09钢箱梁桥

12014.7.18靖江钢桥与组合结构桥梁钢桥与组合结构桥梁吴吴冲冲同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系[e-mail]@tongji.edu.cn同济大学课程同济大学课程同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong12014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置钢箱梁桥：由钢板通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的箱形截面的实腹式钢梁作为主要承重结构的桥梁。同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong22014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置钢箱梁桥与工形钢板梁相比主要有以下优点：(1)翼缘宽度大，具有很大的抗弯能力，跨越能力比工形钢板梁大得多，目前钢箱连续梁桥的昀大跨径已经达到300m。(2)具有很大的抗扭刚度，荷载横向分配均匀，即使采用单箱结构形式，两个腹板的弯矩也相差不大，而且适合于扭矩较大的弯桥等复杂桥梁；(3)具有很大的横向抗弯刚度、横向稳定性好，可以抵抗很大的水平力作用，省去纵向联结系，对于单箱结构不需要横向联结系。(4)单根箱梁的整体稳定性好，便于吊装和无支架施工；并且构件数量比工形梁少，施工速度快；(5)梁高小、适合于立交桥和建筑高度受到限制的桥梁等。采用较小的梁高可以有效的缩短引桥或引道的长度，降低整体工程造价；(6)横隔和加劲结构等都在箱内，外形美观；(7)箱内为中空结构，便于布置电缆、水管、煤气管等附属设施。箱内还可以作为检修和维护的通道。同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong32014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—结构形式（1）沥青混凝土60mm钢筋混凝土桥面板150mm防水层1mmCL混凝土桥面的单箱单室箱梁桥，用于宽度与跨径之比较小的桥梁同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong42014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—结构形式（2）防水层1mm钢筋混凝土桥面板150mm沥青混凝土60mmCL混凝土桥面的双箱单室箱梁桥是钢箱梁中采用昀多梁桥结构形式同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong52014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—结构形式（3）防水层1mm钢筋混凝土桥面板150mm沥青混凝土60mmCL防水层1mm钢筋混凝土桥面板150mm沥青混凝土60mmCL混凝土桥面的三箱单室箱梁桥混凝土桥面的单箱多室箱梁桥（较少采用）2同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong62014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—结构形式（4）钢桥面的单箱单室箱梁桥倾斜腹板的倒梯形箱梁桥，桥墩宽度较小同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong72014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—结构形式（5）钢桥面的双箱单室箱梁桥钢箱梁中采用昀多梁桥结构形式同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong82014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—结构形式（6）钢桥面的单箱多室箱梁桥主要用于桥宽较大的桥梁同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong92014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—结构形式（7）扁平钢箱梁，梁高与桥宽之比很小主要用作吊桥、斜拉桥、拱桥等的加劲梁，梁式桥中很少采用同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong102014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—分类钢箱梁桥根据支承条件和受力特点分为简支钢箱梁桥、连续钢箱梁桥和悬臂钢箱梁桥按桥面板形式分为：钢筋混凝土桥面箱钢板梁桥和钢桥面箱梁桥通常跨径小于60m时采用钢筋混凝土桥面板较为经济。通常跨径大于80m时采用钢桥面板较为经济。跨径60～80m时需要进行较为详细的技术与经济比较。按桥梁的平面形状分为直桥、斜桥和曲线桥等同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong112014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置组拼工序：组拼工序：底板→横隔板→腹板底板→横隔板→腹板→→顶板顶板3同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong122014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—总体布置组成主梁单箱钢梁桥双箱钢梁桥多箱钢梁桥防水层1mm钢筋混凝土桥面板150mm沥青混凝土60mmCL主梁主梁横梁横梁桥面系桥面系纵梁纵梁同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong132014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—总体布置横断面布置横断面布置公路桥箱梁数公路桥箱梁数箱梁宽度箱梁宽度BB►►剪力滞：剪力滞：B/lB/l≤≤0.20.2较合理较合理►►焊接空间：焊接空间：B1.2mB1.2m为宜为宜►►运输：陆运运输：陆运BB≤≤3.5m3.5m为宜为宜悬臂宽度悬臂宽度►►砼桥面砼桥面不设钢挑梁：不设钢挑梁：≤≤1.5m1.5m为宜为宜设钢挑梁：设钢挑梁：≤≤3.0m3.0m为宜为宜►►钢桥面：钢桥面：≤≤3.5m3.5m为宜为宜经验：经验：22个车道一根主梁个车道一根主梁►►车道车道≤≤2:2:单箱单室单箱单室►►车道车道=3:=3:单箱单室或单箱双室单箱单室或单箱双室►►车道车道=4:=4:双箱单室双箱单室►►车道车道=6:=6:双箱单室、双箱双室、三单箱单室双箱单室、双箱双室、三单箱单室铁路钢箱梁：单线铁路：单箱，梁宽为2.0~2.2m复线铁路：双箱单室，单箱双室0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.00.10.20.30.40.5单侧翼缘宽/跨径(b/l)剪力滞折减系数(be/b)跨间支点主梁梁宽的确定，必须综合考虑箱梁的受力、维修管理、制作、运输、安装与架设等同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong142014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—总体布置纵梁当主梁间距较大时，为了减小钢筋混凝土桥面板的跨径、或者提高钢桥面板的刚度，箱梁之间可以设置纵梁从钢筋混凝土桥面板的厚度考虑，纵梁间距不宜太大，一般不大于3m，并且支承于横梁之上；纵梁与横梁的连接纵梁与横梁的连接同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong152014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—总体布置边纵梁箱梁外侧设置挑梁时，在挑梁端部需要设置边纵梁（俗称为耳梁）支承桥面板边纵梁与挑梁的连接边纵梁与挑梁的连接同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong162014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—总体布置横梁对于双箱或多箱结构钢梁桥，梁端或中间支承处设置横梁，使得各主梁受力较均匀、支承纵梁和桥面板，可以有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支点反力，保证桥梁的整体受力和抵抗偏心荷载和风荷载等产生的扭矩。当有纵梁时，横梁的间距不大于6m，没有纵梁时，横梁间距可以适当放宽，昀大间距20m左右，其中一道应该设置在跨中。横梁要有足够的刚度，通常采用实腹式结构形式，梁高通常为主梁高度的3/4~4/5，除特殊情况之外不得小于主梁高度的1/2。同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong172014.7.18靖江第一节钢箱梁桥的结构形式与总体布置—总体布置支座单箱钢梁桥的梁端必须设置两个支座才能保证结构的稳定性和抵抗扭矩的作用。多箱钢梁桥，往往一个钢箱设置一个支座，箱梁之间用横梁相连。当一个钢箱设置多个支座时，由于支座高度的设置误差会导致支座受力的不均匀，对箱梁产生不利的影响。为了维修和更换支座方便，箱梁桥应该设置支承千斤顶的临时支点加强结构。千斤顶4同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong182014.7.18靖江第二节主梁钢箱主梁构造由顶板、底板、腹板焊接成闭口截面，箱内设置横隔板和纵横加劲肋。箱梁之间有横向联系时，还需要设置连接结构主梁要求有足够的强度和刚度，主梁设计应该尽可能地使得截面以应力控制设计。梁高大约为跨径的1/20~1/30。防水层1mm钢筋混凝土桥面板150mm沥青混凝土60mmCL同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong192014.7.18靖江第二节主梁—截面变化调整主梁截面的方法有改变调整主梁截面的方法有改变梁高和板厚梁高和板厚两种方法。当跨径较小时，采用改变顶两种方法。当跨径较小时，采用改变顶底板板厚、梁高与梁宽保持不变的方法，对钢箱梁制作、运输和安装较为方底板板厚、梁高与梁宽保持不变的方法，对钢箱梁制作、运输和安装较为方便；当跨径较大时，采用改变梁高的方法更加有效便；当跨径较大时，采用改变梁高的方法更加有效钢箱梁桥截面变化数量和位置示意图同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong202014.7.18靖江第二节主梁—翼缘板与加劲肋受压底板的昀小板厚不宜小于表的昀受压底板的昀小板厚不宜小于表的昀小板厚要求小板厚要求对于受拉底板昀小板厚对于受拉底板昀小板厚加劲肋应该等间距布置，其几何尺寸加劲肋应该等间距布置，其几何尺寸必须满足局部稳定要求必须满足局部稳定要求80btfn（图3.1）；n为底板的加劲肋布置等分数n＝nr＋1；nr为底板加劲肋根数。n为底板的加劲肋布置等分数n＝nr＋1；nr为底板加劲肋根数。表5.2.2受压翼缘板最小板厚t钢材种类(中国标准GB)SS400,SM400(Q235)SM490(Q345)SM490Y,SM520(Q370)SM570(Q420)40≧tb/(56fn)b/(48fn)b/(46fn)b/(40fn)40t≦75b/(58fn)b/(50fn)b/(46fn)b/(40fn)钢材板厚(mm)75t≦100b/(58fn)b/(50fn)b/(48fn)b/(42fn)注：f=0.652+0.13+1.0；121；：板件边缘应力(压应力为正)，21（图5.1.3）。同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong212014.7.18靖江受压板件加劲肋受压板件加劲肋加劲肋不允许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求加劲肋不允许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求扁钢加劲肋：扁钢加劲肋：LL形、形、TT形钢加劲肋：形钢加劲肋：《《热轧球扁钢（热轧球扁钢（GB/T9945GB/T9945））》》的球扁钢加劲肋：的球扁钢加劲肋：闭口加劲肋：闭口加劲肋：第二节主梁—翼缘板与加劲肋yssfth34512yssftb3451200yssfth3453034518ssyhtfyssftb34540yssfth34540同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong222014.7.18靖江第二节主梁—截断及构造箱梁桥横向划分箱梁桥横向划分箱梁顶底板变厚度处理箱梁顶底板变厚度处理内部加劲肋内部加劲肋同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong232014.7.18靖江第二节主梁—加劲肋主梁加劲肋包括钢箱梁顶底板的加劲肋和腹板加劲肋;箱梁腹板加劲肋构造和设计与工形钢板梁桥基本相同;钢顶底板的局部稳定分析，可以近似简化为由箱梁腹板和横隔板围成的四边简支加劲板;四面简支对边均匀受压加劲板5同济大学吴冲TongjiUniversity,WuChong242014.7.18靖江第二节主梁—加劲肋加劲肋的分类：加劲肋的分类：刚性加劲肋：母板（被加劲板件）失稳时在加劲刚性加劲肋：母板（被加劲板件）失稳时在加劲肋处形成节线，为加劲间母板的局部失稳，母板受肋处形成节线，为加劲间母板的局部失稳，母板受力近似于由简支边或加劲肋围成的局部板件；力近似于