钢箱梁计算示例-20061116.doc

5.8.3 钢箱梁设计计算示例 设计资料 设计荷载：城—A级 桥面净宽：17.25m（四车道） 标准跨径：45m 计算跨径：44m 主梁高度：1.80m 高跨比： 1/24.4 主要材料： 钢板采用符合国标《桥梁用结构钢》GB/T 714-2000的可焊接低合金高强度桥梁用结构钢Q345q,质量等级D级； 桥面铺装采用0.08m的SMA沥青混凝土； 设计规范与参考： 城市桥梁设计荷载标准（CJJ77-98） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86） 铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005） 道路桥示方书·钢桥篇（日本道路协会） 英国标准BS5400钢桥、混凝土桥及结合桥（西南交通大学出版社） 设计断面与尺寸 钢箱梁的横断面、立面以及局部加劲构造见图5.8.3-1 a、断面图 b、立面图 c、纵向U型加劲肋与横向加劲肋 图5.8.3-1 设计断面与尺寸 顶板：t=14mm 腹板：t=12mm 顶板纵向加劲肋： U型，上口宽360mm，下口宽240mm，高300mm，t=8mm,间距740mm 顶板横向加劲肋： 腹板高520mm,t=14mm；下翼板宽200mm，t=16mm；间距2.75m 腹板竖向加劲肋； 板宽400mm，t=12mm； 底板纵向加劲肋： 板宽200mm，t=12mm； 底板横向加劲肋： 腹板高400mm，t=12mm；上翼板宽200mm，t=14mm；间距2.75m 桥面系（第二体系）计算 箱梁顶板第二体系（桥面系）是由钢盖板、纵肋和横肋组成的正交异性板，该体系支撑在主梁上，仅承受桥面车轮荷载，见图5.8.3-2。 经典实用的手算方法有P-E法。本例采用梁格系电算方法计算。 1、计算简图 图5.8.3-2 桥面系梁格构造图 单独计算第二体系时，主梁腹板位置按竖向支撑考虑，取5跨计算。 2、纵横肋的截面特性 参考日本道路协会《道路桥示方书·III钢桥篇》6.2钢床板的有关规定。 （1）纵肋桥面钢板有效宽度及截面特性 纵肋间距：b1=360/2=180mm，b2=380/2=190mm平均B=185mm 纵肋跨径：L=2.75 m，多跨连续支撑，等效跨径L=0.6*2.75=1.65m 宽跨比 b/L=0.185/1.65=0.112 纵肋断面尺寸见图5.8.3-3 纵肋上翼板的平均单侧有效宽度 λ={1.06-3.2（b/L）+4.5(b/L)2}b=(1.06-3.2*0.112+4.5*0.1122)*0.185 =0.758*0.185=0.140m 图5.8.3-3 纵肋断面尺寸 纵肋截面特性： A=14566mm2 I=2.008x108mm4 Ys=95.5mm Yx=218.5mm J=6.557x105mm4 （2）横肋桥面钢板有效宽度及截面特性 横肋跨径（腹板间距）L=3.80m，三跨连续， 等效跨径 边跨：L1=0.8L=0.8*3.8=3.04m， 中跨：L2=0.6L=0.6*3.8=2.28m， 支点：L3=0.2(3.80+3.80)=1.52m 横肋间距 b=2.75/2=1.375m 宽跨比 b/L1=1.375/3.04=0.452 〉0.3，b/L2=1.375/2.28=0.603 〉0.3 b/L3=1.375/1.52=0.905 〉0.3 横肋上翼板的单侧有效宽度见图5.8.3-4 λ1=0.15L1=0.15*3.04=0.456m λ2=0.15L2=0.15*2.28=0.342m λ3=0.15L3=0.15*1.52=0.228 图5.8.3-4 横肋上翼板有效宽度 横肋上翼板有效宽度汇总见表5.8.3-1 表5.8.3-1 截面特性 λ1（边室中） λ2（中室中） λ3（腹板处） 面积（mm2） 23248 20056 16864 惯性矩（mm4） 1.0244x109 0.9328x109 0.8066x109 形心至上缘距离（mm） 164 189 224 形心至下缘距离（mm） 386 361 326 （3）荷载 1）、恒载： 纵肋钢重：0.017*78.5=1.335kN/m 纵肋上铺装：0.08*0.74*24=1.421kN/m 横肋钢重：0.0105*78.5=0.83kN/m 2）汽车轮载：车辆荷载轮载标准如图5.8.3-5 冲击系数： 取活载作用计算跨径L=2.75m u=1+15/(37.5+2.75)=1.373 （4）应力计算结果 表