公路钢结构桥梁设计规范-JTGD64-2015-8钢箱梁

K
8EA2
Ab L3b
V形桁架： K
2EA2
Ab L3b
E为弹性模量，Ab为单个斜撑的截面积；Lb为斜撑的长度
（a）X形桁架（b）V形桁架
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
25 25
B at welding connection of U-
rib to deck plate
G
U-rib at cut out of diaphragm near deck plate
F
connection o构f V件.St断iffn裂er
to deck plate
E welding connection of U-rib
LD 6
(L 50)
LD 0.14L 1且 20 (L 50)
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
22 22
8.5横隔板 横隔板过多
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
15
8.2 正交异性钢桥面板 弯梁U肋侧向弯曲时导致局部屈曲
公路钢结构桥梁设计规To范ngjJiTGUDn6i4v-e2r0s1i5ty, Wu TCohnognjgi U同ni济ve大rsi学ty, 吴Wu冲Chong 同济大学 吴冲
16
8.3 翼缘板
8.3.1箱梁悬臂部分不设加劲肋时，受压翼缘的伸出肢宽不宜大于其 厚度的12倍，受拉翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的16倍。
跨径 L1 挠度D1
跨径 L2
钢桥面板
跨径 L1
跨径 L2
挠度D2 加劲肋
挠度D1 加劲肋
图8.2.5 正交异性板的挠跨比
挠度D2 钢桥面板
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
9
8.2 正交异性钢桥面板
D
Diaphragm at the welding toe connecting to U-ribs
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
2
8.1 一般规定 运输安装单元为开口截面，容易产生变形和失稳
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
3
8.1 一般规定 箱梁宽度太大，节段太短，U肋工地连接太多，容易产生疲劳
Fh
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
2
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
1 2
24
8.5 横隔板
横隔板刚度
➢实腹式横隔板刚度 K 4GAt D
G为钢材的剪切模量；tD为横隔板的板厚；A为箱梁面积（箱梁板壁形心围成 的面积）。
桁架式横隔板刚度
X形桁架：
8.5.2 非支点处横隔板应符合以下规定： ➢横隔板应有足够的刚度和强度 ➢横隔板与顶底板和腹板可采用角焊缝连接
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
19
8.5横隔板 支点横隔板
中间横隔板
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
6
8.2 正交异性钢桥面板 8.2.1 正交异性钢桥面板最小板厚应符合以下规定：
➢行车道部分的钢桥面板顶板板厚不应小于14mm，加劲肋的最 小板厚不应小于8mm。(钢桥面板具有足够的刚度)
➢人行道部分的钢桥面板顶板板厚不应小于10mm。
8.2.2正交异性钢桥面板承载能力极限状态设计冲击系数 ➢车轮荷载作用下的局部受力影响线较短，受冲击作用影响大 ➢冲击系数取0.4。
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
8
8.2 正交异性钢桥面板 8.2.4 横向加劲肋间距应满足以下要求：
➢闭口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于4m ➢开口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于3m
8.2.5在车辆荷载作用下，正交异性桥面顶板的挠跨比D/L不应大于 1/700。
8.3.2翼缘板应按以下规定设置纵向加劲肋： ➢腹板间距大于翼缘板厚度的80倍或翼缘悬臂宽度大于翼缘板厚 度的16倍时，应设置纵向加劲肋。 ➢受压翼缘加劲肋间距不宜大于翼缘板厚度的40倍，应力很小和 由构造控制设计的情况下可以放宽到80倍。受拉翼缘加劲肋间 距应小于翼缘板厚度的80倍。 ➢受压翼缘悬臂部分的板端外缘加劲肋应为刚性加劲肋。
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
17
8.5 横隔板
8.5.1支点处横隔板应符合以下规定： ➢支点处必须设置横隔板，形心宜通过支座反力的合力作用点 ➢横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋。加劲肋应满足本规范 5.1.5条的要求，并按5.3.4条规定验算横隔板和加劲肋的强度， 其中，相关公式中的腹板用横隔板代替 ➢横隔板与底板的焊缝应完全熔透 ➢人孔宜设置在支座范围以外的部分
i=1,2, … ,n
约束扭转 ►弯曲扭转力矩
T
EI
d 3
dx3
dM dx
➢通常►钢剪箱应梁力的约束 扭 T转IS剪t 应力较小，可以忽略不计，仅计算自
由扭转剪应力
➢弯梁或高宽比很大（或很小）的箱梁等不应忽略约束扭转剪应 力的影响
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
1
8.1 一般规定
8.1.2 应采取措施防止钢箱梁在制作、运输、安装架设和运营阶段 的过大变形或丧失稳定。 ➢受运输、安装架设条件的限制，钢箱梁尺寸不宜过大 ➢尽可能避免将钢箱梁划分为开口断面的运输、安装架设单元 ➢制作、运输、安装架设过程中的受力往往与成桥运营阶段不同 ，构件设计应该考虑施工阶段的受力，特别是集中力的作用 ➢结构应该有足够的刚度避免运营阶段的过大变形和失稳。
8.5.2 非支点处横隔板应符合以下规定： ➢横隔板应有足够的刚度和强度 ➢横隔板与顶底板和腹板可采用角焊缝连接
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
18
8.5 横隔板
8.5.1支点处横隔板应符合以下规定： ➢支点处必须设置横隔板，形心宜通过支座反力的合力作用点 ➢横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋。加劲肋应满足本规范 5.1.5条的要求，并按5.3.4条规定验算横隔板和加劲肋的强度， 其中，相关公式中的腹板用横隔板代替 ➢横隔板与底板的焊缝应完全熔透 ➢人孔宜设置在支座范围以外的部分
公路钢结构桥梁设计规To范ngjJiTGUDn6i4v-e2r0s1i5ty, Wu TCohnognjgi U同ni济ve大rsi学ty, 吴Wu冲Chong 同济大学 吴冲
12
8.2 正交异性钢桥面板
桥面板横梁加劲肋与顶板连接，刚度突变，端部应力集中，容易产 生疲劳
公路钢结构桥梁设计规To范ngjJiTGUDn6i4v-e2r0s1i5ty, Wu TCohnognjgi U同ni济ve大rsi学ty, 吴Wu冲Chong 同济大学 吴冲
13
8.2 正交异性钢桥面板 过焊孔太大
公路钢结构桥梁设计规To范ngjJiTGUDn6i4v-e2r0s1i5ty, Wu TCohnognjgi U同ni济ve大rsi学ty, 吴Wu冲Chong 同济大学 吴冲
14
8.2 正交异性钢桥面板 弯梁U肋侧向弯曲时导致焊接连接增加和局部屈曲
公路钢结构桥梁设计规To范ngjJiTGUDn6i4v-e2r0s1i5ty, Wu TCohnognjgi U同ni济ve大rsi学ty, 吴Wu冲Chong 同济大学 吴冲
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
4
8.1 一般规定
8.1.3 钢箱梁应设置进入箱内的检修通道和排水孔。 ➢为便于钢箱梁制作和维护，横隔板应设置人孔。 ➢钢箱梁不能完全封闭时，应设置排水孔将积水排出箱梁外 ➢当箱梁尺寸很小箱内不能设置检修通道时应完全封闭。
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
20 20
8.5 横隔板
结构形式
➢ 开口率： A' A bh BH
实腹式：主要受剪应 桁架式：可简化为仅受轴力的杆件 框架式： 横隔板受力性质介于实腹式
和桁架式之间，考虑轴力和抗弯。
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
A
Deck plate along the welding
connection to longitudinal U-rib
C Cut-out of diaphragm at U-ribs
E welding connection of U-rib
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
7
8.2 正交异性钢桥面板
8.2.3纵向加劲肋应满足以下要求： ➢宜等间距布置；不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间距 的1.2倍。 ➢应连续通过横向加劲肋或横隔板，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔 宜采用堆焊填实，焊缝应平顺。 ➢闭tf口—加—劲顶肋板的厚几度何；尺tr—寸—应加满劲足肋以腹下板规厚定度: ；ttr3fah3' 400 h’——加劲肋腹板斜向高度；a——加劲肋腹板最大间距 ➢闭口纵向加劲肋与顶板焊接熔透深度不得小于加劲肋板厚的80 ％，焊缝有效喉高不得小于加劲肋板厚。 ➢闭口纵向加劲肋应完全封闭。
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
5
； 8.1 一般规定
8.1.4钢箱梁剪应力计算应考虑扭i=1,2转, VV ,n的影响 ➢钢箱梁扭转
自由扭转 ► 力矩 ►剪应力
Ts
i
,
j
d
GIT
qi
,
dx
j
t
ds
ds
qi s t j q j i, j t 2Ai
10
8.2 正交异性钢桥面板 桥面板小横梁翼板未连接，腹板端部应力集中，容易产生疲劳
公路钢结构桥梁设计规To范ngjJiTGUDn6i4v-e2r0s1i5ty, Wu TCohnognjgi U同ni济ve大rsi学ty, 吴Wu冲Chong 同济大学 吴冲
11
8.2 正交异性钢桥面板
桥面板横梁加劲肋与顶板连接，刚度突变，端部应力集中，容易产 生疲劳
23
1＝ 8.5 横隔板
，2横＝ 隔板刚度
K
20
EIdw L3d
I DW
1 3
12
Fu
(1
2b1 )2 Bu
2 2
Fl
(1
2b2 )2 Bl
2Fh (12
1 2
22
)
1 =
e
e
f
Bu Bl 4
H
1
2=
e
f
f
Bu Bl 4
H
e
I fl Bl
+
Leabharlann Baidu
Bu
2Bl 12
Fh
f
I fu Bu
+ 2Bu Bl 12
Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲
21 21
8.5横隔板
7.2 横隔板间距 ➢箱梁在偏心活载作用下，翘曲 应力与容许应力的比值在 0.02~0.06之间
➢它适用于跨径小于200m的钢箱 梁桥，并且偏于安全。
➢对于大跨径钢箱梁桥，日本多 采用桁架式横隔板
➢欧洲一般采用实腹式横隔板， 但间距较大。
《公路钢结构桥梁设计规范》
8 钢箱梁
吴冲 同济大学桥梁工程系
cwu@tongji.edu.cn
8.1 一般规定
8.1.1 本章适用于简支或连续钢箱梁桥设计 ➢本章适用于简支或连续钢箱梁桥等受弯构件设计 ➢对于斜拉桥、自锚式悬索桥等承受较大轴力的主梁 正交异性钢桥面板和底板可参照本章设计 腹板应参照非均匀受压加劲板设计，本章不适用 ➢本章横隔板设计方法 仅适用于跨径不大于100m的钢箱梁桥 如图扁平钢箱梁横隔板承受弯矩和剪力，本章不适用