鋼箱梁計算分析與案例詳解

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鋼箱梁計算分析與案例詳解

匯報人：宋若雨匯報時間：2021年6月

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述

鋼箱梁計算概述

MIDAS梁單元分析

MIDAS板單元分析

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京at達

鋼橋的優(yōu)點：

(1)梁高較小，適用于建筑高度受限的場合，并相應的可以減少引橋長度；

(2)鋼結(jié)構(gòu)自重較小，對于橋梁下部結(jié)構(gòu)的抗震更為有利；

(3)鋼結(jié)構(gòu)可以采用工廠預制拼裝的方法，分節(jié)段運抵施工現(xiàn)場，施工快捷方便。

(4).......

鋼箱梁較其他鋼橋優(yōu)點：

(1)抗彎和抗扭剛度大，適合曲線橋和承受較大偏心荷載的直線橋；

(2)箱式內(nèi)部為密閉空間，隔絕空氣和水的進入，有利于防腐或延長涂裝壽命；

(3)有利于提高架設(shè)效率，可采用大節(jié)段整體吊裝或頂推方法快速施工；

(4)所有隔板均在箱式內(nèi)部，外形簡潔美觀。

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京at達

鋼箱梁一般由頂板、底板、腹板、橫隔板、橫肋以及加勁肋等通過焊接或者栓接的

方式連接而成。頂板兼橋面適用，由蓋板和縱向加勁肋構(gòu)成正交異性橋面板。

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述北京通達

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京施達

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京施達

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京at達

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京施達

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京at達

正交異性鋼橋面板，是用縱橫向互相垂直的加勁肋（縱肋和橫肋）連同橋面蓋板所

組成的共同承受車輪荷載的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由于其剛度在互相垂直的二個方向上有所不同，

造成受力上的各向異性。

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鋼箱梁結(jié)構(gòu)概述D北京at達

正交異性鋼橋面板，是用縱橫向互相垂直的加勁肋（縱肋和橫肋）連同橋面蓋板所組

成的共同承受車輪荷載的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由于其剛度在互相垂直的二個方向上有所不同，

造成受力上的各向異性。

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鋼箱梁計算概述

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鋼箱梁計算概述D北京at達

結(jié)構(gòu)設(shè)計是對結(jié)構(gòu)的強度、剛度、穩(wěn)定、疲勞進行系統(tǒng)的研究。

強度：從材料強度出發(fā)，確定結(jié)構(gòu)的極限承載能力；

剛度：結(jié)構(gòu)的變形驗算，保證行車舒適性和行車安全；

穩(wěn)定：包括整體的抗傾覆以及局部構(gòu)件的失穩(wěn)驗算。

疲勞：結(jié)構(gòu)在循環(huán)車輛荷載作用下穩(wěn)定性驗算。

鋼箱梁有三個受力體系,分別為：

第一體系：鋼橋面板和縱向加勁肋作為主梁的上翼緣，與主梁一同構(gòu)成主要承重構(gòu)件

—結(jié)構(gòu)總體體系（支撐在橋墩支座上的整體受彎構(gòu)件）；

第二體系：由縱肋、橫肋和橋面板組成的橋面系結(jié)構(gòu)，其中橋面板被看做縱肋和橫肋

的共同上翼緣一正交異性橋面板體系（支撐在腹板和橫隔板上的受彎構(gòu)件）；

第三體系：僅指橋面板，它被視作支撐在縱肋和橫肋上的各項同性的連續(xù)板一蓋板體

系。

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鋼箱梁計算概述D北京at達

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》JTGD64-2015,完整的鋼箱梁設(shè)計計算應包括

以下內(nèi)容：

1[5.3]受彎構(gòu)件正應力驗算

★5.1.8受拉部位應該考慮剪力滯影響，計算截面有效寬度；

★5.1.7/5.1.9受壓部位除考慮剪力滯外還需考慮局部穩(wěn)、定，計算截面有效寬度；

★頂板計算時要求第一體系及第二體系疊加；

★底板有壓重時，底板也需考慮第一及第二體系疊加。

★第三體系直接承受車輪荷載，并把荷載傳遞給縱肋和橫肋。橋面板應力呈薄膜應

力狀態(tài)，可具有很大的超額承載力。第三體系應力主要是沿橫橋向應力，設(shè)計中只采用第

一、第二體系組合而忽略第三體系應力。

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鋼箱梁計算概述D北京at達

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》JTGD64-2015,完整的鋼箱梁設(shè)計計算應包括

以下內(nèi)容：

2[5.3]受彎構(gòu)件腹板剪應力驗算

腹板在正應力和剪應力共同作用時，應驗算

作用時，應滿足式

(5.3.1-6)

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鋼箱梁計算概述D北京at達

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》JTGD64-2015,完整的鋼箱梁設(shè)計計算應包括

以下內(nèi)容：

3【5.3.2】整體穩(wěn)定驗算

3）箱形截面簡支梁，其截面尺寸（圖5.3.2）滿足h/dwG,且乙/%W65（345/

fy）時。

5.3.2受彎構(gòu)件的失穩(wěn)模態(tài)為彎扭失穩(wěn)，箱形截面等橫向抗彎剛度和抗扭剛度很大

的結(jié)構(gòu)形式一般不會出現(xiàn)失穩(wěn)破壞,滿足本條第1款要求時，可不計算梁的整體穩(wěn)

定性。

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?受壓加勁板宜*用陽性加勁肋，構(gòu)造理■難或受/較小時可用柔性加勁肋。

2受壓加勁板的剛鞋加堂肋.其縱、橫向加%肋的揶di崛應滿足下列要求：

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鋼箱梁計算概述D北京at達

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》JTGD64-2015,完整的鋼箱梁設(shè)計計算應包括

以下內(nèi)容:

4【5.1.5?6】頂?shù)装迨軌杭觿爬呓Y(jié)構(gòu)尺寸及剛度驗

5.1.5受壓板件加勁肋幾何尺寸（圖5.1.5）應滿足下列要求:5.1.6受壓加勁諱應滿足下城要:求：

1板肋的寬厚比應滿足下式要求：

【5

-C12(5.1.5-1)(5.1.6-1)

A

10n

(5.1.6-3)

唱

:[4/(1+嗝)儲-(1+1尸](aWoio)

7i=

(5.1.6-4)

22

y*=[2n(1+ndt)-I]-1[(a>OQ)

=71+n7i(5.1.6-5)

n=n,+\

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鋼箱梁計算概述北京曙達

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》JTGD64-2015,完整的鋼箱梁設(shè)計計算應包括

以下內(nèi)容:

4【5.1.5?6】頂?shù)装迨軌杭觿爬呓Y(jié)構(gòu)尺寸及剛度驗算

8.2.1正交異性最小板厚曲颯定：h'----加勁肋腹板斜向高度（mm）;

1行車道部分的i板頂板14mm,勁曲的最小板厚不應小a—加勁肋腹板最大間距（mm）。

于8mmo4閉口縱向加勁肋與頂板焊接熔透深度不得小于縱向加勁肋厚度的80%,焊縫有

2人行道部分的鋼板板厚不應Oinin效喉高不得小于縱向加勁肋的厚度。

5閉口縱向加勁肋應完全封閉。

8.2.2進行正交異性鋼橋E也載,橋面上汽車局部荷載作用

的沖擊系數(shù)應采用0.4。8.2.4橫向加勁肋間距應滿足下列要求：

1對閉口縱向加勁肋，橫向加勁肋或橫隔板的間距不宜大于4m。

8.2.3縱向加勁肋應滿足下列要求：2對開口縱向加勁肋.橫向加勁肋或橫隔板的間距不宜大于3m。

1宜等間距布置；不等間距布置時,最大間距不宜超過最小間距的1.2倍。

2應連續(xù)通過橫向加勁肋或橫隔板,加勁肋與頂板焊縫的過焊孔宜采用堆焊填實,

8.2.5在車輛荷載作用下，正交異性橋面頂板的撓跨比?！ǎ▓D8.2.5）不應大于

焊縫應平順。1/700。

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鋼箱梁計算概述D北京at達

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》JTGD64-2015,完整的鋼箱梁設(shè)計計算應包括

以下內(nèi)容:

4【5.1.5?6】頂?shù)装迨軌杭觿爬呓Y(jié)構(gòu)尺寸及剛度驗算

B

詛箱梁U助(最大間距不宜超過最小的1.2倍)受壓加勁助構(gòu)造要求

2

3頂板厚度tf(mm)16加劭肋類型板肋

4加勁肋腹板厚度trGnm)8fy(MPa)345

5加劭助腹板最大間距a(mm)300hs(mm)200

疝勁前腹旋斜向高度h，(ffim)

6286ts(mm)18受壓縱向加勁助剛度要求

7bs(mm)0

板肋寬厚比蕩足構(gòu)造要求

8tsO(mm)1

1844

9bsO(mm)1項目符號和百單位備注

10bs/ts=0彈性模里E206000Mpa

11hs/ts=r

U助幾何尺寸滿足要求n.mm

12bsO/tsO=i白松比U0.31

13薪足8.2,兼顧8.3和5.1.5橫向加勁助縱肋高Hs200mm

14厚12

15高700縱助厚度ts18mm

縱助縱剛I.48000000mm4

加劭板計算長度a1500mm

加勁板計算寬度b2166.5mm

等間距布置縱肋根數(shù)nl6

n7

母版厚意t20mm

隊助截面租與母版面和810.08

單寬板剛度D151934211.01

縱向加劭助相對剛度VI30.03960305

加劭板長寬比a0.69

ao3.812529117

拓足

始算vl*20.91565419

Asi3600..三匚一

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>?鋼箱梁計算概述□北京建達

根據(jù)《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范》JTGD64-2015,完整的鋼箱梁設(shè)計計算應包括

以下內(nèi)容:

5【5.3.3】腹板加勁肋結(jié)構(gòu)尺寸及剛度驗算

表5.3.3腹板最小厚度

鋼材品種

構(gòu)造形式備注

Q235Q345

不設(shè)橫向加勁肋及縱向加勁肋時也訊

70

僅設(shè)橫向加勁肋，但不設(shè)縱向加勁肋時他.mW

160140

縱向加勁肋位于距受壓翼緣0.2人.附近，

設(shè)橫向加勁肋和一道縱向加勁肋時嘰也

280240如圖5.3.3所示

縱向加勁肋位于距受壓翼緣0.14%和

設(shè)橫向加勁肋和兩道縱向加勁肋時也訊

310Uo0.36上附近，如圖5.3.3所示

注：1.瓦為腹板計算高度,對焊接梁為腹板的全高，對鐘接梁為上、F翼緣角鋼內(nèi)排翎釘線的間距。

2.7?為折減系數(shù)，7=/芯，但不得小于0.85。7■為基本組合下的腹板剪應力。

腹板厚度岡材品種

鋼材種類橫肋縱肋構(gòu)造形式i

twGnm)Q235Q345

不追橫向加初肋及縱向加劭肋24.2928.33