钢箱梁

第五章钢箱梁钢箱梁桥的结构形式与总体布置主梁横隔板钢箱梁受力分析第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置适用范围：跨径较大（超过60m）分类：•按截面分：单箱单室、双箱单室、单箱多室、多箱单室、扁平钢箱梁（适用于大跨桥梁的加劲梁）•按桥面分：钢筋砼桥面（小于60m）钢桥面（大于80m）•按受力分：简支梁、连续梁（适于钢箱梁）、悬臂梁一、结构形式第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置特点：典型的闭口薄壁结构受压翼缘的欧拉应力：当时，可得由稳定控制设计的宽厚比限值二、箱梁受力特点与构造措施222()12(1)xcrEtkb1/222()12(1)ybkEtfxcryf第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置破坏类型：•弯矩作用下，受压翼缘局部失稳，发生弯折破坏•扭矩作用下，箱梁畸变•集中力作用下，附近腹板发生压皱破坏现象第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置构造措施：•为防止畸变和横向弯曲，应设置足够的横隔板；•为防止受压翼缘的局部失稳，应设置足够的加劲肋；•为防止受拉翼缘在制作、运输、安装过程中出现局部压应力或面外弯曲，也应布置一定的加劲肋；•为防止腹板的弯剪失稳和局部压皱，应设置横肋和纵肋。第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置钢箱梁的优势•翼缘宽度大，具有很大抗弯能力、跨度大；•抗扭刚度大，荷载横向分配均匀，适于弯桥；•横向抗弯刚度大，抵抗水平力强，可省纵联，单箱还省横联；•单根箱梁整体稳定性好，施工快；•梁高小，适用于立交和建筑高度受限制的桥梁；•外形美观，横隔和加劲结构均在箱内；•箱内为中空结构，便于布置附属设施、检修和维护等。第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置(一)主梁单箱钢梁桥•适用范围：桥宽较小(3车道)内；或宽跨比1/10时对于4~6车道，可采用双幅单箱梁桥•翼缘有效宽度：主梁腹板间距=Le/5主梁悬臂长度=Le/10•挑梁：钢筋砼桥面，悬臂较长时，应设挑梁和边梁，对应处设横隔板或横肋。三、总体布置第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置•挑梁：钢桥面，可提高桥面板刚度，间距1.5m~3m(开口肋)间距2m~4m(闭口肋)•单箱多室：较少采用，中腹板对钢箱梁抗扭刚度影响小。双箱钢梁桥•适用范围：桥宽较大；或单箱尺寸大，制作、运输、安装困难时；或单箱有效宽度小，不经济时；•挑梁设置：可设，可不设(见下图)第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置多箱钢梁桥•适用范围：跨径较小，且桥宽较大时采用；•主梁尽可能等间距布置：使主梁受力均匀。第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置(二)纵梁作用•主梁间距较大时，减小钢筋砼桥面板跨径；•提高钢桥面板的刚度构造•纵梁间距：对于钢筋砼桥面板，不大于3m。对于钢桥面板，横梁或横肋间距小时，可不设桥宽较大时，可设。第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置纵梁与中间横梁的连接(a)腹板搭接(b)腹板对接第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置纵梁与端横梁的连接(a)腹板搭接(b)腹板对接第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置(三)横梁作用•对于双箱或多箱，使主梁受力均匀•支承纵梁或桥面板•端横梁有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支点反力间距•有纵梁时，不大于6m。(减小纵梁跨径)•无纵梁时，最大不超过20m。(主要起荷载横向分配作用)第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置刚度•实腹式梁高为主梁高度的3/4~4/5。•一般不得小于主梁高度的1/2。第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置(四)支座及临时支点布置•单箱钢梁桥梁端应设两个支座才能保证结构稳定和抵抗扭矩•多箱钢梁桥，一个钢箱一个支座。当一个钢箱设多个支座时，可能引起支座受力不均。•应设置支承千斤顶的临时支点加强结构。第一节钢箱梁桥结构形式与总体布置•跨径•结构形式•桥宽四、钢箱梁桥的用钢量第二节主梁箱梁单元划分•箱梁较窄或不受运输限制时，尽可能作成整体•运输受限制时，则横向划分若干个工厂制作单元，再工地拼接成整体。一、主梁构造第二节主梁箱梁翼板细部构造•由于连接和设置脚手架的需要，下翼缘宽度大于腹板间距(a)需设脚手架时，悬出100~150mm。(b)不设脚手架时，悬出15~20mm。•顶底板变厚度时，采用箱内对齐的结构形式。第二节主梁翼板加劲肋•一般垂直于翼缘板布置•加劲肋接头与翼板或腹板接头，应错开250mm以上。•受拉翼缘加劲肋与横隔板或横肋不焊接(防疲劳)•受压翼缘加劲肋与横隔板或横肋应焊接第二节主梁主梁梁高•经济梁高，用钢量最省，由截面应力控制•最小梁高，刚度控制•最大梁高，由建筑高度控制综上梁高为跨径的1/20~1/30。二、主梁梁高与梁宽第二节主梁主梁梁宽•受力(a)高宽比过大，侧向稳定性差；(b)高宽比过大或过小，对畸变与翘曲影响大；(c)宽跨比太大，顶底板有效宽度小，不经济。•维护管理和制作(a)箱梁高宽不宜太小，人焊接、检查、防腐方便(b)横隔板过人孔不宜小于400×600mm。•运输和安装(a)陆路运输，宽度和高度在3200~3600mm以内(b)单箱宽3~6m多第二节主梁目的：减少用钢量(根据弯矩调整)方式：•跨径较小时，改变顶底板厚度•跨径较大时，改变梁高三、主梁的截面变化第二节主梁