市政鋼箱梁設(shè)計(jì)流程

1、設(shè)計(jì)流程一、薄壁扁平鋼箱梁構(gòu)造31、總體布置32、頂?shù)装鍢?gòu)造33、縱隔板構(gòu)造34、橫隔板構(gòu)造45、懸臂翼緣構(gòu)造4二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介4三、計(jì)算內(nèi)容51、縱向計(jì)算52、橫向計(jì)算63、支承加勁肋計(jì)算8四、細(xì)部構(gòu)造81、翼緣處縱向加勁肋的焊接82、支承加勁肋的布置93、翼緣底板對(duì)應(yīng)加勁肋94、頂?shù)装寮案拱宓募雍駞^(qū)長(zhǎng)度9五、小結(jié)101、鋼箱梁構(gòu)造確定方法102、鋼箱梁總體指標(biāo)10一、薄壁扁平鋼箱梁構(gòu)造1、總體布置薄壁扁平鋼箱梁（梁高與橋?qū)捴群苄。┦怯身敯濉⒌装?、橫隔板和縱隔板等板件通過全焊接的方式連接而成，扁平鋼箱梁的頂?shù)装逋ㄟ^橫隔板及縱隔板等橫縱向聯(lián)結(jié)桿件聯(lián)成整體受力體系。箱梁的頂板通常按橋面橫坡要求設(shè)置

2、，底板多采用平底板的構(gòu)造形式。2、頂?shù)装鍢?gòu)造鋼箱梁頂?shù)装逵删姘寮翱v肋組成，由于頂?shù)装宓膶挾扰c板厚之比（寬厚比）較大，設(shè)置縱肋的主要目的是防止頂?shù)装逶趶澢鷫簯?yīng)力或者制作、運(yùn)輸、安裝架設(shè)中不可預(yù)料的壓應(yīng)力作用下的局部失穩(wěn)。另外對(duì)鋼箱梁頂板而言，設(shè)置縱肋可將單橋面板變?yōu)檎划愋伟?，大大增加橋面板的抵抗能力，使橋面承受的豎向荷載有效地傳遞到橫隔板及腹板上?？v肋的主要形式有開口加勁肋與閉口加勁肋兩種，兩者的區(qū)別如下：由上表可知，頂?shù)装宓目v肋主要用閉口加勁肋，但翼緣頂板加勁肋也可采用開口加勁肋。一般的閉口加勁肋采用U肋，間距一般為600mm左右，開口加勁肋采用平鋼板或倒T形截面，間距一般為300mm左右

3、。3、縱隔板構(gòu)造縱隔板，即鋼箱梁腹板，有斜腹板與直腹板兩種形式。單箱多室鋼箱梁中，外側(cè)腹板一般為斜腹板，其與頂?shù)装骞餐瑯?gòu)成單箱截面，箱梁內(nèi)部多采用直腹板，將箱梁分為多室。在彎矩和剪力作用下，縱隔板同時(shí)存在彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力，為防止腹板在彎曲壓應(yīng)力作用下的彎曲失穩(wěn)，在縱隔板上設(shè)有縱向加勁肋，縱向加勁肋一般采用平鋼板截面，豎向間距500mm左右；為防止腹板在剪應(yīng)力作用下的剪切失穩(wěn)，在縱隔板上設(shè)有豎向加勁肋，豎向加勁肋一般采用倒T形截面，縱向間距2m左右?？v向加勁肋縱向連續(xù)，在橫隔板與豎向加勁肋處穿孔而過，豎向加勁肋與頂?shù)装宀幌噙B，距離50mm左右。4、橫隔板構(gòu)造在鋼箱梁橋中，由于活載的偏心加載作用以

4、及輪載直接作用在箱梁的頂板上，使得箱梁斷面發(fā)生畸變和橫向彎曲變形，為了減少鋼箱梁的這種變形，增加整體剛度，防止過大的局部應(yīng)力，需要在箱梁的支點(diǎn)處和跨間設(shè)置橫隔板。橫隔板分為中間橫隔板和支點(diǎn)橫隔板，支點(diǎn)橫隔板除了上述作用外，還將承受支座處的局部荷載，起到分散支座反力的作用。中間橫隔板被腹板斷開，每個(gè)箱室一塊隔板，與頂?shù)装寮案拱搴附?。橫隔板縱向間距一般2m左右，與縱隔板豎向加勁肋交替布置。每塊橫隔板中間都設(shè)有進(jìn)人洞，進(jìn)人洞的洞口邊緣設(shè)有一塊加勁板，寬度100-200mm左右。支點(diǎn)處的橫隔板比中間橫隔板厚，具體厚度及橫隔板數(shù)量由計(jì)算確定，一般2-3塊，間距400-800mm左右。支點(diǎn)橫隔板橫向在兩塊

5、斜腹板之間連續(xù)，將直腹板斷開并焊接在支點(diǎn)橫隔板上。支點(diǎn)橫隔板與頂?shù)装骞餐M成支點(diǎn)橫梁，進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)頂?shù)装逵行挾扔傻罉蚴痉綍_定。支點(diǎn)橫隔板上一般不設(shè)進(jìn)人洞，但須設(shè)置水平加勁肋及豎向加勁肋以防止彎曲失穩(wěn)與剪切失穩(wěn)。5、懸臂翼緣構(gòu)造懸臂翼緣頂板處設(shè)置縱向加勁肋，在懸臂最外側(cè)橫向1m寬度左右，加勁肋形式多為平鋼板截面（不受汽車活載），其它寬度范圍內(nèi)，加勁肋多為倒T形截面或U肋。翼緣橫隔板與主梁橫隔板對(duì)應(yīng)設(shè)置，厚度翼板與主梁橫隔板相同或略薄，翼緣底板僅設(shè)在有橫隔板的位置，寬度200-300mm左右，底板之間用裝飾板焊接成整體。二、項(xiàng)目例子鋼箱梁結(jié)構(gòu)，橋跨布置為()。本橋?yàn)樽兘孛?，橋面?biāo)準(zhǔn)寬度26

6、m，變截面中，最大寬度35.5m，最小寬度30m，按雙向六車道設(shè)計(jì)。采用單箱多室截面，梁高1800mm，箱梁頂板厚度取16mm，底板及腹板厚度采用14mm，橫隔板的縱向布置間距為2m，頂板縱肋采用U肋、I肋及板肋，U肋間距600mm，I肋間距不超過300mm，板肋僅用于翼緣板外邊緣，鋼材材質(zhì)為Q345qC。標(biāo)準(zhǔn)截面處箱梁橫向設(shè)雙支座，；變截面處，箱梁橫向設(shè)三支座，支座間距詳見支座布置圖。橋面鋪裝層采用8cmC50鋼纖維混凝土，5cm SBS改性瀝青混凝土AC-16C及4cm SBS改性瀝青馬蹄脂碎石混合料SMA-13（摻0.25%聚酯纖維），橋面鋪裝層總厚度為17cm，采用鋼結(jié)構(gòu)防撞護(hù)欄。本橋

7、平面分別位于直線上，縱斷面分別位于-%的縱坡和R=4000m的豎曲線上。箱梁斷面圖如下：箱梁26m寬橫斷面箱梁3m寬橫斷面箱梁30m寬橫斷面箱梁橋面板布置圖如下：傳力路徑：橋面板縱肋橫隔板腹板支點(diǎn)橫梁支座。三、計(jì)算內(nèi)容1、縱向計(jì)算第一體系應(yīng)力（主梁體系）鋼箱梁沿縱向整體受力，其受力特性為連續(xù)梁特性，跨中正彎矩最大，支座負(fù)彎矩最大。因此利用橋梁建立縱向單梁模型，計(jì)算箱梁上下緣的最大拉應(yīng)力及最大壓應(yīng)力。（橋面體系）鋼橋面板作為橋面系直接承受車輪荷載作用，因此由縱肋和頂板組成結(jié)構(gòu)系，把橋面上的荷載傳遞到橫隔板上。針對(duì)這一體系，把橫隔板間的單根縱肋及一定寬度的橋面板作為整體（工字型截面），將橫隔板作為

8、支撐，計(jì)算其在外荷載作用下的應(yīng)力，橋面板寬度根據(jù)道橋示方書確定。因?yàn)榭v肋是穿過橫隔板保持連續(xù)，因此縱肋具有連續(xù)梁特性。本橋中，橫隔板間距為2m，因此，將縱肋及橋面當(dāng)做跨度為2m的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，可得到橋面的最大壓應(yīng)力；將縱肋及橋面當(dāng)做跨度為2m的連續(xù)梁計(jì)算，可得到橋面的最大拉應(yīng)力。本橋中承受汽車荷載的縱肋就有U肋，又有I肋，因此需分別計(jì)算兩者，取其中應(yīng)力的最大值。U肋可以將兩腹板合在一起，也簡(jiǎn)化為工字型截面。I肋截面 U肋截面頂板既受第一體系應(yīng)力，又受第二體系應(yīng)力，因此頂面總應(yīng)力應(yīng)將兩者的最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)疊加（拉+拉，壓+壓）；底板僅受第一體系應(yīng)力，所以縱向單梁模型中的應(yīng)力即為底板的實(shí)際應(yīng)力。應(yīng)力疊加

9、過程如下表所示。根據(jù)縱向正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，可判斷梁高、頂?shù)装搴穸仁欠窈线m，根據(jù)縱向剪應(yīng)力結(jié)果，可判斷腹板厚度及腹板個(gè)數(shù)是否合適。2、橫向計(jì)算普通位置橫隔板承受縱肋傳遞過來的力，再傳遞到兩側(cè)腹板上，橫隔板橫向受彎，可簡(jiǎn)化為兩端簡(jiǎn)支于腹板的簡(jiǎn)支梁計(jì)算，直接承受車輛荷載，截面為工字型截面，頂?shù)装鍖挾劝吹罉蚴痉綍?jì)算。注意車輛荷載要按最不利位置加載。圖中，q1+q2為自重+二恒，p2為車輛荷載的車輪作用點(diǎn)。根據(jù)正應(yīng)力大小可判斷橫隔板間距是否合適（橫隔板間距影響頂?shù)装逵行挾龋?；根?jù)剪應(yīng)力大小可判斷橫隔板厚度是否合適。支點(diǎn)橫梁承受腹板傳遞的力，再傳遞給支座，支點(diǎn)橫梁橫向受彎，可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支于支座上的簡(jiǎn)支梁或

10、者連續(xù)梁，承受腹板的豎向力。支點(diǎn)橫梁為兩塊橫隔板或三塊橫隔板組成，截面為箱型截面，頂?shù)装鍖挾劝吹罉蚴痉綍?jì)算。腹板的豎向力大小按該支座處的總支反力平分（乘以一定的偏載系數(shù)）。根據(jù)支點(diǎn)橫梁正應(yīng)力大小可判斷橫梁腹板（即橫隔板）間距、頂?shù)装搴穸仁欠窈线m（在支點(diǎn)處頂?shù)装鍟?huì)加厚），根據(jù)支點(diǎn)橫梁剪應(yīng)力可判斷橫梁腹板厚度及橫梁腹板個(gè)數(shù)是否合適。 1.3懸臂翼緣計(jì)算 懸臂橫隔板橫向受彎，簡(jiǎn)化為一端固結(jié)于主梁腹板的懸臂梁計(jì)算其彎曲應(yīng)力，計(jì)算截面取一工字型截面，頂板按道橋示方書計(jì)算其有效寬度。根據(jù)正應(yīng)力可判斷底板寬度及厚度是否合適，根據(jù)剪應(yīng)力判斷橫隔板厚度是否合適。注意翼緣橫隔板被縱肋削弱的部分很大，剪應(yīng)力不應(yīng)過

11、高。3、支承加勁肋計(jì)算鋼箱梁在支承處應(yīng)設(shè)置成對(duì)的豎向加勁肋。支承加勁肋直接承受支座反力的作用，不僅需要驗(yàn)算支承墊板處腹板和加勁肋的直接承壓應(yīng)力，而且必須計(jì)算腹板和加勁肋中的豎向應(yīng)力。bb式中：b局部承壓容許應(yīng)力；Rv支座反力； n單個(gè)支座豎向加勁肋個(gè)數(shù)； t1豎向加勁肋厚度； d豎向加勁肋寬度； B支座墊板橫向?qū)挾龋?t下翼板厚度； td橫隔板厚度。c式中：c軸心受壓容許應(yīng)力； Bev腹板豎直方向應(yīng)力有效計(jì)算寬度，按下式計(jì)算：Bev=bs+30*td（bs<30*td）Bev=60*td（bs>30*td）Bs豎向加勁肋橫向間距。四、細(xì)部構(gòu)造1、翼緣處縱向加勁肋的焊接翼緣處橫隔板高度較小，并且還要開孔以保證縱向加勁肋穿過，因此在開孔截面橫隔板的剪力將大大增加。為了防止剪力過大，翼緣處縱向加勁肋與橫隔板間的焊接須增加焊接墊板，以增大橫隔板的受剪面積。2、支承加勁肋的布置 支承加勁肋的布置不僅與計(jì)算有關(guān)，同時(shí)也與支座的螺栓位置有關(guān)，在考慮支承加勁肋的橫向間距時(shí)，應(yīng)注意不要與支座的螺栓位置沖突。3、翼緣底板對(duì)應(yīng)加勁肋 翼緣底板的一端焊接于斜腹板外側(cè)，為防止腹板被頂彎，在腹板內(nèi)側(cè)與翼緣底板對(duì)應(yīng)的位置應(yīng)設(shè)置一塊水平加勁肋，由于翼緣底板布置在翼緣橫隔板兩側(cè)，而翼緣橫隔板位置又與主梁橫隔板對(duì)應(yīng)，因此該水平加勁肋也處于主梁橫隔板左