钢箱梁正交异性钢桥面板有效计算宽度分析研究
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式 （ ） ：一 ２中 ｏ
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截 面顶底板桥 轴方 向的应力值 ；
一
截面顶底板轴方向的最大值直力值；
平 均应 力 ；
板宽 。
—
—
—
—
车轮荷载 ，而且作为 主梁的上翼 缘与主梁共同参 与 工 作 。 钢桥 面板 的受 力 常 简 化 为 以下 ３个 结 构 体 系 ： 一体 系 ， 第 即主梁 体系 ， 由盖板及 纵 、 横肋 组 成 的 正 交 异 性 板 作 为 主 梁 上 翼 缘 参 与 全 桥 受 力； 第二 体 系 ， 即桥 面体 系 ， 由盖 板及 纵 、 肋组 横 成的结构 ， 承受桥 面车轮 荷载 ； 第三体 系 ， 即盖板 体系 ， 指支承在纵 、 横加劲 肋上 的盖板 ， 承受 车 仅 轮局 部 荷 载 ， 把荷 载传 递 给 纵 、 加劲 肋 。在 传 并 横 统 的计 算 分 析 方 法 中 一般 将 ３个 基 本 体 系分 别 计 算， 后叠加 。 然 正 交 异 性 钢 桥 面板 是 由 盖 板 和 纵 横肋 组 成 的 肋板式结构。 由于 剪 力 滞 的影 响 ， 荷 载 作 用 下 盖 在 板 或 翼 缘板 应 力 不 是 均 匀 分 布 的 ，通 常腹 板 附 近 应 力 比其 它 地 方 大 。在 工 程设 计 计 算 中 为 了 简 化 计算 ，通 常假 设 顶 板 或 翼缘 板 应 力按 最 大应 力 均 匀 分 布 ， 且 按 力 的等 效 原 则 ， 并 由式 （ ） 定 其 计 １确 算宽度 ， 即有 效 分 布 宽度 。
—
—
１ 概 述
公 路 钢 桥 采 用 的 钢 桥 面 板 ，一 般 纵 肋 布 置 较 密 ， 肋 分 布 较 疏 ， 面板 纵 横 方 向 的 刚 度 不 同 ， 横 桥
一
截面顶底板轴方向的最大罐 力 值； －
￡ —板厚 。 —
钢箱 梁 不 仅 承 受 轴 力 、 矩 和 剪 力 ， 且 还 在 弯 而
型 如 图 ２所 示 。 ２２ 模 型 加 载 方 法 ．
（ ） 面铺 装 ： 为均 布荷 载作用 于箱 梁顶 板 。 １桥 作
Ｂ＝ ｔ —一
ｘ
（）
式 （） ： １ 中 —— 截 面顶 底板 桥 轴方 向的应 力 值 ；
收稿 日期 ：０ １０ — ０ ２ １— ５ １ 作者简介 ： 雷艳 妮 （ ９ ８ ） 女 ， １ ７ 一 ， 陕西 咸 阳人 ， 工程 师 ， 事桥 从 梁 设计 工作 。
口钢 箱 梁 ， 截 面 如 图 １ 示 。 横 所
所 要 分 析 的节 段 模 型 取 多根 斜 拉 索 的 主 梁 节 段 ， 别 考 虑 取 最 不 利 节段 进 行 分 析 。 界 条 件 除 分 边 斜 拉 索 外 ， 节 段 两 端 分 别 施 加 绞 约 束 。 限元 模 在 有
果显 示 ， 其顶 、 底板 应力不 均匀 现象 明显 ， 设计 中应加 以考 虑 。 关 键词 ： 钢桥 面板 ； 钢结构 ； 效计算 宽度 ； 限元 有 有 中图分 类号 ： ４ Ｕ４ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ９ ７ １ （ ０ １ ０ － １ １０ １０ — ７ ６ ２ １ ） ８ ０ ６ － ２
２１ 年 ８ ０１ 月第 ８ 期
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构
１１ ６
钢 箱 梁正交 异性钢 桥 面板 有效 计 算宽 度分析研 究
雷 艳妮
（ 上海 林同炎 李 国豪土建 工程 咨询 有限公 司 ， 上海 市 ２ ０ ３ ０ ４ ７）
摘
要： 以某 大跨度 双塔钢 斜拉 桥工程 为 背景 ， 结合有 限元 法 ， 对钢箱 梁有 效分 布宽度 （ 应力 不均 匀系数 ） 行计 算分析 。 或 进 结
析 很 复 杂 ， 目前 国 内桥 梁 设 计 规 范 均 采 用 近 似 方 法进行计算分析。 正 交 异性 钢 桥 面 板 不 仅 作 为 桥 面 板 直 接 承 受
局部位 置出现较大 的应力集中现象 。为 了考虑应 力 集 中 的影 响 ，在 实 际 应 用 中也 有 采 用 应 力 不 均 匀 系数 来 考 虑 应 力 不 均 匀 程 度 。
Ｉｒｄ ｔｘ ｔ
本 文 主要 结 合 工 程 实 际 对 钢 箱 梁 有 效 分 布 宽 度 （ 力 不 均 匀 系数 ） 行 分 析 。 应 进
２ 有 效 分 布 宽 度
２１ 计 算 模 型 与 参 数 ． 用 于分 析 的 钢箱 梁 为某 大跨 度 双塔 钢 斜 拉 桥 的 主 梁 ， 拉 索距 １ １ 主 梁 采 用 流 线 型 扁平 闭 斜 ６１。 １
即钢桥面板纵横 方 向的受力 特性为各 向异性 ， 因 而一 般 称 为 正 交 异性 板 。 该结 构 最 早 始 于 ２ Ｏ世 纪 ５ ０年 代 的德 国 ， 来 被 很 多 国 家 广 泛 应 用 ， 后 目前 已成 为 世 界 上 大 、中跨 度 钢 桥 所 普 遍 采 用 的 一 种 桥 面结 构 形 式 。 由 于 正交 异 性 钢 桥 面 板 的受 力 分
１２ ６ ＇
（） ２钢箱梁 自重 ： 作为体荷载作用于箱梁板件。 （） ３ 成桥 阶段 的索 力 ： 为 集 中荷 载 作 用 于 主 作 梁 两侧 腹 板 的 中点 。 （ ） 右 端 面箱 梁 内力 荷 载 ： ４左 ａ轴力 Ⅳ — 模 型 单元 划 分完 以后 ， 轴 力 分 ． — 将 成 很 多 小 的集 中力 均 匀 加 在 端 面 的各 节 点 上 ； ｂ剪 力 ９ ． —— 模 型 单 元 划 分 完 以 后 ， 剪 力 将 分成 很 多小 的集 中力均匀 加在 两端 腹板 的节 点上 ； ｃ弯 矩 Ｍ— — 由 仃＝ ｗ计 算 得 到截 面 应 力 ， ． Ｍ／
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公 路 钢 桥 采 用 的 钢 桥 面 板 ，一 般 纵 肋 布 置 较 密 ， 肋 分 布 较 疏 ， 面板 纵 横 方 向 的 刚 度 不 同 ， 横 桥
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钢箱 梁 不 仅 承 受 轴 力 、 矩 和 剪 力 ， 且 还 在 弯 而
型 如 图 ２所 示 。 ２２ 模 型 加 载 方 法 ．
（ ） 面铺 装 ： 为均 布荷 载作用 于箱 梁顶 板 。 １桥 作
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式 （） ： １ 中 —— 截 面顶 底板 桥 轴方 向的应 力 值 ；
收稿 日期 ：０ １０ — ０ ２ １— ５ １ 作者简介 ： 雷艳 妮 （ ９ ８ ） 女 ， １ ７ 一 ， 陕西 咸 阳人 ， 工程 师 ， 事桥 从 梁 设计 工作 。
口钢 箱 梁 ， 截 面 如 图 １ 示 。 横 所
所 要 分 析 的节 段 模 型 取 多根 斜 拉 索 的 主 梁 节 段 ， 别 考 虑 取 最 不 利 节段 进 行 分 析 。 界 条 件 除 分 边 斜 拉 索 外 ， 节 段 两 端 分 别 施 加 绞 约 束 。 限元 模 在 有
果显 示 ， 其顶 、 底板 应力不 均匀 现象 明显 ， 设计 中应加 以考 虑 。 关 键词 ： 钢桥 面板 ； 钢结构 ； 效计算 宽度 ； 限元 有 有 中图分 类号 ： ４ Ｕ４ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ９ ７ １ （ ０ １ ０ － １ １０ １０ — ７ ６ ２ １ ） ８ ０ ６ － ２
２１ 年 ８ ０１ 月第 ８ 期
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构
１１ ６
钢 箱 梁正交 异性钢 桥 面板 有效 计 算宽 度分析研 究
雷 艳妮
（ 上海 林同炎 李 国豪土建 工程 咨询 有限公 司 ， 上海 市 ２ ０ ３ ０ ４ ７）
摘
要： 以某 大跨度 双塔钢 斜拉 桥工程 为 背景 ， 结合有 限元 法 ， 对钢箱 梁有 效分 布宽度 （ 应力 不均 匀系数 ） 行计 算分析 。 或 进 结
析 很 复 杂 ， 目前 国 内桥 梁 设 计 规 范 均 采 用 近 似 方 法进行计算分析。 正 交 异性 钢 桥 面 板 不 仅 作 为 桥 面 板 直 接 承 受
局部位 置出现较大 的应力集中现象 。为 了考虑应 力 集 中 的影 响 ，在 实 际 应 用 中也 有 采 用 应 力 不 均 匀 系数 来 考 虑 应 力 不 均 匀 程 度 。
Ｉｒｄ ｔｘ ｔ
本 文 主要 结 合 工 程 实 际 对 钢 箱 梁 有 效 分 布 宽 度 （ 力 不 均 匀 系数 ） 行 分 析 。 应 进
２ 有 效 分 布 宽 度
２１ 计 算 模 型 与 参 数 ． 用 于分 析 的 钢箱 梁 为某 大跨 度 双塔 钢 斜 拉 桥 的 主 梁 ， 拉 索距 １ １ 主 梁 采 用 流 线 型 扁平 闭 斜 ６１。 １
即钢桥面板纵横 方 向的受力 特性为各 向异性 ， 因 而一 般 称 为 正 交 异性 板 。 该结 构 最 早 始 于 ２ Ｏ世 纪 ５ ０年 代 的德 国 ， 来 被 很 多 国 家 广 泛 应 用 ， 后 目前 已成 为 世 界 上 大 、中跨 度 钢 桥 所 普 遍 采 用 的 一 种 桥 面结 构 形 式 。 由 于 正交 异 性 钢 桥 面 板 的受 力 分
１２ ６ ＇
（） ２钢箱梁 自重 ： 作为体荷载作用于箱梁板件。 （） ３ 成桥 阶段 的索 力 ： 为 集 中荷 载 作 用 于 主 作 梁 两侧 腹 板 的 中点 。 （ ） 右 端 面箱 梁 内力 荷 载 ： ４左 ａ轴力 Ⅳ — 模 型 单元 划 分完 以后 ， 轴 力 分 ． — 将 成 很 多 小 的集 中力 均 匀 加 在 端 面 的各 节 点 上 ； ｂ剪 力 ９ ． —— 模 型 单 元 划 分 完 以 后 ， 剪 力 将 分成 很 多小 的集 中力均匀 加在 两端 腹板 的节 点上 ； ｃ弯 矩 Ｍ— — 由 仃＝ ｗ计 算 得 到截 面 应 力 ， ． Ｍ／