钢箱形连续梁上部结构验算咨询报告

金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告（一）、(22.5+20+27+29.5+30+2X20)m钢箱形连续梁上部结构验算(Px013~Px020)1、钢箱梁主梁体系整体分析验算1.1、技术标准荷载等级：城市-A级；标准横断面：0.5m（防撞栏杆）+7.0m（车行道）+0.5m（防撞栏杆）＝8.0m；抗震标准：地震基本烈度7度，地震动峰值加速度0.1g，重要性修正系数1.3；桥梁设计安全等级：立交匝道结构为二级，结构重要性系数γo＝1.0；环境类别：I类。1.2、主要标准、规范①交通部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）②交通部颁《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）③交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTJGD60-2004）④交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）⑤交通部颁《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）1.3、主梁细部尺寸①单箱单室：顶板宽7.8m，底板宽4.06m；②梁高：1.7m；③钢梁顶板厚：14mm；④钢梁腹板厚：14mm；⑤钢梁底板厚：16mm；⑥纵向设置U型加劲肋，厚8mm。金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告1.4、主要材料钢梁：采用Q345qD，其钢材性能应符合GB/T714—2000的要求。抗压、拉弹性模量E=5100.2Mpa，抗弯弹性模量E=5100.2Mpa。线膨胀系数k=0.000012。1.5、计算荷载1)自重：考虑钢梁顶底板、腹板、横隔板、加劲肋、铺装、护栏。2)强迫位移：基础间不均匀沉降按1cm计。3)温度：按规范考虑不均匀升降温。4)活载：城市-A级，冲击系数按规范取用。1.6、计算模型采用桥梁结构空间计算程序Midascivil2006计算，根据实际施工步骤确定计算工况。钢箱梁的截面有效分布宽度根据英国规范BS5400中相关规定进行计算。结构离散示意图如下图所示。结构离散图1.7、施工阶段划分结构分析施工阶段按如下划分：施工阶段划分施工阶段工作内容完成天数1在支架上焊接钢梁72桥面铺装、护栏施工14运营阶段10001.8、持久状况正常使用极限状态主梁体系应力验算由程序计算得主梁体系弯矩包络图如下：金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告钢箱梁使用阶段弯矩包络图钢箱梁使用阶段扭矩包络图金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告钢箱梁顶板主梁体系左上缘正应力包络图钢箱梁顶板主梁体系右上缘正应力包络图金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告钢箱梁底板主梁体系左下缘正应力包络图钢箱梁底板主梁体系右下缘正应力包络图由以上图表可知，钢箱梁顶板及底板主梁体系下的应力极值为：顶板最大拉应力为103.1MPa，最大压应力为57.2MPa，底板最大拉应力为58.9MPa，最大金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告压应力为79.0MPa。2、钢箱梁桥面板体系格子梁法顶板、U肋验算1）、模型的简化结构横隔板间距为2.5m，箱梁腹板间距为4m。将U形纵肋简化为支承于主梁和横隔板腹板上的梁格，将顶板切开，不计平板的剪切刚度。考虑到纵肋处顶板剪力滞影响，顶板切开时，纵肋的顶板计算宽度采用有效分布宽度的方法计算。钢箱梁典型断面与桥面板体系梁格结构简图如下图所示。可简化为横隔板间2.5m一跨的单根U形纵肋及相应的顶板有效分布宽度在桥面铺装及重车车轮荷载作用下进行验算。纵肋盖板有效宽度的计算：mmL2500；等效跨径mmLl150025006.06.0纵肋间距：mmb6002；mmb3002.01500300lb；有效宽度：blblbcs2)(5.4)(2.306.13002.05.42.02.306.12mmmm150180有效宽度sc取mm150。等效纵肋截面如下图所示。2）、计算荷载①桥面铺装恒载：mkN/152.16.02408.0②汽车活载：取重车轮重为70kN；冲击系数1.4；车轮着地面积为760mm金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告（横桥向）X360mm（纵桥向）。将车轮分布荷载简化为集中荷载计算。纵肋车轮荷载横向分配近似按杠杆法计算，如下图所示：一根纵肋分配到的轮重为：PqRR158.06002380276031；PqR683.06002380600276022；3）、计算结果单根U形纵肋及相应的顶板有效分布宽度在桥面铺装及重车车轮荷载作用下的第二体系应力计算模型如下图所示：第二体系应力计算结果如下表所示：构件截面弯矩（kN.m)应力（Mpa）恒+活上缘下缘纵肋跨中19.81-12.0034.72支点22.0716.64-48.13U形纵肋及相应顶板有效分布宽度的上缘正应力包络图如下：金寨路高架桥工程咨询审查及优化设计报告U形纵肋及相应顶板有效分布宽度的下缘正应力包络图如下：由以上图表可知，第二体系桥面板最大应力水平为34.72Mpa，U形纵肋最大应力水平为48.13Mpa。3、上部结构分析验算结论综合第一体系和第二体系计算结果，桥面板第一体系+第二体系最大应力为137.82Mpa，钢梁底板最大应力为79.0Mpa，纵向U肋最大应力为48.13Mpa，均满足强度和刚度要求。