鋼箱梁 技術詳解

第三節(jié)

鋼箱梁橋西堠門大橋的分體式鋼箱梁4.1鋼箱梁橋的構(gòu)造特點定義鋼箱梁橋是指主梁為薄壁閉合截面形式的橋，主梁常為箱形截面梁或箱形梁。箱形梁不但可以作為梁式橋的主梁形式，而且是其他大跨度橋梁，如懸索橋、斜拉橋所經(jīng)常采用的主梁形式。4.1鋼箱梁橋的構(gòu)造特點4.1鋼箱梁橋的構(gòu)造特點4.1鋼箱梁橋的構(gòu)造特點4.1鋼箱梁橋的構(gòu)造特點4.1鋼箱梁橋的構(gòu)造特點4.1鋼箱梁橋的構(gòu)造特點箱形截面梁4.2箱形梁橋與桁梁橋相比的優(yōu)點重量輕、省鋼抗彎和抗扭剛度大安裝迅速，便于養(yǎng)護適宜于作成連續(xù)梁結(jié)構(gòu)新穎，外形簡潔、美觀4.3正交異性鋼橋面板正交異性板箱形截面梁的頂板由縱、橫肋加強。這種用互相垂直的縱肋和橫肋加強的鋼板，在縱、橫兩個方向上具有不同的抗彎剛度，其力學性質(zhì)和在兩個垂直方向上具有不同彈性模量的板相似，這種具有”正交異性”的板稱為正交異性板。4.3正交異性鋼橋面板正交異性板縱肋截面的基本形式為開口式和閉口式兩種橫肋的截面形式通常采用倒T形，其間距即是縱肋的跨徑。為使縱肋能連續(xù)穿過，橫肋上應設置槽口。4.3正交異性鋼橋面板縱肋截面的基本形式4.3正交異性鋼橋面板開口肋4.3正交異性鋼橋面板閉合肋4.3正交異性鋼橋面板縱、橫肋構(gòu)造4.4鋼箱梁的構(gòu)造特點頂板、底板、腹板和加勁構(gòu)件等組成在無加勁構(gòu)件的情況下常出現(xiàn)下面一些問題垂直荷載作用下頂板發(fā)生較大凸凹變形，在集中荷載作用點附近受壓翼緣局部屈曲，腹板壓皺；在彎矩作用下，因截面慣性矩不足，彎矩達到臨界彎矩時會發(fā)生彎折破壞；在扭矩作用下，當扭矩達到臨界扭矩時也會使箱梁出現(xiàn)屈曲現(xiàn)象。4.5腹板、底板和加勁肋箱形截面梁腹板的構(gòu)造與板梁的腹板構(gòu)造相同。水平加勁肋和豎向加勁肋設置在箱的內(nèi)側(cè)，在支點處及橫肋與腹板連接處應設置豎向加勁肋。底板一般也設置縱、橫肋，橫肋與橋面板上的橫肋位置一致，以組成橫向聯(lián)結(jié)系。箱梁應配有一定數(shù)量的框架橫聯(lián)或橫向連接系以增強箱梁整體性和抗失穩(wěn)性能。目前，我國標準截面橋面板厚度采用16mm，以期能取得較好的效果。4.6扁平鋼箱梁抗扭、抗彎慣矩大，抗風能力好，過去主要用于懸索橋。頂板和底板通常均采用U形縱肋加強箱室內(nèi)不設中間腹板，橫隔板間距較小橫隔板通常采用實腹式連接板、隔板、豎向加勁肋、橫向加勁肋鋼箱梁采用抗風性能好、整體性強、線條美觀的封閉式流線型扁平鋼箱，梁寬41m，寬跨比為1/27，中心線處高度4.0m高跨比為1/272。橫向設置兩道縱隔板。鋼箱梁沿全長都設置兩道實腹式外腹板，標準梁段設置兩道桁架式縱隔板、4.0m間距的實腹式橫隔板；而索塔附近及其輔助墩附近的梁段則設置兩道實腹式縱隔板。

橋面板殘余應力試驗圖橋面板試驗加載圖橋面板加載試驗破壞情況（l）大跨度斜拉橋、懸索橋扁平鋼箱梁的構(gòu)造與設計計算方法；（2）鋼箱梁橋的扭轉(zhuǎn)、畸變與橫隔板的合理間距和剛度；（3）鋼箱梁橋腹板構(gòu)造與設計方法；（4）鋼箱梁橋U型或V型加勁肋與橋面鋼板剛度的匹配與協(xié)調(diào)；（5）鋼箱梁橋輪壓荷載對鋼箱梁橋面板體系和頂板的作用；（6）鋼箱梁橋橫隔板（梁）間距的決定因素；（7）鋼箱梁橋縱隔板（梁）設置原則；（8）鋼箱梁橋梁高的確定原則；（9）提出鋼箱梁的構(gòu)造要求與設計方法。鋼箱梁橋的構(gòu)造與設計方法的研究

4.7鋼箱梁結(jié)構(gòu)分析方法概述在豎向荷載和橫向荷載作用下，箱形梁是按空間結(jié)構(gòu)承受外力。箱梁截面采用正交異性鋼橋面板和帶加勁肋的薄鋼板組成，充分發(fā)揮薄鋼板的力學性能特點，有利于焊接。4.7鋼箱梁結(jié)構(gòu)分析方法概述箱形梁在受力分析中屬于閉口薄壁結(jié)構(gòu)，按薄壁結(jié)構(gòu)理論進行計算。箱形梁受力后會產(chǎn)生縱向彎曲、橫向彎曲、扭轉(zhuǎn)與畸變變形，并產(chǎn)生相應的應力。4.7鋼箱梁結(jié)構(gòu)分析方法概述剪力滯現(xiàn)象箱形梁產(chǎn)生縱向彎曲時，產(chǎn)生彎曲的橫向力通過腹板傳給翼緣板，而剪應力在翼緣板上的分布是不均勻的，在腹板與翼緣板交接處最大，遠離腹板處剪應力減少，因此沿翼緣板上的剪切變形也不均勻，從而引起彎曲時遠離腹板的翼緣的縱向位移滯后于近腹板的翼緣的縱向位移，使翼緣的彎曲應力沿梁寬的分布呈曲線形狀，這就是所謂的”剪力滯”現(xiàn)象。4.7鋼箱梁結(jié)構(gòu)分析方法概述剪力滯系數(shù)考慮剪力滯效應所求得的正應力按梁彎曲初等理論所求得的正應力剪力滯系數(shù)與結(jié)構(gòu)體系(簡支、懸臂、連續(xù)等)、截面形狀及荷載形式有關。

4.7鋼箱梁結(jié)構(gòu)分析方法概述偏心荷載產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形—〉自由扭轉(zhuǎn)剪應力、約束扭轉(zhuǎn)正應力和剪應力鋼箱梁的板厚較小，扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生畸變變形—〉產(chǎn)生翹曲正應力、畸變剪應力，同時也產(chǎn)生橫向彎曲正應力箱形梁承受偏心荷載作用，除了按彎扭構(gòu)件進行整體分析外，還應考慮局部荷載的影響。

4.8鋼箱梁結(jié)構(gòu)力學分析方法鋼形梁為受彎扭的彈性閉口薄壁構(gòu)件，其力學分析方法分為解析法和數(shù)值法。解析法偏心荷載分解為對稱荷載和反對稱荷載，分別計算再疊加。假定位移模式，利用平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件或變分原理建立控制方程，結(jié)合邊界條件，求解位移和應力。數(shù)值法有限元法有限條法

4.8鋼箱梁結(jié)構(gòu)力學分析方法傳統(tǒng)分析方法將鋼箱梁分成三個結(jié)構(gòu)體系計算第一體系-主梁體系橋面板作為主梁頂板，作為主梁的一部分參與主梁工作，按閉口薄壁桿件分析計算。

4.8鋼箱梁結(jié)構(gòu)力學分析方法傳統(tǒng)分析方法將鋼箱梁分成三個結(jié)構(gòu)體系計算第二體系-橋面體系將橋面板(包括縱肋、橫肋)作為正交異性板來處理，支承在主梁上，僅承受橋面荷載，按