42m钢箱梁计算书

ES匝道钢箱梁

上

部

结

构

计

算

书

2017.11

目录

一、概述 (1)

1.1桥梁简介 (1)

1.2 模型概况 (1)

1 设计规范 (1)

2 参考规范 (1)

3 主要材料及性能指标 (1)

4 荷载 (2)

二、模型概述 (3)

2.1 第一体系建模 (3)

2.2 第二体系建模 (4)

三、结果验算 (5)

3.1顶底板强度验算 (5)

1 计算结果 (5)

2 强度验算 (6)

3.2 腹板验算 (7)

1 厚度验算 (7)

2 腹板强度验算 (7)

3 腹板纵向加劲肋构造验算 (8)

4 腹板横向加劲肋构造验算 (8)

3.3 构件设计验算 (9)

1 加劲肋构造验算 (9)

2 受压板加劲肋刚度验算 (10)

3 闭口肋几何尺寸验算 (10)

4 支承加劲肋验算 (11)

3.4刚度验算 (12)

1 车道荷载挠度值 (12)

2 正交异形板桥面顶板挠跨比 (12)

3 横隔板刚度验算 (13)

3.5 整体稳定验算 (13)

3.6 疲劳验算 (13)

四、结论 (14)

一、概述

1.1桥梁简介

ES匝道桥为一单跨42m简支钢箱梁桥。截面采用等截面形式，梁宽10.2m，梁高2m。主梁线型为圆曲线，中心线位于半径R=682m的圆弧上。顶板厚18mm，腹板和底板厚20mm，顶板U肋厚8mm，开口肋厚20mm。材料采用Q345C材质。

图1.1典型钢箱梁横断面(mm)

1.2 模型概况

1 设计规范

《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T 50283-1999）;

《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）

《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）

《钢结构设计规范》(GB50017-2014)

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)

2 参考规范

《道路桥示方书·同解说》（日本道路协会，平成8年12月）

3 主要材料及性能指标

主梁采用Q345C钢材，其主要力学性能见下表。

表1.1钢材力学性能表

4 荷载

恒荷载：包括自重和二期荷载。横隔板和加劲肋重力以点荷载形式加在实际位置。二期荷载包括9cm沥青铺装和2道防撞墙，均布荷载分别按23.4kN/m和18.2kN/m考虑。

温度作用：升温按25℃考虑，降温按-25℃考虑；由于中国规范未对钢箱梁桥温度梯度有明确规定，故参考BS5400，正温度梯度为2.08℃，负温度梯度为-1.04℃。

支座沉降：支座沉降取-0.5cm并按照每个地基及基础的最大沉降量的最不利的荷载组合进行计算。

汽车荷载：公路-I级。

对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，按照《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条，

冲击系数μ可按下式计算：

当f＜1.5Hz时，μ＝0.05；

当1.5Hz≤f≤14Hz时，μ＝0.1767ln(f)－0.0157；

当f＞14Hz时，μ＝0.45；

根据程序计算的基频为0.12Hz，计算得汽车荷载冲击系数为0.05。

图1.2车道布载

离心力：根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）第4.3.3条，离心力系数：

C=

v2 127R

由v=60km/h，R=682m算得C=0.042。将离心力也均布于全跨，方向为径向向外。算得q=0.78kN/m。

二、模型概述

2.1 第一体系建模

第一体系整体模型采用Midas Civil 2017软件建立，主梁工划分为34个单元，38个节点，桥梁采用盆式支座，以弹性连接中输入各方向刚度模拟，支座径向布置，支座与主梁采用刚性连接。支座布置和计算模型如图所示。

图2.1支座布置示意图

图2.2整体计算模型示意图

图2.3钢箱梁标准断面模型示意图

考虑剪力滞影响计算，根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.1.8条，计算剪力滞有效分布宽度。

经过上述计算可知，有效宽度仍然为截面翼缘宽度，截面刚度未折减。

2.2 第二体系建模

取第一体系中顶板应力较大的区段，进行第二体系应力计算。桥面板体系通过考虑纵肋和横肋的有效分布宽度，建立梁格模型计算纵肋和横肋的应力；纵肋和横肋的有效分布宽度参考《现代钢桥》确定；

1）纵肋盖板有效分布宽度

横隔板间距:L=3000 (mm)

等效跨径:l=0.6*L=1800(mm)

纵肋间距:2b=300 (mm),故b=150 (mm)

b/l=0.083

可得Cs=124 (mm)

2）横隔板盖板有效分布宽度

腹板间距:L=3090 (mm)

等效跨径:l=3090 (mm)

隔板间距:2b=3000 (mm),故b=1500(mm)

b/l=0.485

可得Cs=463.5 (mm)

取最重轮轴140kN,考虑冲击系数0.4。轴重P=140*1.4=196kN。顺桥向长度取跨中附近6m 长，横桥向取腹板间距3.1m宽范围内盖板建立有限元模型；车辆荷载按照车轮作用在实际位