鋼桁（héng）梁，由於鋼材具有強度高、材質均勻、塑性及韌性良好和可焊性好等諸多優點。
基本介紹
- 中文名：鋼桁梁
- 外文名：Steel truss beam
- 科：工程
- 優點：強度高、材質均勻等
- 特點：跨越能力大、便於運輸等
由於鋼材具有強度高、材質均勻、塑性及韌性良好和可焊性好等諸多優點；因此，用鋼材建造的橋樑——鋼橋具有如下特點：
（1）跨越能力大。由於鋼材的強度高，在相同的承載能力條件下；與鋼筋混凝土橋樑相比，鋼橋構件的截面較小，所以鋼橋的自重較輕，最適合於建造大跨度的橋樑。
（2）最適合於工業化製造。鋼橋構件一般都是在專業化的工廠由專用設備加工製作，不受季節的限制，加工製造速度快、精度高，質量容易得到控制，因而工業化製造程度高。
（3）便於運輸。由於鋼橋構件的自重較輕，特別是在交通不便的山區便於汽車運輸。
（4）安裝速度快。鋼橋構件便於用懸臂施工法拼裝，有成套的設備可用，拼裝工藝成熟。
（5）鋼橋構件易於修復和更換。
（6）鋼材易鏽蝕，故鋼橋的養護費用高。另外，鋼橋須防火，在列車通過時噪音大，故不宜在鬧市區建造鐵路鋼橋。
鋼橋可以根據不同的條件要求建成多種形式，其種類比其他材料製造的橋樑更多，主要可分為梁式體系、拱式體系及組合體系。
1.梁式體系
按力學圖式分梁式體系又可分為簡支梁、連續梁、懸臂樑；按主梁的構造
形式分有板梁橋、桁梁橋、箱梁橋、結合梁橋。
2.拱式體系
按力學圖式分拱式體系可分為有推力拱和無推力拱；按拱肋的構造形式分有版式、桁式、箱式。
3.組合體系
這類橋型包括吊橋和斜拉橋，都是利用高強鋼索來承重，吊橋（又稱懸索橋）的承重構件是高強度鋼索，恆載輕，跨越能力大。斜拉橋的承重構件是斜拉索和梁，其鋼樑可以是板式、桁式或箱式，恆載較輕，風動力性能較吊橋好，故發展很快。
鋼橋主體結構所用的鋼材主要是碳素鋼和低合金鋼。20世紀50年代我國鋼橋主要採用普通碳素鋼—A3鋼，該鋼材由於含碳量較高（0.14～0.22%），可焊性差，只能進行鉚接連線，如武漢長江大橋的主橋採用A3鋼，該橋為連續鉚接鋼桁梁。用A3鋼建造大跨度橋樑時，構件截面尺寸大，從而增加用鋼量並使鋼橋的自重加大，因此，20世紀50年代後期，我國開始研究在鋼橋上採用能夠焊接的國產高強度低合金鋼—16q鋼和16Mnq鋼，如南京長江大橋採用16Mnq，屈服點為340MPa，它比用A3鋼節約鋼材約15%。20世紀70年代，我國又成功研製出強度更高的15MnVNq鋼，屈服點是420MPa，又比用16Mnq鋼節約鋼材10%以上。21世紀，我國研製出另一種新型的橋樑用鋼—14MnNbq鋼，屈服強度為340MPa，該鋼材的主要特點是可焊接的最大板厚可達50mm，已成功用於蕪湖長江大橋(公、鐵兩用鋼斜拉橋)上。
現代鋼橋用材最多的是鋼板。用鋼材製造成鋼橋，要經過許多機械加工工藝和焊接工藝。製成的鋼橋要承受很大的靜、動力荷載與衝擊荷載，因此被選作造橋的鋼材，既要能適應製造工藝要求，又要滿足使用要求。為了滿足這些要求，對鋼的化學成分、力學性能（包括強度、塑性、韌性及疲勞性能等）和工藝性能
（包括冷彎性能和可焊性）都有嚴格的規定。
鋼橋在使用時，不僅要求鋼材具有較高的強度，而且還要求具有良好的塑性；對低溫下工作的鋼橋，要求鋼材具有良好的低溫衝擊韌性；對於焊接鋼橋，要求鋼材具有可焊性。塑性是鋼結構的安全性指標，因為在橋樑結構的局部應力集中處存在焊接殘餘應力的地方，應力值可能超過屈服點，塑性好的鋼材還可以通過塑性變形使應力重新分布，避免結構的局部破壞而導致整個結構的實效。韌性不好的鋼材，在低溫或快速載入等不利的條件下，容易使鋼材發生脆性斷裂。因此，常用低溫衝擊韌性來判斷鋼材的脆性斷裂傾向。鋼材隨著使用年限的延長，會發生老化、韌性下降，為此，還有有時效衝擊韌性要求。現代鋼橋所用的鋼材，還必須具有良好的可焊性，通過一定得焊接工藝能形成優質的焊接接頭。
鋼橋是主要承受動荷載的結構，鋼材的抗疲勞性能對於橋樑十分重要。鋼橋承受的動荷載大小雖低於結構的名義承載能力，但由於結構中有微小的缺陷或集中應力，易產生塑性變形，從而萌生裂紋，隨著外力循環次數的增加，微小的裂紋會逐漸擴展，最後導致鋼橋的疲勞斷裂。在結構上出現可以看見的裂紋時的荷載循環次數稱為疲勞壽命。影響結構疲勞壽命的因素除材料的韌性外，還與材料的化學成分、強度、結構的構造細節、荷載類型、板厚及工作環境等有關。
冷彎性能是鋼材承受彎曲變形的能力，並顯示鋼板中是否有缺陷、有無夾渣或分層。它既是一項工藝指標，也是一項質量指標，冷彎性能好的材料有利於製造。
