02_公路钢桥规范重点条文解读及桥博相关计算简介

公路钢桥规范重点条文解读及桥博
相关计算简介
前言：三大体系
规范重点条文解读
桥博相关计算简介
与MIDAS力学结果比对
正交异性桥面板：由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。

因其刚度在互相垂直两方向上有所不同，造成构造上的各向异性。

第一体系：由盖板和纵肋组成的结构单元并视为主梁的组成部分，参与主梁共同受力，称为主梁体系（纵腹板传至支座横梁）；
第二体系：由纵肋、横肋和盖板组成的结构单元，盖板被看成纵肋、横肋上翼缘一部分。

该体系起到了桥面系结构作用，称为桥面体系（纵肋将轮载纵向传至横隔板）；
第三体系：把设置在肋上的盖板看成各向同性连续板，该板直接承受作用于肋间的车轮荷载，并把轮荷载传递到肋上，称为盖板体系（横向通过顶板传至顶板纵肋）；
日本：第一体系+第二体系结果直接叠加，通过将材料允许值提高40%来考虑体系之间的相互作用；
欧洲：1）第一体系取max+0.7*第二体系取max；
2）0.7*第一体系取max+第二体系取max；
以上两种情况再取不利；
中国：2015公路钢桥规范未提及三大体系，用户自己考虑；
规范重点条文解读•规范验算项目
•加劲板刚柔判断
•弹性屈曲系数
•局部稳定折减
一.规范验算项目
《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)
•拉、压、弯强度(正应力)：轴拉5.2.1、轴压5.2.2-1、受弯5.3.1、
拉压弯5.4.1
•抗剪强度(剪应力)：受弯5.3.1
•构件整体稳定：轴压5.2.2-2、受弯5.3.2、压弯5.4.2
•折算应力：受弯5.3.1-6
•腹板稳定及最小厚度：受弯5.3.3
•抗疲劳设计：5.5.3 、5.5.4、5.5.5、5.5.6
•加劲肋构造检查：5.1.5、5.3.3-3、5.3.3-4
•挠度及预拱度计算：4.2.3、4.2.4
式5.1.6-4纵向加劲肋临界刚度
推导的前提：
横向加劲肋为刚性； n 应理解为母板被肋分割的区段数，当为U 肋时，把U 肋一分为二，视为两个半个U 肋，即,
则为半个U 肋对加劲板的抗弯惯矩；
*
l γ二.加劲板刚柔判断
*l
γl I 21l n n =+
由式B.0.1-2第一式的适用范围，可知第二条主要适于无纵横加劲肋的四边简支板元；
纵肋为刚、横肋为刚的情况，式B.0.1-2第二式与式B.0.1-3是等价的；
满足式B.0.1-7，即横向加劲肋为刚，采用第三条相关公式计算；
式B.0.1-8，即横向加劲肋为柔，由公式可知，考虑了横肋的贡献；
B.0.2条为不均匀压应力作用下，四边简支板计算公式；不均匀压应力下三边简支板参考欧洲规范；
B.0.3条为双向均匀受压四边简支板，程序暂不支持；
注意不均匀受压下四边简支板，我国规范B.0.2条与欧洲规范的不同之处；
阴影区-有效截面空白区-折减截面
四.局部稳定折减
加劲板局稳计算宽度bp,
在不同情况下取值不同；
四.局部稳定折减
一、桥梁博士V4钢箱梁---力学功能
注意与我国规范的区别
四.局部稳定折减
刚性加劲肋与柔性加劲肋板元
分割及有效截面的差异；
阴影区-有效截面
空白区-折减截面
桥博相关计算简介•规范验算流程
•规范计算约定
•桥博计算简介
参数求取
验算内容
轴压、轴拉、受弯、拉压弯
强度、整体稳定、局部稳定
加劲肋构造检查
纵横加劲肋刚柔判断
弹性屈曲系数的求取剪力滞与局稳折减系数计算
重点：有效截面的求取
验算流程简介
一.规范验算流程
1.纵横加劲肋刚柔判断及计算流程
1）假定横肋为刚, 按规范5.1.6条计算横肋相对刚度；
2）按照规范式5.1.6-4基于横肋为刚的基本假定，计算纵肋的临界刚度；
3）按照规范式5.1.6-3右端项计算横肋临界刚度，并判定横向加劲肋刚柔性；4）若第(3)条判定横肋为刚，则第(1)条假定成立，横肋为刚；反之，判定横肋
为柔；
5）根据规范公式计算纵肋相对刚度；
6）根据第(4)条得到横肋刚性/柔性判定结论，重新按照式5.1.6-4计算纵肋临界刚度；
7）根据规范5.1.6-1式判定纵肋的刚性或柔性；
*l γ
*l γ
t γ
2.加劲板弹性屈曲系数k的确定
1）桥博4.0关于附录B受压加劲板弹性屈曲系数计算方法，是根据欧洲规范EN 1993-1-5的规定做了相应扩展，以考虑非均匀受压板段的情况。

2）若用户选择按照非均匀受压考虑板段弹性屈曲，则桥博4.0按照EN1993-1-5表4.1或表4.2分别考虑四边简支和三边简支板k值计算。

3）若用户选择按照均匀受压考虑板段弹性屈曲，则桥博4.0按照规范附录
B.0.1计算k值。

3.考虑局稳折减系数有效截面计算
1）加劲板弹性屈曲系数k计算，详见上面第2条。

2）局部稳定折减系数的计算，若用户选择欧洲规范则根据EN1993-1-5公式4.1-4.3计算；若用户选择我国规范则按照公路钢桥规范式5.1.7-3
计算。

3）有效截面的确定：四边简支板，程序按照EN1993-1-5表4.1确定有效截面，对均匀应力下四边简支板，确定有效截面欧洲规范可退化至
我国规范图5.1.7所示截面，两者结果一致。

对三边简支板，程序按
照EN1993-1-5表4.2确定有效截面。

4.纵肋在有效截面确定时计入规则
1）纵肋为刚性加劲肋，则所有纵向加劲肋均有效；
2）纵肋为柔性加劲肋，仅计入有效分布宽度范围内的纵向加劲肋；5.腹板横向加劲肋间距验算
1）参考规范5.3.3条第2条，该验算主要适用于中心轴位于腹板中心附近的受弯构件；
2）若用户在界面不指定受压加劲肋的数量，则程序自动根据截面应力分布，计算受压加劲肋数目进行计算。

3）若用户在界面指定了受压加劲肋数量，则程序取用用户输入值进行计算。

6.腹板剪应力计算
腹板剪应力计算采用考虑有效截面按照材料力学公式进行计算。

对靠近顶底板位置的应力点，计算时截面宽度仅计入腹板的宽度，不计入加劲肋宽度；计算折算应力时，式5.3.1-6中剪应力项，同样遵循上述约定。

7.开口与闭口加劲肋
1）加劲肋局部稳定计算宽度：开口加劲肋按加劲肋间距计算，闭口加劲肋按加劲肋腹板间距计算；
2）规范中含有纵肋加劲肋根数相关的公式（如：式5.1.6-4、附录B.0.1-8式等），对闭口加劲肋按照实际加劲肋根数2倍计算；对开口加劲肋按实际加劲肋根数计算。

8.加劲肋刚度取大值/小值/平均的区别
该选项用于考虑母板对象上布置不同种类型纵向加劲肋的情况，选取不同方法将影响纵向加劲肋刚度、面积等相关规范公式中变量的取值；加劲肋平均刚度即对肋个数的加权平均。

l n l n l I ,s l A
1.桥博界面
公路方式：我国规范公式5.1.7
计算局稳折减系数及附录B 相关条目计算弹性屈曲系数k ；欧洲方式：公式4.1-4.3计算局稳折减系数及表4.1、4.2计算弹性屈曲系数k ；
ρρ
ρρ
2.Checkopt中间结果
1）腹板稳定
ez：有效(局+剪)形心距毛截面形心在z 向的偏心距；
z0e:有效(局+剪)形心轴高度位置；
zss:有效(剪)形心轴高度位置；
Sv:有效(剪)静矩;
nRibc:纵向加劲肋道数；
hw:腹板计算高度；
Ihs：式5.3.3左端项计算结果,即系数；
a ：横向加劲肋间距；
2）腹板最小厚度
ID:腹板ID号
η：折减系数
twAlw：按公路钢桥规范表5.3.3求的腹板最小厚度；
bHlay：有无横向加劲肋；
bQ235：钢材是否为Q235
tw/twAlw：腹板实际厚度\腹板最小厚度
与MIDAS力学结果比对•自重及二期
•梯度温度
•不均匀沉降
•汽车荷载
一、桥梁博士V4
钢箱梁---力学功能工程背景及模型简介
•结构类型：连续钢箱梁结构
•跨径布置：30+46+30m
•桥宽宽度：10.2m
•平曲线：R=45m 圆弧及缓和曲线
•桥面布置：0.5m（防撞墙）+9.2m（车行道）
+0.5m（防撞墙）
工程案例：
一、桥梁博士
V4
钢箱梁---力学功能
自重：
一.自重及二期
二期：
一、桥梁博士
V4
钢箱梁---
力学功能
梯度升温：二.梯度温度
梯度降温：
沉降1：
沉降2：
沉降3：
沉降4：
汽车荷载：
误差情况：
原因：截面斜腹板厚度取值不同;
受压翼缘端加劲肋未分段；
谢谢！。