1、,8 鋼箱梁,吳 沖 同濟大學橋梁工程系 ,公路鋼結構橋梁設計規(guī)范,8.1 一般規(guī)定,8.1.1 本章適用于簡支或連續(xù)鋼箱梁橋設計 本章適用于簡支或連續(xù)鋼箱梁橋等受彎構件設計 對于斜拉橋、自錨式懸索橋等承受較大軸力的主梁 正交異性鋼橋面板和底板可參照本章設計 腹板應參照非均勻受壓加勁板設計，本章不適用 本章橫隔板設計方法 僅適用于跨徑不大于100m的鋼箱梁橋 如圖扁平鋼箱梁橫隔板承受彎矩和剪力，本章不適用,8.1 一般規(guī)定,8.1.2 應采取措施防止鋼箱梁在制作、運輸、安裝架設和運營階段的過大變形或喪失穩(wěn)定。 受運輸、安裝架設條件的限制，鋼箱梁尺寸不宜過大 盡可能避免將鋼箱梁劃分為開口斷面的運

2、輸、安裝架設單元 制作、運輸、安裝架設過程中的受力往往與成橋運營階段不同，構件設計應該考慮施工階段的受力，特別是集中力的作用 結構應該有足夠的剛度避免運營階段的過大變形和失穩(wěn)。,8.1 一般規(guī)定,運輸安裝單元為開口截面，容易產生變形和失穩(wěn),8.1 一般規(guī)定,箱梁寬度太大，節(jié)段太短，U肋工地連接太多，容易產生疲勞,8.1 一般規(guī)定,8.1.3 鋼箱梁應設置進入箱內的檢修通道和排水孔。 為便于鋼箱梁制作和維護，橫隔板應設置人孔。 鋼箱梁不能完全封閉時，應設置排水孔將積水排出箱梁外 當箱梁尺寸很小箱內不能設置檢修通道時應完全封閉。,8.1 一般規(guī)定,8.1.4鋼箱梁剪應力計算應考慮扭轉的影響 鋼箱梁

3、扭轉 自由扭轉 力矩 剪應力 約束扭轉 彎曲扭轉力矩 剪應力 通常鋼箱梁的約束扭轉剪應力較小，可以忽略不計，僅計算自由扭轉剪應力 彎梁或高寬比很大（或很?。┑南淞旱炔粦雎约s束扭轉剪應力的影響,；,i=1,2, VV ,n,i=1,2, ,n,8.2 正交異性鋼橋面板,8.2.1 正交異性鋼橋面板最小板厚應符合以下規(guī)定： 行車道部分的鋼橋面板頂板板厚不應小于14mm，加勁肋的最小板厚不應小于8mm。(鋼橋面板具有足夠的剛度) 人行道部分的鋼橋面板頂板板厚不應小于10mm。 8.2.2正交異性鋼橋面板承載能力極限狀態(tài)設計沖擊系數(shù) 車輪荷載作用下的局部受力影響線較短，受沖擊作用影響大 沖擊系數(shù)取0

4、.4。,8.2 正交異性鋼橋面板,8.2.3縱向加勁肋應滿足以下要求： 宜等間距布置；不等間距布置時，最大間距不宜超過最小間距的1.2倍。 應連續(xù)通過橫向加勁肋或橫隔板，加勁肋與頂板焊縫的過焊孔宜采用堆焊填實，焊縫應平順。 閉口加勁肋的幾何尺寸應滿足以下規(guī)定: tf頂板厚度；tr加勁肋腹板厚度； h加勁肋腹板斜向高度；a加勁肋腹板最大間距 閉口縱向加勁肋與頂板焊接熔透深度不得小于加勁肋板厚的80，焊縫有效喉高不得小于加勁肋板厚。 閉口縱向加勁肋應完全封閉。,8.2 正交異性鋼橋面板,8.2.4 橫向加勁肋間距應滿足以下要求： 閉口縱向加勁肋，橫向加勁肋或橫隔板的間距不宜大于4m 開口縱向加勁肋

5、，橫向加勁肋或橫隔板的間距不宜大于3m 8.2.5在車輛荷載作用下，正交異性橋面頂板的撓跨比D/L不應大于1/700。,圖8.2.5正交異性板的撓跨比,8.2 正交異性鋼橋面板,構件斷裂,D,F,E,A,E,B,C,Deck plate along the welding connection to longitudinal U-rib,at welding connection of U-rib to deck plate,welding connection of U-rib,Cut-out of diaphragm at U-ribs,connection of V.Stiffner t

6、o deck plate,welding connection of U-rib,Diaphragm at the welding toe connecting to U-ribs,U-rib at cut out of diaphragm near deck plate,G,Tongji University, Wu Chong 同濟大學 吳沖,8.2 正交異性鋼橋面板,橋面板小橫梁翼板未連接，腹板端部應力集中，容易產生疲勞,Tongji University, Wu Chong 同濟大學 吳沖,8.2 正交異性鋼橋面板,橋面板橫梁加勁肋與頂板連接，剛度突變，端部應力集中，容易產生疲勞,To

7、ngji University, Wu Chong 同濟大學 吳沖,8.2 正交異性鋼橋面板,橋面板橫梁加勁肋與頂板連接，剛度突變，端部應力集中，容易產生疲勞,Tongji University, Wu Chong 同濟大學 吳沖,8.2 正交異性鋼橋面板,過焊孔太大,Tongji University, Wu Chong 同濟大學 吳沖,8.2 正交異性鋼橋面板,彎梁U肋側向彎曲時導致焊接連接增加和局部屈曲,Tongji University, Wu Chong 同濟大學 吳沖,8.2 正交異性鋼橋面板,彎梁U肋側向彎曲時導致局部屈曲,8.3 翼緣板,8.3.1箱梁懸臂部分不設加勁肋時，受壓

8、翼緣的伸出肢寬不宜大于其厚度的12倍，受拉翼緣的伸出肢寬不宜大于其厚度的16倍。 8.3.2翼緣板應按以下規(guī)定設置縱向加勁肋： 腹板間距大于翼緣板厚度的80倍或翼緣懸臂寬度大于翼緣板厚度的16倍時，應設置縱向加勁肋。 受壓翼緣加勁肋間距不宜大于翼緣板厚度的40倍，應力很小和由構造控制設計的情況下可以放寬到80倍。受拉翼緣加勁肋間距應小于翼緣板厚度的80倍。 受壓翼緣懸臂部分的板端外緣加勁肋應為剛性加勁肋。,8.5 橫隔板,8.5.1支點處橫隔板應符合以下規(guī)定： 支點處必須設置橫隔板，形心宜通過支座反力的合力作用點 橫隔板支座處應成對設置豎向加勁肋。加勁肋應滿足本規(guī)范5.1.5條的要求，并按5.

9、3.4條規(guī)定驗算橫隔板和加勁肋的強度，其中，相關公式中的腹板用橫隔板代替 橫隔板與底板的焊縫應完全熔透 人孔宜設置在支座范圍以外的部分 8.5.2 非支點處橫隔板應符合以下規(guī)定： 橫隔板應有足夠的剛度和強度 橫隔板與頂?shù)装搴透拱蹇刹捎媒呛缚p連接,8.5 橫隔板,8.5.1支點處橫隔板應符合以下規(guī)定： 支點處必須設置橫隔板，形心宜通過支座反力的合力作用點 橫隔板支座處應成對設置豎向加勁肋。加勁肋應滿足本規(guī)范5.1.5條的要求，并按5.3.4條規(guī)定驗算橫隔板和加勁肋的強度，其中，相關公式中的腹板用橫隔板代替 橫隔板與底板的焊縫應完全熔透 人孔宜設置在支座范圍以外的部分 8.5.2 非支點處橫隔板應

10、符合以下規(guī)定： 橫隔板應有足夠的剛度和強度 橫隔板與頂?shù)装搴透拱蹇刹捎媒呛缚p連接,20,支點橫隔板 中間橫隔板,8.5橫隔板,21,結構形式 開口率： 實腹式：主要受剪應 桁架式：可簡化為僅受軸力的桿件 框架式： 橫隔板受力性質介于實腹式 和桁架式之間，考慮軸力和抗彎。,8.5 橫隔板,22,7.2 橫隔板間距 箱梁在偏心活載作用下，翹曲應力與容許應力的比值在0.020.06之間 它適用于跨徑小于200m的鋼箱梁橋，并且偏于安全。 對于大跨徑鋼箱梁橋，日本多采用桁架式橫隔板 歐洲一般采用實腹式橫隔板，但間距較大。,8.5橫隔板,8.5橫隔板,橫隔板過多,8.5 橫隔板,橫隔板剛度,1,，2,25,8.5 橫隔板,橫隔板剛度 實腹式橫隔板剛度 G為鋼材的剪切模量；tD為橫隔板的板厚；A為箱梁面積（箱梁板壁形心圍成的面積）。 桁架式橫隔板剛度 X形桁架： V形桁架： E為彈性模量，Ab為單個斜撐的截面積；Lb為斜撐的長度,（a）X形桁架（b）V形桁架,26,8.5橫隔板,橫隔板剛度 框架式橫隔板 將橫隔板簡化為框架計算。其中，橫隔板的加強翼緣或加強加勁肋簡化框