………………………7-43
7.14.2.7 扣件孔处的承压抗力 ……………………………………………………………7-43
7.14.2.7.1 一般规定 ……………………………………………………………………7-43
7.14.2.7.2 铆钉和螺栓孔处的抗承压力 ………………………………………………7-44
7.14.2.7.3 平表面和销上的支撑 ………………………………………………………7-44
7.14.2.8 抗拉 ………………………………………………………………………………7-44
7.14.3 撕裂或端部破坏 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4 拼接 …………………………………………………………………………………7-45
7.14.4.1 一般规定 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4.2 受拉杆件 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4.3 受压杆件 ………………………………………………………………………7-45
AASHTO LRFD 桥梁设计规范（2010）
7-IV
7.14.4.4 受弯杆件 ………………………………………………………………………7-45
7.14.4.5 焊接 ……………………………………………………………………………7-45
7.15 关于结构类型的规定 …………………………………………………………………………7-45
7.15.1 桥面系 …………………………………………………………………………………7-45
7.15.2 侧向支撵 ………………………………………………………………………………7-45
7.15.3 梁和大梁框架 …………………………………………………………………………7-46
7.15.4 桁架 ……………………………………………………………………………………7-46
7.15.4.1 一般规定 …………………………………………………………………………7-46
7.15.4.2 桥门架和阻摇支撑 ………………………………………………………………7-46
7.15.5 拱 ………………………………………………………………………………………7-46
7.16 参考文献 ……………………………………………………………………………………… 7-47