钢桥正交异形桥面板
正交异性桥面板设计参数和构造
正交异性桥面板设计参数和构造细节的疲劳研究进展1 背景第二次世界大战后，一方面大量被战争毁坏的桥梁急需修复，另一方面建筑材料非常短缺。
在此情况下，欧洲的工程师们开始尝试采用一种新型的桥面结构形式——正交异性钢桥面板。
它由面板、纵肋和横肋组成，三者互相垂直，通过焊缝连接成一体共同工作。
它以自重轻、极限承载力大、施工周期短等优点，成为世界上大、中跨度现代钢桥通常采用的桥面结构形式。
从20世纪50年代德国最先使用这种桥面板至今，欧洲已有1000多座各种形式的正交异性钢桥面板桥梁，日本有将近250座正交异性钢桥面板桥梁，北美有100余座正交异性钢桥面板桥梁[1]。
我国正交异性钢桥面板我国正交异性钢桥面板的研究和应用起步较晚，直到20世纪70年代初，才建成第一座钢桥面板桥——潼关黄河铁路桥。
改革开放以来，国内正交异性钢桥面板桥呈现出迅猛发展势头。
迄今为止，我国已建造的采用正交异性钢桥面板的桥梁有30余座。
正在建造的采用正交异性钢桥面板的铁路钢桥有郑州黄河公铁两用桥和京沪高速铁路南京大胜关长江大桥等。
正交异性钢桥面板有其独特的优点，但同时钢桥面板疲劳开裂的事例也在许多国家的钢桥中出现。
最早报道的是英国Seven桥，该桥1966年建成通车后，分别于1971年和1977年发现了3种焊接细节的疲劳裂纹。
德国的Haseltal和Sinntal桥投入使用后不久，钢桥面板也都出现了疲劳裂纹。
此外，法国、日本、美国、荷兰等国也都发现了钢桥面板疲劳开裂事例。
钢桥面板在我国使用的时间虽然不长，但是已经在某些桥中发现了钢桥面板疲劳开裂的现象。
这些疲劳裂纹严重影响了桥梁的使用寿命，因此，对正交异性桥面板疲劳问题的研究是目前桥梁建设中的关键和热点，各国学者在此领域取得了一系列研究成果。
国内在20世纪80年代初，铁道科学研究院等相关单位以西江大桥为研究背景，对公路正交异性钢桥面板参与主桁共同工作时的结构特性进行了较为全面的分析及试验研究[2]。
正交异性桥面板
正交异性桥面板的制造和安装过程相对简单，能 够减少施工周期和成本，提高工程效益。
局限性分析
材料要求高
正交异性桥面板对材料的要求 较高，需要采用高强度、高质 量的材料，增加了制造成本。
设计难度大
正交异性桥面板的结构设计较 为复杂，需要精确的计算和分 析，对设计人员的专业能力要 求较高。
维护保养要求高
80%
环保节能
正交异性桥面板的设计应采用环 保节能材料和工艺，减少对环境 的负面影响。
制造工艺
钢材选择
正交异性桥面板的制造需要选 择高质量的钢材，确保材料的 机械性能和焊接性能。
焊接工艺
正交异性桥面板的制造过程中 需要采用先进的焊接工艺，保 证焊接质量和结构的整体性。
防腐处理
为了提高正交异性桥面板的使 用寿命，需要进行防腐处理， 如涂装防锈漆等措施。
应用场景
异性桥面板适用于高速公 路桥梁的建设，能够满足车辆 高速行驶的要求。
大跨度桥梁
对于大跨度桥梁，正交异性桥 面板能够提供足够的承载能力 和稳定性，保证桥梁的安全性 和耐久性。
城市高架桥
在城市高架桥建设中，正交异 性桥面板可以减少占地面积， 提高桥下空间的利用率。
绿色环保政策
在绿色环保政策的推动下，正交异性桥面板将更加注重环保性能， 如采用环保材料和节能技术，以降低对环境的影响。
THANK YOU
感谢聆听
03
正交异性桥面板的优势与局限性
优势分析
高承载能力
正交异性桥面板采用特殊的结构设计，能够承受 较大的载荷，确保桥梁的安全性和稳定性。
耐久性好
正交异性桥面板的材料选择和工艺制造过程能够 保证其具有良好的耐久性和抗腐蚀性，延长桥梁 的使用寿命。
正交异性桥面板
目录第4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究 (2)4.1 绪论 (2)4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况 (2)4.1.2 正交异性钢桥面板的疲劳细节 (9)4.2 虎门大桥疲劳裂纹现状及成因 (18)4.2.1 虎门大桥疲劳裂纹现状 (18)4.2.2 虎门大桥疲劳裂纹的成因分析 (22)4.3 正交异性钢桥面板局部应力分析 (28)4.3.1 有限元分析模型 (28)4.3.2 单轮荷载作用下桥面板应力分布 (30)4.3.3 跨中加载时横隔板处应力分析 (33)4.3.4 轮压荷载接触面积的影响分析 (33)4.3.5 双轴作用下桥面板应力分布 (34)4.3.6 结论 (35)4.4 正交异性钢桥面疲劳裂纹加固方法研究 (36)4.4.1 桥面疲劳裂缝的位置和形式 (36)4.4.2桥面疲劳裂纹加固的方法 (37)4.4.3实际加固案例 (39)4.4.4结论 (43)4.5 正交异性钢桥面板构造细节疲劳强度的研究 (44)4.5.1 概述 (44)4.5.2 焊接连接的疲劳评估 (45)5.5.3 欧洲规范3有关疲劳强度规定 (47)4.5.4 肋板与桥面板的焊接连接的疲劳试验研究 (52)4.5.5 肋板与桥面板的焊接连接的试验数据统计分析 (61)4.5.6 结论 (65)4.6 小结 (65)参考文献 (66)第 4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究4.1 绪论4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况由于二战以后，德国钢材短缺，为节省材料，德国工程师建桥时采用了正交异性钢桥面板。
早在1934年，Leonhardt教授就对此类桥面板进行了试验，并开发了相关的计算分析方法。
正交异性钢桥面板采用钢板下设纵横肋，上设铺装层作为桥面，纵肋有开口和闭口两种形式，如图4.1-1所示。
正交异性钢桥面板在现代钢桥中被广泛应用。
图4.1-1 正交异性钢桥面板示意1) 正交异性钢桥面板的优点：正交异性钢桥面板具有：(1) 自重轻，（2）可作为主梁的一部分参与共同受力；(3) 极限承载力大；（3）适用范围广等优点。
正交异性桥面板设计参数和构造
正交异性桥面板设计参数和构造细节的疲劳研究进展1 背景第二次世界大战后，一方面大量被战争毁坏的桥梁急需修复，另一方面建筑材料非常短缺。
在此情况下，欧洲的工程师们开始尝试采用一种新型的桥面结构形式――正交异性钢桥面板。
它由面板、纵肋和横肋组成，三者互相垂直，通过焊缝连接成一体共同工作。
它以自重轻、极限承载力大、施工周期短等优点，成为世界上大、中跨度现代钢桥通常采用的桥面结构形式。
从20世纪50年代德国最先使用这种桥面板至今，欧洲已有1000多座各种形式的正交异性钢桥面板桥梁，日本有将近250座正交异性钢桥面板桥梁，北美有100余座正交异性钢桥面板桥梁[1]。
我国正交异性钢桥面板我国正交异性钢桥面板的研究和应用起步较晚，直到20世纪70年代初，才建成第一座钢桥面板桥――潼关黄河铁路桥。
改革开放以来，国内正交异性钢桥面板桥呈现出迅猛发展势头。
迄今为止，我国已建造的采用正交异性钢桥面板的桥梁有30余座。
正在建造的采用正交异性钢桥面板的铁路钢桥有郑州黄河公铁两用桥和京沪高速铁路南京大胜关长江大桥等。
正交异性钢桥面板有其独特的优点，但同时钢桥面板疲劳开裂的事例也在许多国家的钢桥中出现。
最早报道的是英国Seven桥，该桥1966年建成通车后，分别于1971年和1977年发现了3种焊接细节的疲劳裂纹。
德国的Haseltal和Sinntal桥投入使用后不久，钢桥面板也都出现了疲劳裂纹。
此外，法国、日本、美国、荷兰等国也都发现了钢桥面板疲劳开裂事例。
钢桥面板在我国使用的时间虽然不长，但是已经在某些桥中发现了钢桥面板疲劳开裂的现象。
这些疲劳裂纹严重影响了桥梁的使用寿命，因此，对正交异性桥面板疲劳问题的研究是目前桥梁建设中的关键和热点，各国学者在此领域取得了一系列研究成果。
国内在20世纪80年代初，铁道科学研究院等相关单位以西江大桥为研究背景，对公路正交异性钢桥面板参与主桁共同工作时的结构特性进行了较为全面的分析及试验研究[2]。
正交异性桥面板-课件PPT
（3）邓文中 建议减小结构的跨厚比（纵肋的跨度与顶板厚度的比值），即适当增 加顶板的厚度。
23
23
4
结论
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24
结论
• 通过对钢箱梁疲劳裂纹研究发现，Ⅱ类裂纹在各类裂纹数量中
占据比重最大，数量多，分布范围广但长度较小；I、Ⅲ裂纹发
(1)
展速度较快，在今后同类结构设计、施工及检测中应特别重视
这两类裂纹的观察，及时采取措施。
2012. [5] 孟凡超，卜一之，等.正交异性钢桥面板的抗疲劳优化设计研究．公路，2014. [6] 王春生，成锋.钢桥腹板间隙面外变形疲劳应力分析[J]．建筑科学与工程学
报，2010.
[7] Eurocode 3.Design of Steel Structures Part 2:Steel Bridges [s]. [8] 张玉玲，辛学忠，刘晓光.对正交异性钢桥面板构造抗疲劳设计方法的分析
17
17
疲劳 设计变量参数分析
顶板的最小厚度一般取决于其在轮载作用下的允许变形，为保证桥面 铺装层不产生裂纹，纵肋之间面板的竖向挠曲变形不大于0.4mm。同时各 国规范根据各自的车辆荷载及桥面铺装层情况，为保证钢桥面板的施工性 和耐久性，对顶板厚度作了不同规定。下表列出了Eurocode 3、AASHTO 和日本道路规范中的相关规定。
抗疲劳优化 设计
21
探讨
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优化设计
对于不同的疲劳细节，各构造参数对其疲劳应力幅影响的显著程度相异。 因此，对正交异性钢桥面板这类构造复杂的结构，不能只考虑单参数的影响， 多个构造参数耦合作用效应亦需考虑，最终找出对各易损部位抗疲劳性能都 相对较优的参数匹配方案，以满足设计要求。
22
22
《2024年正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》范文
《正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》篇一一、引言随着现代交通建设的快速发展，桥梁工程作为重要的基础设施，其建设技术和质量要求也日益提高。
正交异性钢桥面板作为桥梁工程中的关键部分，其焊缝的力学行为研究对于保障桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。
本文旨在探讨正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，为相关工程提供理论依据和技术支持。
二、正交异性钢桥面板概述正交异性钢桥面板是一种常见的桥梁结构形式，其特点是通过正交布置的加劲肋和桥面板板构成整体结构，具有较好的承载能力和稳定性。
然而，由于加劲肋和桥面板的连接处需要焊接，焊缝的质量直接影响到整个桥面的力学性能。
因此，对焊缝的力学行为进行研究显得尤为重要。
三、焊缝力学行为研究方法为了研究正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，本文采用以下方法：1. 理论分析：通过建立焊缝的力学模型，分析焊缝在不同荷载作用下的应力分布和变形情况。
2. 数值模拟：利用有限元软件对焊缝进行数值模拟，模拟不同工况下焊缝的力学行为。
3. 实验研究：通过实际桥梁工程的焊缝试验，获取焊缝的力学性能数据，为理论分析和数值模拟提供验证。
四、焊缝力学行为分析1. 应力分布：通过理论分析和数值模拟，发现焊缝在荷载作用下，存在明显的应力集中现象。
其中，加劲肋与桥面板连接处的焊缝应力较大，需要特别关注。
2. 变形情况：焊缝在荷载作用下会产生一定的变形，变形程度与荷载大小、焊缝质量等因素有关。
在设计中需要考虑到焊缝的变形对整体结构的影响。
3. 疲劳性能：焊缝在长期承受重复荷载的作用下，容易产生疲劳损伤。
因此，需要关注焊缝的疲劳性能，采取相应的措施提高其疲劳寿命。
五、提高焊缝力学性能的措施为了提高正交异性钢桥面板焊缝的力学性能，可以采取以下措施：1. 优化焊缝设计：通过合理布置加劲肋和桥面板的位置和数量，减小焊缝的应力集中现象。
2. 提高焊接质量：采用高质量的焊接材料和工艺，确保焊缝的质量和强度。
3. 加强焊缝检测：采用无损检测技术对焊缝进行检测，及时发现并修复存在的缺陷。
课件：正交异性钢桥面板计算
0-得1节：间影w 响M线0* co：ssihnhatat
k
sinh
ay
cosh
ay
(1
k
)
y t
1
sin
n b
x
w Kw M
* 0
K 1 K2
t
*
* sin hat at
sin hat
1-2节间影响线：
节间中央弯矩影响面：
• 0-0节间：
• 0-1节间： w
1 2
1 cosh t
M
oshys
in
nx
b
闭口截面
传递系数概念和求法
传递系数概念：对平板没有荷载作用的节间来说，其内力是按照一定的 传递系数k衰 减的。
根据变形连续条件可推得：k c c2 1 c t coshat sin hat
sinh at at
根据虚功原理利用边界条件求各内力影响面
• 虚功原理－求内力影响面得问题可转化为
t
y
1
sin
n
b
x
3.2 P.E法计算的主要思路与步骤
（5）求各截面得内力值
M
a
e Qn
n1
sin
nx
b
n
式中: 代表桥面板影响面值纵距
n
Km
（6）横肋挠曲的影响 按弹性支承的连续梁计算：
式中：
－ 荷载作用下刚性M 支承＝连续梁K在m支点imm处的反力； －弹性支承连续梁上考虑m点0i的弯矩影响线在支点m处的 Km 纵 矩，可根据纵肋、横肋抗弯刚度比，查表求得。
解题主要思路
Ⅰ阶段：按上述方程解刚性支承正交异性连续板 Ⅱ阶段：考虑横肋弹性弹性作用的修正
闭口纵肋计算的主要步骤
正交异性板钢桥面(3.14)2
正交异性板钢桥面结构应用技术工艺的探讨The structural characteristics and manufacturing craft of steelbox girder with an orthotropic steel bridge deck叶翔叶觉明（ Ye Xiang Ye Jue-ming ）中铁大桥局武汉桥梁科学研究院武汉 430034（ Bridge Science Research Institute, Major Bridge Engineering Bureau of China Railways,Wuhan 430034）摘要：正交异性钢桥面板是钢结构桥梁的重要结构件，正交异性钢桥面板由钢板、U肋和横隔板组成。
以钢箱梁正交异性钢桥面板为例，介绍正交异性钢桥面板结构特点和组拼、焊接和工地连接工艺特点，探讨在目前焊接和组装工艺条件下，延长正交异性钢桥面板使用寿命的加工技术和工艺。
abstract:The orthotropic steel bridge deck is important structural of the steel structure bridge, the orthotropic steel bridge deck made is composed by the steel plate、 the U-shaped stiffener and the cross spacer . Taking the steel box girder deck plate as research object, the orthotropic steel bridge deck unique feature and craft characteristic for assembling、welding and site connection of the plate elements was deal with。
“正交异性钢桥面板”资料汇编
“正交异性钢桥面板”资料汇编目录一、正交异性钢桥面板疲劳设计参数和构造细节研究二、正交异性钢桥面板的疲劳研究综述三、正交异性钢桥面板弧形切口及其CFRP补强的疲劳性能四、正交异性钢桥面板疲劳性能研究五、港珠澳大桥正交异性钢桥面板疲劳特性研究六、正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展正交异性钢桥面板疲劳设计参数和构造细节研究随着交通事业的快速发展，桥梁作为重要的交通基础设施，其安全性和耐久性备受。
正交异性钢桥面板作为一种常见的桥梁结构形式，具有重量轻、承载力强、疲劳性能优良等优点，被广泛应用于各类桥梁工程中。
然而，在车辆载荷、环境因素等作用下，正交异性钢桥面板易出现疲劳损伤，严重影响桥梁的安全性和使用寿命。
因此，对正交异性钢桥面板疲劳设计参数和构造细节进行研究，具有十分重要的意义和实际应用价值。
本文采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对正交异性钢桥面板疲劳设计参数和构造细节进行深入研究。
通过文献综述和市场调查，了解正交异性钢桥面板的疲劳性能及影响因素；运用有限元分析软件，建立正交异性钢桥面板的精细化模型，并对不同构造细节进行模拟分析；基于实验研究，对不同疲劳设计参数和构造细节的正交异性钢桥面板进行疲劳性能测试，以验证理论分析和数值模拟的正确性。
通过对正交异性钢桥面板疲劳设计参数和构造细节的深入研究，我们得出以下主要结果：疲劳设计参数分析：疲劳设计参数对正交异性钢桥面板的疲劳性能具有重要影响。
研究表明，采用适当的疲劳设计参数能够有效提高正交异性钢桥面板的疲劳寿命和抗疲劳性能。
例如，适当增加面板厚度、优化焊缝尺寸及分布等措施可显著改善钢桥面板的疲劳性能。
构造细节优化：构造细节对正交异性钢桥面板的疲劳性能具有重要影响。
研究表明，通过对构造细节进行优化设计，如采用双边肋板、优化主梁连接构造等措施，可以有效提高正交异性钢桥面板的疲劳寿命和抗疲劳性能。
为验证理论分析和数值模拟的正确性，我们对不同疲劳设计参数和构造细节的正交异性钢桥面板进行了疲劳性能测试。
正交异性板钢桥面(3.14)2
正交异性板钢桥面结构应用技术工艺的探讨The structural characteristics and manufacturing craft of steelbox girder with an orthotropic steel bridge deck叶翔叶觉明（ Ye Xiang Ye Jue-ming ）中铁大桥局武汉桥梁科学研究院武汉 430034（ Bridge Science Research Institute, Major Bridge Engineering Bureau of China Railways,Wuhan 430034）摘要：正交异性钢桥面板是钢结构桥梁的重要结构件，正交异性钢桥面板由钢板、U肋和横隔板组成。
以钢箱梁正交异性钢桥面板为例，介绍正交异性钢桥面板结构特点和组拼、焊接和工地连接工艺特点，探讨在目前焊接和组装工艺条件下，延长正交异性钢桥面板使用寿命的加工技术和工艺。
abstract:The orthotropic steel bridge deck is important structural of the steel structure bridge, the orthotropic steel bridge deck made is composed by the steel plate、 the U-shaped stiffener and the cross spacer . Taking the steel box girder deck plate as research object, the orthotropic steel bridge deck unique feature and craft characteristic for assembling、welding and site connection of the plate elements was deal with。
正交异性板
正交异性板正交异性版即正交异性钢桥面板，是用纵横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构。
这种结构由于其刚度在互相垂直的二个方向上有所不同，造成构造上的各向异性。
细部构造对于大跨度悬索桥和斜拉桥，钢箱梁自重约为PC箱梁自重的1/5,1/6.5。
正交异性钢板结构桥面板的自重约为钢筋混凝土桥面板或预制预应力混凝土桥面板自重的1/2,1/3。
所以，受自重影响很大的大跨度桥梁，正交异性板铜箱梁是非常有利的结构形式。
通常在钢桥面板上铺装沥青混凝土铺装层，其主要作用是保护钢桥面板和有利于车辆的行走性。
近代正交异性钢桥面板的构造细节如图回所示，由钢面板纵助和横肋组成，且互相垂直。
钢面板厚度一般为12mm，纵肋通常为U形肋或球扁钢肋或板式助，U形肋板厚一般为6mm或8mm，横梁间距一般为3.4,4.5m，两横梁之间设一横肋。
制造时，全桥分成若干节段在工厂组拼，吊装后在桥上进行节段间的工地连接。
通常所有纵向角焊缝(纵向肋和纵隔板等)贯通，横隔板与纵向焊缝、纵肋下翼缘相交处切割成弧形缺口与其避开。
分析方法正交异性板除作为桥面外，还是主梁截面的组成部份，它既是纵横梁的上翼缘，又是主梁的上翼缘。
传统的分析方法是把它分成三个结构体系加以研究，即:(1)主梁体系:由盖板和纵肋组成主梁的上翼缘，是主梁的一部份。
(2)桥面体系:由纵肋、横梁和盖板组成，盖板成为纵肋和横梁的共同上翼缘。
(3)盖板体系:仅指盖板，它被视为支承在纵肋和横梁上的各向同性连续板。
计算方法解析法是将正交异性钢桥面板结构作为弹性支承连续正交异性板分析的较为成熟的经典计算方法。
根据所取的计算模型不同，解析法计算又可分为以下几种:(1)把板从肋的中间分开，并归并到纵横肋上去，构成格子梁体系。
它的缺点是未能考虑板的剪切刚度。
(2)把纵横梁分摊到板上，也就是将板化成一种理想的正交异性板。
当荷载作用在横肋上时，这种方法是较好的，但当荷载作用在两横肋中间时，此法的精度就差了。
正交异性钢桥面板疲劳裂纹成因及对策
正交异性钢桥面板疲劳裂纹成因及对策正交异性钢桥面板由于具有自重轻、极限承载力大、使用寿命长等优点，目前广泛应用于桥梁中。
但由于其结构受力复杂且受焊接残余应力影响较大，在受集中荷载作用和焊接部位易发生疲劳裂纹。
本文介绍了正交异性钢桥面板裂纹产生的原因以及在制造过程中针对疲劳裂纹采取的工艺措施。
标签：钢桥；桥面板；正交异性；疲劳裂纹1 概述正交异性钢桥面板具有自重轻、极限承载力大、使用寿命长等特点，目前广泛应用于跨径桥梁中。
高速铁路钢桥正交异性钢桥面板桥面系由带有纵向加劲肋的桥面板单元、纵梁、横梁三个部分组成，如图1所示。
桥面板单元与纵梁盖(腹)板、相邻桥面板连接在拼装场完成，横梁腹板、底板及桥面板与主桁连接在桥位完成。
通常，面板与主桁间采用焊接，横梁腹板、底板与主桁以及纵向劲肋间接采用高强度螺栓连接。
由于正交异性钢桥面板结构直接承受桥面活载作用，受力复杂，在集中荷载作用下会局部变形，产生疲劳裂纹。
此外，钢桥面板构造复杂，焊缝数量多，施焊难度大，工厂制造和现场的组装精度和焊接质量（特别是某些焊缝的熔深、咬边和焊接缺陷）也是潜在的疲劳裂纹源，疲劳开裂将严重影响整个桥梁的安全。
因此,高速铁路钢桥正交异性桥面板在制造过程中必须采取安全有效的措施来保证其质量。
2 正交异性板单元常见疲劳裂纹及成因目前国内投入运营桥梁的正交异性板结构暴露出一些疲劳裂纹问题，主要表现部位和形式如下：2.1 顶板与U肋焊缝处的纵向裂纹，严重的已经贯穿面板，如图2、图3所示。
主要原因一是面板厚度较薄，造成桥面刚度较弱，在局部轮载直接作用下，U肋与面板连接处会产生裂纹；二是Ｕ形肋与面板的焊缝质量较差，熔深达不到设计要求，焊缝有效喉厚不足，或者焊趾部位存在咬边等焊接缺陷，形成疲劳源，在活载的反复作用下产生裂纹。
2.2 U肋下端过焊孔处U肋与隔板间的裂纹，如图4所示，主要原因是端头围焊部位焊缝质量差，打磨不彻底，导致应力集中现象。
2.3 横梁腹板上Ｕ肋穿过的开孔部位的裂缝，如见图5所示，主要是由于横梁腹板开孔切割面存在切割缺陷和尖角，应力集中明显；此外，横梁腹板开孔部位是刚度陡变部位，抗横梁腹板横向变形的吸能区范围小，易产生疲劳裂纹。
大型公路钢箱梁正交异性桥面板的可行性分析
日 程术 技
有限元计算结果可以看出，两个试件对应部位的 挠度完全一致 ， 这说明缺 口的大小对试件的刚度 没有影响。 李艳丰 大庆市平通公路工程有限责任公司 ２ 、局部应力 （）实例应力基本上随着荷载的增加而呈 １ ４ｋＮ，后轮着 地面积为宽 长 囊嘲 ｉ大 路钢箱梁 异 魁 ０ 型公 正交 性桥面 后轴重 力为２ １０ 板 线性增加，而且基本上与计算值相吻合。 ６０ ＊０ｍ ０ｍｍ ２０ ｍ。本试验中 加载点的接触面积参 工地接头即箱梁节段之间的连接 ，过去均采用 （）在外加荷载作用下 ，两个试件的大多 ２ 考该规范选定 ， 考虑试件为单肋 ， 故将本试验的 全焊或高强度螺栓连接 。各 国实桥运营经验表 数对称测点的实测应力基本对称 。 明，这两种连接方 式各有不足。所 以，随着施 加载宽度折减为４０ ０ｍｍ，即介于单轮与双轮宽度 （）当在焊拴接头处加载时，将两个试件 ３ 工 技 术 的 不 断进 步 ，钢 桥 面板 工地 接 头构 造 细 之间。试验中以一块宽｛ 厚＝ ２ｍ ｝２０ ｍ 长｝ ４０ ｍ ０ｒ ａ 的实例应力进行比 ，就会发现 ：①试件Ｉ 形助 较 Ｕ 节也 再 演 变。 本 文介 绍 了大 型 公路 钢 箱 梁 正 交 ｌ ｍｍ的钢板模拟桥面铺 装层，以宽 厚 ２ 长 Ｉ 大，但 异性桥 面板工地接 头构造细节的演变，并通过 ４０ ｍ ｝３０ｕ ｝５ｍ 的橡胶块模拟车轮进 圆弧缺口附近面板上的横向应力比试件 Ｉ ０ｍ ０ｎ ｎ ０ｍ 两个试件面板上的实测 两个 足 足 试 件的 静 载和 疲 劳试 验 ， 以及 有 限 元 行加载，试验机为ＭＴ ３０ Ｎ电液伺服试验机， 数值较小 ，在其他测点 ， Ｓ０ｋ 分析 ，证 明正 交异 性桥 面板 ：￣ ．－ 采 用 焊拴 ｒ ｔ头 － ｔ 横向应力基本上一致 ，在试件中心线与焊栓接头 加载频率为３０ ／ ｉ。 ０次 ｍ ｎ 连接 具有 足 够 的刚度 、承 载 力和 耐 久 性 。 中心线的交点附近，两个试件面板上的横向应力 ２ 、测点布置 都较大 ， 但也不超过设汁容许应力；②试件 Ⅱ 焊 薯≤嘲 ≮ 钢 粱正 异 桥 板工 接 箱 交性 面 地 为研究缺 口 附近面板上 的应 力分布情况 ， 头 试验 栓接头附近面板上的纵向应力比试件Ｉ 大，在其他 在缺 口 附近面板上密集布置测点，其中面板焊缝 测点，两个试件的实测纵向应力基本上一致 ；③ 附近的ｌ个测点贴双向应变片测量纵、根双向应 ２ 试件Ｉ 形肋圆弧缺口附近的应力比试件 Ⅱ ， Ｕ 大 但 钢桥面板工地接头构造细节的演变历程 力。除了缺 Ｆ Ｉ 附近布置测点外，在试件跨中及与 数值均较小 。这表明圆弧缺 口 的大小对试件应力 １ 钢桥面板的构造细节 、 试 件焊 栓接 头对称的位置 ，也相应地布置 了测 的影响仅限于Ｕ 形肋圆弧缺 口附近 ，而且Ｕ形肋 对于大跨度悬索桥和斜拉桥 ，钢箱梁 自重 点。 圆弧缺口宽度为５ －１ ｒ 都是安全的。 ０ ０ａ ０ｍ 约为 Ｐ 箱梁 自 Ｃ 重的１５ ／ ．。正交异性钢板 ／ ～１６５ ３ 、静载试验 五， 有限元分析 结构桥面板的 自重约为钢筋混凝土桥面板或预制 两个试件都作静载试验 。静载试验分两种 １ 、计算模型 预应力混凝土桥面板 白重的１ ２ ／ 。所以，受 加载方案 ，一种是在焊栓接头处加载，另一种是 ／ ～１ ３ 计算采用４ 节点板单元，假定焊栓接头处的 自重影响很大的大跨度桥梁 ， 正交异性板铜箱梁 在跨中加载。根据有限元计算，当试件跨中作用 拼接板与Ｕ型助之间不产生滑动，即作为整体共 是非常有利的结构形式。制造时 ，全桥分成若干 １０ Ｎ ４ｋ 的荷载时 ，试件最大应力处 （ 中Ｕ 跨 形肋 同工作 ，不考虑桥面铺装层的影响。 节段在工厂组拼，吊装后在桥上进行节段间的工 下表面 ）的应力达到设计容许应力２０ ａ ０ＭＰ ，试 ２ 、计算结果分析 地连接。通常所有纵向角焊缝 （ 纵向肋和纵隔板 验中考虑到较实际受力情况更不利的状态，将最 （ １ ）在两种轮载作用下，圆弧缺 口处的变 等）贯通，横隔板与纵 向 焊缝 、纵肋下翼缘相交 大静载加到 １５ Ｎ ７ｋ ，为实际轴重力的 ２５ ．倍，使 形。在Ｕ 型肋与面板的连接处 ，Ｕ 型助产生向外 处切割成弧形缺口与其避开。 试件的最大计算应力达到钢材流动极限的７％。 ５ 的面外变形。 ２ 、正交异性钢桥面板的疲劳及其工地接头 加裁等级分四级和五级。 （ ）面板 下表面焊栓 接头线上的纵 向应 ２ 构造细节的改进 ４ 、疲劳试验 力。在两种轮载作用下，试件 Ⅱ 的纵向应力比试 钢桥面板作为主梁的上翼缘 ，同时又直接承 选 取试件 Ｉ 进行疲 劳试验 ，疲劳试验加 载 件Ｉ 的大 ，但应力的数值都较小，在对称轮载作 受车辆的轮载作用。如上所述 ，钢桥面板是由面 位置为焊拴接头处 ，荷载范围４ ～９ｋ Ｏ ０ Ｎ，循环 用下 ，试件Ｉ 和试件 Ⅱ 的纵向应 力最大值分别为 板、纵肋和横助三种薄板件焊接而成 ， 在焊缝交 次数为 ２０ ０万次。根据有限元计算 ， 试件跨中加 １． ａ ２ ． ４６ ＭＰ 和 ０ ５ ａ ＭＰ ，在偏心轮载作用下， 试 ０ Ｎ 形肋下表面的最大应 叉处设弧形缺 １ 其构造细节很复杂。当车辆通 ４ ｋ 荷载时，试件跨 中 Ｕ ３， 件Ｉ 和试件 Ⅱ 的纵向应力最大值分别为２ ． ａ ５６ 和 ＭＰ 过时 ， 轮载在各部件上产生的应力 ， 以及在各部 力与桥梁恒载作用下产生的最大应力相当 ，当加 ３ ．ＭＰ 。除 了 ０９ ａ 在焊栓接头中心线与Ｕ 型肋的交 ０Ｎ 件交叉处产生的局部应力和变形也非常复杂，所 ９ ｋ 荷载时，其最大应力与桥梁恒载、活载共同 线附近有差别外，两个试件纵 向应力分布的规律 故选取以上疲劳试 以钢桥面板的疲劳问题是设计考虑的重点之一。 作用下产生的最大应力相 当， 大体一致。 验加载范围。 改进后的构造细节既克服了工地接头纵 向Ｕ （ ）对称轮载和偏心轮载作用下两个试件 ３ 四．试验结果分析 形肋嵌补段的仰焊对接 ，从而改善了疲劳性能， 面板下表面焊栓接头中心线上的主应力分布。共 １ ． 竖向挠度 又避免 了面板栓接拼接对桥面铺装 层的不利影 同特点是 ，当轮载靠近和离开 圆弧缺 口 ，最大 时 实测各测点在不同荷载等级下的竖向挠度。 响。 主应力基本上相 同，当轮载离开圆弧缺口时，最 可以得出以下结论 ： ＝、 试件设计和制造 小主应力比靠近 圆弧缺 口时稍大 ；当两种轮载正 （ ）各测点的挠度与作用荷载的大小基本 好压在圆弧缺 口 １ 根据 《 美国公路桥梁 设计规 范》 ，用于计 上面时 ，两个试件的最大主应力 ’ 算正交异性钢桥面板刚度和恒载引起的弯曲效应 上呈线性关系。 达到极值，且数值基本上相同。 （ ）实测值与计算值基本接近，表明实测 ２ 时，与纵肋共同作用的钢桥面板的有效宽度取纵 正交异性钢桥面板工地接头中面板采用全熔 肋间距。钢箱梁工地接头处桥面板采用单面焊双 值基本可信。 透对接焊 、ｕ 形肋在两侧肋板采用摩擦型高强度 （ ）在跨中作用荷载时 ，有限元计算结果 螺栓拼接后，通过两个足尺试件的静载和疲劳试 ３ 面成型焊接工艺 ， 面板内侧需贴陶瓷衬垫 ，因此
李乔说桥-13：正交异性钢桥面板
李乔说桥-13：正交异性钢桥面板1让人爱、让人恨的桥面板形式对正交异性钢桥面板，大家都很熟悉，这是钢桥尤其是大跨度钢桥结构中采用最多的一种桥面板结构形式，也是现代钢桥结构重要的标志性成果之一。
但这种桥面结构同时也是钢桥领域里最令人头痛的结构之一，可以说是既“让人爱”又“让人恨”的一种桥面结构形式。
让人爱，是因为这种结构具有众多的优点，如重量轻、承载力高、适用性强等，是目前为止仍然不能用其他形式桥面板取代的主要结构形式。
而让人恨，则是因为它服役几十年以来，不断地出现令人头痛的疲劳开裂和桥面铺装破坏问题，而且成为了一个出现概率很高的普遍性病害、至今也没有公认的既经济又有效的解决措施的病害。
一般的正交异性钢桥面板指在桥面的面板下面采用纵横加劲肋加强的构造形式，而目前应用最为广泛的正交异性钢桥面板是采用U形纵向加劲肋的构造形式。
如图1所示，它由面板〔顶板〕、U形纵向加劲肋以及横向加劲肋或横隔板组成。
目前世界各国已建成的采用正交异性钢桥面板的各类桥梁已超过1500座，我国正在运营和在建中的该类型桥梁数量已达200余座。
(a)大跨度钢箱梁斜拉桥(b) 采用正交异性钢桥面板的钢箱梁横断面(c) 正交异性钢桥面板构造示意图及疲劳开裂统计图1 大跨度钢桥及正交异性钢桥面板2 两大病害最早在大跨度钢桥上发现正交异性钢桥面板疲劳开裂的是英国Severn桥，该桥开通运营仅5年即发现其正交异性钢桥面板出现疲劳裂纹。
此后，正交异性钢桥面板结构在包括欧洲、美国、日本及我国等世界范围内相继出现了大量的疲劳开裂案例。
例如国内某大桥通车数年后即发现大量疲劳裂缝，经过维修加固，再经过几年的运营，又出现了更多的疲劳开裂。
这种现象在很多类似结构的桥面板中出现，给桥梁的安全和耐久性带来巨大影响。
由于桥面铺装的存在，这种发生在桥面板上的裂缝在开裂初期不容易被发现，一旦发现就已经贯穿顶板了。
而且这种裂缝较难修复加固，多数情况下必须中断交通并拆除桥面铺装才能进行。
正交异性钢桥面板超高性能混凝土组合桥面铺
正交异性钢桥面板超高性能混凝土组合桥面铺正交异性钢桥面板超高性能混凝土组合桥面铺是一种创新的桥梁结构材料，它结合了正交异性钢桥面板和超高性能混凝土的优点。
该组合桥面铺具有高强度、高耐久性、抗裂性和耐磨性等优势，可以有效延长桥梁的使用寿命并提高桥梁的承载能力。
正交异性钢桥面板是一种由横向和纵向异性钢条网组成的钢筋混凝土板。
它的横向钢筋主要用于承载横向荷载，纵向钢筋主要用于控制和限制纵向裂缝的发展。
相比传统的钢桥面板，正交异性钢桥面板在强度和耐久性方面有着显著的提高。
它可以有效地抵抗疲劳、冲击和氯盐侵蚀等不良环境因素的影响，减少桥梁维修和加固的频率，降低维护成本。
超高性能混凝土是一种具有卓越性能的新型建筑材料。
它以石英粉、细砂、硅灰、硅酸盐颗粒等为主要原材料，经过特殊配比和热处理制备而成。
超高性能混凝土具有高强度、高韧性、高抗渗性和高抗震性等特点。
它的抗压强度可以达到100MPa以上，远远高于传统混凝土的强度。
同时，超高性能混凝土还具有极佳的耐化学腐蚀性能，能够有效地抵抗氯离子侵蚀。
将正交异性钢桥面板与超高性能混凝土相结合，可以充分发挥两者的优势，进一步提高桥梁结构的性能。
在组合桥面铺的制作过程中，首先将正交异性钢桥面板作为桥面的骨架结构，然后再在其上方浇注超高性能混凝土。
正交异性钢桥面板可以有效地承受车辆荷载的作用，并将其传递到桥梁主梁上。
超高性能混凝土则可以增加桥面的整体强度，并提供良好的耐磨性和耐久性。
正交异性钢桥面板超高性能混凝土组合桥面铺具有如下特点：1. 高强度：正交异性钢桥面板和超高性能混凝土的组合可以产生较高的强度，提高桥面的承载能力。
2. 高耐久性：正交异性钢桥面板可以有效地抵抗氯盐侵蚀和疲劳破坏，超高性能混凝土可以提供良好的抗渗性和耐久性。
3. 抗裂性：正交异性钢桥面板的纵向钢筋可以有效地控制和限制裂缝的发展，减少维护工作的需求。
4. 耐磨性：超高性能混凝土具有优良的耐磨性能，减少桥面的磨损和维护成本。
正交异形钢桥面板疲劳验算
正交异形钢桥面板疲劳验算说到钢桥面板的疲劳验算啊，咱们这就得从头说起。
你想啊，钢桥这种大家伙儿，特别是那种“正交异形钢桥面板”，是桥梁设计中一个特别关键的部件。
你看，车来车往，年复一年，风吹雨打，日晒夜寒，时间久了，这钢桥面板不可能永远保持原样。
就像人一样，谁不累啊？所以得有个办法，检查它们是不是还能继续给咱们提供安全的保障。
好比你开车，车子也得定期做保养，钢桥面板也是一样，得定期“体检”，不然哪天真出问题了，你才发现它有“病”，可就晚了。
所以说，疲劳验算就变得尤其重要。
简单来说，就是看看钢桥面板在长期使用的过程中，能不能经得起各种车流的冲击，不会因为过度疲劳而崩溃。
你想象一下，桥面每天得承受多少重车轻车交替的碾压，真是压力山大啊！一个车轮子压过去，那压力有多大呀，钢桥面板肯定要经受住这些反复的“摔打”。
不是说，摔一下就完了，十摔、百摔，这钢板也可能就撑不住了。
所以，疲劳验算就是帮咱们做个“大体检”，让桥面板知道自己是不是还能继续“负重前行”。
大家可能会觉得，哦，听起来很复杂啊，得算来算去，没那么简单吧？其实也不复杂，只要理解了几个基本原理，真的就一目了然。
要知道正交异形钢桥面板的设计可不是随便乱做的，它可是经过精心计算的。
就拿“正交”来说吧，它的意思就是钢板上面的结构布置是非常有规律的。
就像咱们盖房子，房梁和屋顶之间的连接可得非常稳固，不能稀里糊涂。
桥面板也是一样，正交设计就是为了让桥面更加牢固，可以均匀地分散压力，避免某一块地方承受太大负荷。
可是，没那么简单，这桥面板可不是钢铁做的钢铁侠，它毕竟是有疲劳极限的。
就是说，钢桥面板不是永远都能抗压，你压得太多、太久，它就会出现疲劳裂纹。
这就得用到疲劳验算啦！你看，咱们要从不同角度去分析这个钢桥面板，看看它的“抗压能力”到底有多强。
你就好比去健身房练肌肉，你总得知道自己能负担多重的哑铃，对吧？不然一不小心就受伤了。
好啦，接下来咱们得聊聊疲劳验算的具体过程了。
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跨度46.8m公路正交异性板桥面简支钢梁桥（ANSYS板单元模型计算分析）西南交通大学桥梁工程系2012年6月目录第1章计算资料 (1)1.1 计算内容 (1)1.2 设计要求 (1)第2章桥面板单元模型建立 (2)2.1 结构计算模型 (2)2.2 结构边界条件 (5)2.3 构件截面尺寸 (6)2.4 结构计算模型参数汇总 (6)第3章横载作用下的应力及竖向变形 (8)3.1 顶板的应力和竖向变形 (8)3.2 U肋的应力及竖向变形 (10)3.3 横梁腹板的应力和竖向变形 (12)3.4 横梁翼缘的应力和竖向变形 (14)3.5 主梁腹板的应力和竖向变形 (16)3.6 主梁翼缘的应力和竖向变形 (18)第4章恒载和跨中最不利活载作用下的应力及变形 (20)4.1 车辆荷载 (20)4.2 顶板的应力和竖向变形 (22)4.3 U肋的应力和竖向变形 (25)4.4 横梁腹板的应力和竖向变形 (29)4.5 横梁翼缘的应力和竖向变形 (34)4.6 主梁腹板的应力和竖向变形 (37)4.7 主梁翼缘的应力和竖向变形 (40)第5章荷载组合作用下的结构应力 (44)5.1 概述 (44)5.2 计算工况 (44)5.3 U肋最大拉应力 (45)5.4 U肋最大压应力 (47)5.5 顶板最大压应力 (49)5.6 顶板最大拉应力 (50)5.7 端横梁最大拉应力和剪应力 (51)5.8 端横梁最大压应力 (54)5.9 跨中横梁最大拉应力 (55)5.10 跨中横梁最大压应力 (57)5.11 主梁下翼缘最大拉应力 (59)5.12 主梁腹板最大剪应力 (61)第6章设计总结 (63)6.1 恒载作用下全桥各构件内力汇总 (63)6.2 恒载和跨中最不利活载作用下全桥各构件内力汇总 (63)6.3 恒载和车辆荷载作用下最不利内力汇总 (64)6.4 结构验算 (64)6.5 总结 (64)第1章计算资料1.1计算内容1、跨度L=46.8m，横梁间距L b=4.68m,桥面宽度B=19.5m（车道和双侧2.0m宽人行道）；2、可暂不考虑纵坡和横坡；行车道、人行道、栏杆、分隔带等的恒载暂统一按照全宽70mm沥青混凝土铺装加载（铺装建议做成实体单元）；3、车辆活载等级采用公路I级荷载；4、行车道活载采用车辆荷载，特别注意横向布置、横向折减、车轮着地面积、冲击系数1.3，人群荷载取3.0Kn/m2;5、桥梁主体结构采用Q345D钢材；6、采用规范：《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTG 025-85)》。
1.2设计要求1、完成全桥建模；2、计算恒载作用下的挠度、桥面板、U肋、主梁、横梁的纵向正应力、横向正应力、最小主应力、最大主应力和换算应力（图示和数值说明，下同）；3、计算恒载和跨中最不利活载作用下的挠度、桥面板、U肋、主梁、横梁的纵向正应力、横向正应力、最小主应力、最大主应力和换算应力（图示和数值说明，下同）；4、计算恒载和计算车辆荷载作用下的桥面板、U肋、主梁、横梁的最不利应力；5、验算全桥的挠度和桥面板、U肋、主梁、横梁的最不利应力，必要时调整梁高和板厚。
第2章桥面板单元模型建立2.1结构计算模型全桥用ANSYS 10.0 软件建模，采用空间板单元shell63与实体单元solid45组合进行建模。
具体建模时考虑如下：1 桥梁中央分割带和人行道的具体重量和作用位置未予具体考虑，行车道、人行道、分隔带等桥面结构统一考虑成全桥宽70mm 厚的沥青混凝土铺装；2 沥青混凝土桥面铺装建立成实体单元。
沥青混凝土的容重为24.0kN/m。
由于不考虑桥面沥青混凝土板对桥梁刚度的贡献，取沥青混凝土的弹性模量为2100MPa；3 钢板梁的顶板，U 型加劲肋，横梁，主梁等均采用板单元建模，不采用自由划分网格，而是采用人工控制网格划分，其中人工控制划分又以控制线的划分尺寸为最高级别控制。
钢材的容重取为78.5kN/m3，弹性模量取为210000MPa。
4 采用无质量的长方体来传递轮胎的轴重；5 在支座处用实体单元模拟支座垫板，全桥模型的支撑体系按简支梁施加为点约束。
建立的几何模型图2-1所示。
图2-1 全桥计算几何模型网格划分采用自由划分网格和人工控制划分网格相结合的方式，其中人工控制划分又以控制线的划分尺寸为最高级别控制。
划分网格后的有限元模型如图2-2所示。
a）划分后的顶板模型b）划分网格后的U肋模型c）划分网格后的横梁模型d）划分网格后的主梁模型e）划分网格后的计算模型图2-2 划分网格后的计算模型2.2结构边界条件桥梁支撑处约束关键点的位置如图2-3所示（即垫板下面中间的关键点）。
图2-3 约束关键点位置约束关键点位结构边界条件施加情况下如图2-4所示。
约束4uz 约束3uy uz约束2ux uz 约束1 ux uy uz图2-4 边界条件2.3构件截面尺寸全桥构件截面尺寸如表2-1所示。
表2-1 构件截面尺寸（单位：m）2.4结构计算模型参数汇总全桥计算模型参数汇总如表2-2所示。
表2-2计算模型参数汇总第3章横载作用下的应力及竖向变形结构恒载包括结构的自重与二期恒载。
二期恒载包括桥面铺装和人行道的重量，考虑为桥面70mm 等厚的沥青混凝土铺装来计算。
3.1顶板的应力和竖向变形恒载作用下顶板的纵向应力如下图3-1所示。
图3-1 恒载作用下顶板的纵向应力（最大压应力为41.551MPa）恒载作用下顶板的横向应力如下图3-2所示。
恒载作用下顶板的von Mises应力如下图3-3所示。
恒载作用下顶板的竖向变形如图3-4所示。
图3-4 恒载作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.2U肋的应力及竖向变形恒载作用下U肋的纵向应力如下图3-5所示。
恒载作用下U肋的横向应力如下图3-6所示。
恒载作用下U肋的von Mises应力如下图3-7所示。
恒载作用下U肋的竖向变形如图3-8所示。
图3-8 恒载作用下U肋的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.3横梁腹板的应力和竖向变形恒载作用下横梁腹板的横向应力如图3-9所示。
图3-9 恒载作用下横梁腹板的横向应力（最大压应力为27.024MPa）恒载作用下横梁腹板的剪应力如图3-10所示。
图3-10 恒载作用下横梁腹板的剪应力（最大剪应力为-9.401MPa）恒载作用下横梁腹板的von Mises应力如图3-11所示。
图3-11 恒载作用下横梁腹板的von Mises应力（最大von Mises应力为24.573MPa）恒载作用下横梁腹板的竖向变形如图3-12所示。
图3-12 恒载作用下横梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048）3.4横梁翼缘的应力和竖向变形恒载作用下横梁翼缘的横向应力如图3-13所示。
图3-13 恒载作用下横梁翼缘的横向应力（最大横向应力为39.276MPa）恒载作用下横梁翼缘的von Mises应力如图3-14所示。
图3-14 恒载作用下横梁翼缘的von Mises应力（最大von Mises应力为52.335MPa）恒载作用下横梁翼缘的竖向变形如图3-15所示。
图3-15 恒载作用下横梁翼缘的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.5主梁腹板的应力和竖向变形恒载作用下主梁腹板的纵向应力如图3-16所示。
图3-16 恒载作用下主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为97.921MPa）恒载作用下主梁腹板的剪应力如图3-17所示。
图3-17 恒载作用下主梁腹板的剪应力（最大剪应力为30.267MPa）恒载作用下主梁腹板von Mises应力图3-18所示。
图3-18 恒载作用下主梁腹板von Mises应力（最大von Mises应力为110.669MPa）恒载作用下主梁腹板的竖向变形如图3-19所示。
图3-19 恒载作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）3.6主梁翼缘的应力和竖向变形恒载作用下主梁腹板的纵向应力如图3-20所示。
图3-20 主梁腹板的纵向应力（最大拉应力为98.883MPa）恒载作用下主梁腹板的von Mises应力如图3-21所示。
图3-21 恒载作用下主梁腹板的von Mises应力（最大von Mises应力为98.947MPa）恒载作用下主梁腹板的竖向变形如图3-22所示。
图3-22 恒载作用下主梁腹板的竖向变形（最大竖向变形为0.048m）第4章恒载和跨中最不利活载作用下的应力及变形4.1车辆荷载钢板简支梁桥跨径为46.8m,桥面宽19.5m,两侧人行道各2.0m,中央分割带宽0.5m。
按照计算要求，两侧分别布置一个行车道，根据《公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）》4.3来确定车辆荷载横向和纵向的加载位置。
图4-1和图4-2为规范规定的车辆荷载横向和纵向布置原则。
图4-1 车辆荷载的立面、平面尺寸（单位：m）图4-2 车辆荷载的横向布置（单位：m）车辆的轴重按均布压力荷载加载在相应的位置，根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004 4.3计算车辆前轴、中轴和后轴的压力荷载。
分别为：3130250kN/m 20.30.2p ==⨯⨯32120500kN/m 20.60.2p ==⨯⨯33140583.3kN/m 20.60.2p ==⨯⨯本计算采用单向四车道，根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004 4.3.7，应考虑横向折减，查《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004 4表4.3.1-4可知折减系数应取0.67. 根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004 4.3.2，钢桥应考虑汽车冲击力，本设计取冲击力系数为1.3.故车辆前轴、中轴、后轴的压力荷载应在原有的数值的基础上乘以折减系数和冲击系数，压力值为：,31300.67 1.3217.15kN/m 20.30.2p =⨯⨯=⨯⨯,321200.67 1.3435.5kN/m 20.60.2p =⨯⨯=⨯⨯,331400.67 1.3508.05kN/m 20.60.2p =⨯⨯=⨯⨯活载布置如图 4-3所示。
图 4-3 活载布置图4.2顶板的应力和竖向变形顶板的应力和竖向变形如图4-4至图4-11所示。
图4-4 活载作用下顶板的纵向应力（最大应力为70.118MPa）图4-5 荷载组合作用下顶板的纵向应力（最大应力为111.693MPa）图4-6 活载作用下顶板的横向应力（最大压应力为42.354MPa）图4-7 荷载组合作用下顶板的横向应力（最大压应力为71.941MPa）图4-8 活载作用下顶板von Mise应力（最大von Mises应力为53.437MPa）图4-9 荷载组合作用下顶板的von Mises应力（最大von Mises应力为104.579MPa）图4-10 活载作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.043m）图4-11 荷载组合作用下顶板的竖向变形（最大竖向变形为0.089m）4.3U肋的应力和竖向变形U肋的应力和竖向变形如图4-12至图4-19所示。