上承式钢板梁桥的结构组成与设计原则

上承式钢板梁的桥跨结构由桥面、主梁、联结系和支座4 个部分组成。

主梁是上承式钢板梁的主要承重结构。全部荷载（静载和活载）都是通过主梁传到支座，再传到墩台。主梁采用工字形截面，这种截面最经济、合理。在荷载作用下梁体发生弯曲，即在梁上产生了弯矩。梁的主要作用就是抵抗外力产生的弯矩，由于弯矩作用，截面上、下侧最外边缘的应力最大，上侧受压力，下侧受拉力。这种应力由截面上下两侧边缘向截面中心逐渐减少，至中心轴变为零。这说明在梁截面中，靠上下最外侧的材料已经发挥了它的全部容许强度的时候，其他部分的强度则仅仅发挥了一部分。

主梁的工字形截面由腹板与翼缘组成。翼缘分上翼缘和下翼缘，分别由盖板和翼缘角钢连接而成。翼缘主要承受板梁的弯矩，上翼缘受压，下翼缘受拉。腹板主要承受板梁的剪力。此外，为了保证主梁腹板的稳定，腹板的两侧常需设置竖向加劲肋（角钢），当腹板较高时，有时还需加设水平加劲肋（角钢）。

主梁截面沿跨度的变化规律是根据截面弯矩设计的。由于主梁在跨中的弯矩最大，向两端逐渐减小为零，因此愈向两端，需要的截面愈小。主梁的截面应随弯矩的变化而加以改变，即做成变截面。对于跨度不大的板梁，如采用变截面，所省钢材很少，却增加了制造的工作量，故通常不改变主梁的截面；跨度较大的板梁，为了使主梁截面承受弯矩的能力大致符合弯矩图，以节省钢材，主梁常做成变截面形式。根据经济性分析，变截面点在高支座约1/6跨度处，所用钢料最多，可节省10%～12%。

主梁一般采用两片，对称地布置在轨道的两侧，其中心距一般为2.0 m。对于新建桥梁的中心距，规范规定不应小于跨度的1/15，且不小于2.2 m。(www.xing528.com)

主梁的最小高度必须满足竖向刚度（跨中挠度）的要求，即简支钢板梁的最大容许挠度值：桥梁用结构钢的竖向挠跨比为1/1 200，低合金钢的竖向挠跨比为1/950；梁的最大高度不能超过桥跨的容许建筑高度（从轨底至梁底的高度）。

为了使两片主梁形成稳定的空间结构并承受横向水平力，在两片主梁间设置联系杆件。在主梁上面的杆件与上翼缘组成一个水平格架，为上面水平纵向系，简称“上平纵联”；在主梁下面的杆件与下翼缘组成一个水平桁架，简称“下平纵联”。在两主梁之间设有交叉杆，并与上下横撑及主梁的加劲角钢和一部分腹板组成一个横向平面结构，称为横向联结系，简称“横联”，位于主梁中间者称为“中间横联”，位于端部的称为“端横联”。

上、下平纵联的杆件连接在它们各自的水平节点板上，且节点板均位于主梁上、下翼缘的内侧。横联的位置，一般与竖向加劲角钢的布置一起考虑，间距不得大于6 m。横联的杆件（横撑及交叉杆）均连接于它们自己的竖直节点板上，各竖直节点板则与加劲角钢连接。此外，横联的下横撑还应连接于下平纵联节点板，以便能将力传往主梁翼缘，否则，当桥枕在活载作用下变形时，板梁受扭，横联上横撑受压而下横撑受拉，下横撑的拉力将会使加劲角钢在拐角处被局部拉裂。

联结系的作用是：上平纵联、下平纵联、端横联与两片主梁共同形成一个空间结构，保持各杆件于正确的相对位置，承受横向水平力（风力、列车横向摇摆力、离心力），并将该力传到支座；同时减少受压翼缘的自由长度。中间横联，主要是增强板梁的横向刚度，并使活载能比较均匀地分配于两片主梁上。上平纵梁，承受列车横向摇摆力、离心力（在弯道桥上）及作用在列车、桥面、主梁上半部的风力，并将这些力传到梁的两端，同时减少上翼缘的自由长度，以增加其稳定性。下平纵联，承受主梁下半部的风力，并把它直接传到支座。由于下平纵联所承受的荷载比上平纵联小得多，所以一般情况下，下平纵联的横撑较少，而跨度在16 m以下的上承式板梁，可不设下平纵联。端横梁承受由上平纵联传来的水平力，并传给支座。