钢桥 课件 第5章 钢箱梁桥

《钢桥》——钢箱梁桥钢箱梁桥概况Contents.本章内容提纲2023/6/12《钢桥》第5章

钢箱梁桥总体布置结构构造结构分析钢箱梁桥设计检算钢箱梁桥概况3《钢桥》第5章

钢箱梁桥钢箱梁桥概况5.15.1.1基本组成上部结构主要由主梁、横向联结系和桥面系组成纵梁主梁横梁钢桥面板4《钢桥》第5章

钢箱梁桥主梁：通常采用上、下翼缘和两侧腹板形成的闭口截面，板件内侧布置加劲构件，包括纵向(顺桥向)和横向(垂直于桥轴线方向)加劲肋以及横隔板；起到了整个桥梁的承重作用，把由桥面系传来的荷载传递到支座。5.1钢箱梁桥概况a)b)c)d)e)f)g)受压翼缘的局部屈曲压皱截面变形垂直加劲肋腹板底板横肋腹板桥面板MMDDDTT防止翼缘局部失稳、腹板压皱破坏，应分别在受压翼缘设置纵肋，腹板设置纵肋、横肋。防止弯矩和扭矩作用下，主梁截面畸变和横弯，应设置一定数量横隔板。防止制作、运输及安装过程中，受拉翼缘局部变形，应设置纵肋。5《钢桥》第5章

钢箱梁桥横向联结系：实腹式梁和空腹式桁架形式横向联结系的作用是把各个主梁连接成整体，使得荷载横向分布更均匀，承受水平荷载与偏心荷载引起的扭矩作用。倘若与桥面板相连，还兼作桥面系。6《钢桥》第5章

钢箱梁桥实腹式梁——横梁空腹式桁架——横联5.1钢箱梁桥概况桥面系：主要是提供桥梁的行车部分，把桥面荷载传递到主梁；桥面系主要承力部件包括正交异性钢桥面板以及支撑桥面板的纵、横梁。5.1钢箱梁桥概况横肋纵肋盖板纵梁横梁（兼作横向联结系及桥面系）正交异性钢桥面板7《钢桥》第5章

钢箱梁桥钢箱梁桥概况5.1钢箱梁桥的结构特点材尽其用，自重轻：跨径越大越节约钢材，有效降低下部结构造价；翼缘宽度大，抗弯能力强：能增大跨越能力；抗扭刚度大，横向受力均匀：适用于弯桥和承受较大偏心荷载的直线桥；横向刚度大、稳定性好：省去纵向联结系，对于单箱结构不需要横向联结系；8《钢桥》第5章

钢箱梁桥钢箱梁桥概况5.1安装迅速，自动化程度高：提高了架设效率，缩短工期；功能多样，适应性好：箱内可容纳管线附属设备，也是维修管理通道。整体密闭，抗锈蚀能力强：有利于延长涂装寿命；外观轻巧，线条流畅：既美观，也能取得更好的抗风效果；梁高小：适合于建筑高度受限桥梁，可缩短引桥长度，降低整体造价。9《钢桥》第5章

钢箱梁桥总体布置10《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.2总体布置立面布置跨径布置钢箱梁桥的跨径布置弹性很大，边中跨比分布在0.5~1.0，但以0.6~0.8区间内取值最为常见。为了方便工厂模块化制造，跨径与横隔系间距保持倍数关系德国及日本部分连续钢箱梁桥的边中跨比统计11《钢桥》第5章

钢箱梁桥梁高布置5.2总体布置等高度梁便于工厂化制造、运输与安装，适合顶推法施工变高度梁12《钢桥》第5章

钢箱梁桥有效减少钢材用量，适应截面抗弯需要5.2梁高取值钢箱梁桥的梁高与结构体系、跨径布置、截面形式及施工方法等因素相关综合已有工程实例：简支梁梁高一般取为跨径的1/25~1/20连续梁梁高一般取为跨径的1/30~1/25日本钢箱梁桥高跨比取值13《钢桥》第5章

钢箱梁桥变高度梁中支点 跨中等高度梁1/30~1/201/30~1/201/80~1/30总体布置单箱连续钢箱梁桥高跨比5.2总体布置横断面布置按照所采用钢箱主梁根数分为单箱和双(多)箱截面。单箱截面桥宽较小时(通常在3车道以内)，采用单箱结构较经济。崇启大桥14《钢桥》第5章

钢箱梁桥单箱单室断面(单幅桥梁3车道)5.2随着桥宽增大，可选择增设横肋/斜撑、倒梯形截面或者单箱多室横肋单箱三室2502750

500125006505250126005002750

250125006500 36005250 300363004000箱外加劲斜杆3600 30004200斜撑腹板满足桥面板受力要求，减小下翼缘宽，降低墩及基础尺寸通过斜撑满足桥面横向受力，适应桥宽功能需求纵、横向分段分块后便于制作及运输总体布置15《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.2总体布置双(多)箱截面为了避免单箱尺寸过大，引起制作、运输、安装与架设困难，或者箱板有效宽度折减过多，采用双箱或多箱截面更合理。箱间横联Rio-Niterói桥-世界跨度最大的连续钢箱梁桥广州市同德围南北高架桥-30m组合钢箱连续梁桥16《钢桥》第5章

钢箱梁桥京港澳高速保定互通组合钢箱连续梁桥5.2总体布置桥面铺装厚度保持不变，腹板和顶板两侧对称，底板保持水平，调整顶板坡度实现横坡设置17《钢桥》第5章

钢箱梁桥钢箱梁桥横断面通常设有横坡双向横坡与组合钢板梁桥横坡设置的区别？5.2总体布置水平制造(顶、底板对称，腹板等高)，成桥时旋转斜置。制作简单，需要额外施工辅助装置单向横坡整体斜置非对称倾斜18《钢桥》第5章

钢箱梁桥底板水平，顶板与桥面同坡度，而两侧腹板不等高。降低了安装难度，需考虑腹板高度差结构构造19《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.3结构构造5.3.1正交异性钢桥面钢桥面板是由盖板、纵肋(顺桥向)和横肋(横桥向)焊连而成。相互垂直纵、横肋截面和间距不同，桥面板纵横向刚度有差异，称为正交异性(Orthotropic)板传力路径横肋纵肋盖板盖板轻薄，纵肋截面尺寸较小、布置较密，横肋截面尺寸较大、布置较疏轮载P铺装盖板纵肋横肋(横隔板)20《钢桥》第5章

钢箱梁桥P5.3盖板板材类型：包括平钢板和波纹钢板受力特点：刚度小，集中轮载下易产生过大的局部变形，并形成局部应力高峰，导致两大顽疾-疲劳开裂和桥面铺装破损构造要求：控制板厚和挠跨比结构构造行车道的盖板厚度

（t≥14mm）人行道的盖板厚度

（t≥10mm）盖板挠跨比

（D/L<1/700）21《钢桥》第5章

钢箱梁桥《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)5.3加劲肋截面类型：包括开口式(平钢板、正/偏球头钢板、不等边角钢和倒T形截面)和闭口式(倒梯形、U形和V形)结构构造开口式22《钢桥》第5章

钢箱梁桥闭口式截面尺寸：确保不发生局部失稳5.3作为纵肋使用345syhstf

12345345bhf

y

s0

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30f

y ts345hstsf

y

18bs

345

345tr f

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y

30 ，

h

40ft

a3

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400t3

h

横肋一般采用倒T形截面，最小板厚不应小于8mm23《钢桥》第5章

钢箱梁桥a

300mm,bs

165mm8

tr

10mm，200

h

360mm结构构造5.3布置间距：避免两个极端间距过大 难以发挥加劲盖板作用间距过小 不便于桥面板的制作与安装《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)纵肋宜等间距布置。不得已时，最大间距不宜超过最小间距的1.2倍开口纵肋间距：300mm~400mm闭口纵肋间距：600mm~850mm横肋间距不大于3m，当采用开口纵肋；不大于4m，当采用闭口纵肋结构构造24《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.3刚度要求根据加劲效果不同，加劲肋分为刚性加劲肋和柔性加劲肋。二者区别在于加劲板的失稳模式不同。宜按刚性加劲肋设计，提高盖板局部刚度，满足使用需求加劲板临界荷载-刚度比关系基本概念刚性加劲肋：盖板局部失稳时在加劲肋处形成节线柔性加劲肋：加劲肋与盖板共同挠曲柔性肋刚性肋临界刚度比25《钢桥》第5章

钢箱梁桥刚性肋的判别标准(按弹性板的屈曲理论)

*γ—单根加劲肋抗弯刚度与盖板有效宽度内抗弯刚度之比γ*—临界刚度比结构构造刚性肋的构造要求5.3纵向加劲肋Il—单根纵肋绕Y-Y轴惯性矩It—单根横肋绕X-X轴惯性矩μ—泊松比As,l—单根纵肋面积《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)*l l1b横向加劲肋*3 l t4

at

b

1

n

lEI l

bD

D

Et312

1

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1

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a

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b

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1

1

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A10n,

bt ,n

b盖板26《钢桥》第5章

钢箱梁桥XXYYYY结构构造5.3钢桥面板连接连接类型：工厂连接和工地连接工厂连接是把盖板、纵肋和横肋焊接成正交异性桥面板单元盖板和纵、横肋连接一般用角焊缝；为避免盖板和纵肋焊缝出现疲劳裂纹，用熔透焊代替角焊缝《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)熔透深度不得小于纵肋厚度的80%，焊缝有效喉高不得小于纵肋的厚度纵肋与横肋交汇时，横肋开孔，而纵肋连续通过结构构造27《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.3工厂连接焊缝构造横肋与盖板焊缝在横肋腹板顶部绕焊横肋腹板开孔底部设置过焊孔受拉翼缘开口纵肋与横肋连接横肋与盖板和U肋的焊接采取连续焊过过焊孔的堆焊方式进行填实横肋腹板底部连续施焊绕过过焊孔受压翼缘开口纵肋与横肋连接纵肋与横肋腹板单侧角焊缝连接，防止纵肋压屈闭口纵肋与横肋连接结构构造28《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.3工地连接综合考虑制作、运输和施工架设等具体条件，决定桥面板单元如何划分基本原则29《钢桥》第5章

钢箱梁桥减少桥面板的工地连接；纵向接头尽可能避开轨迹线，尽可能设置在中央隔离带或安全带；焊接接头一般采取全熔透开坡口焊接，坡口表面需要打磨光滑盖板工地连接应避免栓接，导致铺装层损坏结构构造5.3工地连接构造-适用于开口纵肋螺栓拼接单缝拼接双缝拼接栓焊混合拼接30《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构构造5.3工地连接构造-适用于闭口纵肋焊接误差容易调整改善接头疲劳性能31《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构构造5.3控制主梁侧向稳定性高宽比大于6，且自由跨径/宽度比大于65√345/fy时，需验算整体稳定性提高材料利用率，确保主梁全宽有效腹板间距不大于等效跨径的1/5悬臂长度不大于等效跨径的1/10等效跨径如何确定？32《钢桥》第5章

钢箱梁桥主梁整体构造主梁截面尺寸选择应确保受力合理、用料经济，同时兼顾制作、运输、安装及维修养护等因素，注意控制截面高宽比和宽跨比结构构造5.3日本部分钢箱梁桥主梁截面尺寸主梁节段运输和安装控制宽度和高度在3200~3600mm以内主梁内部维护与管理控制横隔板过人孔宽度和高度不宜小于400×600mm高宽比控制在0.2~2.033《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构构造5.3翼缘与悬臂板主梁翼缘与悬臂板较薄，一般通过布置加劲肋，满足安全与适用要求。纵向加劲肋布置条件《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)34《钢桥》第5章

钢箱梁桥主梁腹板间距大于受压翼缘80倍受压悬臂宽度大于其厚度12倍受拉悬臂宽度大于其厚度16倍纵向加劲肋构造要求受压翼缘纵向肋间距小于板厚40倍，可放宽到80受拉翼缘纵向肋间距小于板厚80倍结构构造5.3主梁下翼缘加劲肋布置与上翼缘及桥面板布置要求略有不同纵向加劲肋开口肋闭口肋35《钢桥》第5章

钢箱梁桥横向加劲肋用于小跨径直线箱梁及曲线箱梁间距为400-500mm用于中等跨径及以上直线箱梁间距为800-1000mm下翼缘横肋是箱内横向联结系(横隔板)一部分，间距与横向联系间距一致，采用T形截面结构构造5.3主梁下翼缘板构造-适应受力及功能需要下翼缘板宽下翼缘板厚在支座以外区域通常是等宽因支座布置需要，支点处对下翼缘局部加宽下翼缘宽度通常比腹板在下翼缘间距略大，便于与腹板焊连向箱外变厚36《钢桥》第5章

钢箱梁桥向箱内变厚

考虑节省钢料，下翼缘板厚沿纵向通常是变化的向箱外变厚，使腹板以及横隔板的尺寸标准化向箱内变厚，施工方便且美观结构构造5.3腹板钢箱梁腹板与钢板梁腹板受力状态基本一致，腹板及其加劲肋构造要求可参考3.3.2和3.3.3节内容横隔板按位置分类：跨间横隔板和支点横隔板基本功能：限制主梁的畸变和横向弯曲，支点横隔板还将起到传递扭矩和分散支座反力的作用畸变37《钢桥》第5章

钢箱梁桥横向弯曲结构构造5.3跨间横隔板的基本构造引入变量ρρ(0≤ρ≤1)反映横隔板的挖空率bh38《钢桥》第5章

钢箱梁桥A BH

=A

结构构造5.3按挖空率ρ的大小，跨间横隔板分为实腹式、框架式和桁架式实腹式框架式桁架式0.4<ρ<0.8，横隔板受力界于实腹式和桁架式ρ≥0.8，横隔板退化为横联ρ≤0.4，横隔板主要受剪适用于尺寸较小主梁39《钢桥》第5章

钢箱梁桥对于尺寸较大主梁，可减轻自重结构构造5.3跨间横隔板挖空部分构造结构简单，加工制作方便，较常用加工制作困难，主要用于框架式横隔板挖空部分留作通道，便于使用与维护，宽度不宜小于400mm，高度不宜小于600mm挖空区域周边构造分为加劲式与包边式。加劲式40《钢桥》第5章

钢箱梁桥包边式结构构造5.3跨间横隔板的间距LD

6m,

L

50m

L

50m

LD

0.14L

1

且

20m,L—桥梁等效跨径控制箱梁的翘曲应力与容许应力比为0.02~0.06，适用于跨径小于200m的钢箱梁桥《日本道路桥示方书》41《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构构造5.3支点横隔板的基本构造多数采用实腹式横隔板板厚大于跨间横隔板，一般控制在50mm以内横隔板与底板的焊缝完全熔透支点横隔板开口处采用外贴式钢板进行加强结构构造42《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.3基本构造横梁间距使用纵梁时，不超过6m不设纵梁时，最大间距为20m，跨中设置一道横梁横梁尺寸采用实腹式结构，梁高通常为主梁高度的3/4~4/5，不小于主梁高度的1/2，横梁顶面与主梁同高43《钢桥》第5章

钢箱梁桥桥面系的主要作用？5.3.3桥面系对于具有双箱或多箱主梁的钢箱梁桥，需要设置桥面系结构构造5.3中间横梁纵梁

中间横梁纵梁

桥面系构件连接构造鱼形板搭接

2）腹横端梁纵梁

横端梁纵梁

1）腹板搭接2）腹板对接1）腹板纵梁与中间横梁的连接板对接纵梁与端横梁的连接横梁与主梁的连接纵梁与横梁及横梁与主梁栓接纵梁端部上、下翼缘设置鱼形板，传递弯矩结构构造44《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.3单箱梁桥直线桥支承断面布置双支座，且应对中布置连续弯梁桥支承断面设置单支座，位置？理由？双箱或多箱结构 各箱梁均需设置支座，注意控制各支座高差支座与临时节点支座45《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构构造5.3临时支点为了维修和更换支座方便，钢箱梁桥应设置支承千斤顶的临时支点加强结构支承加劲肋支承加劲肋构造参考3.3.3节46《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构构造结构分析47《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析48《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.4钢箱梁桥结构分析方法概述钢箱梁桥受力特点具有明显的空间受力特征，上、下翼缘和腹板具有突出力学相关性与钢板梁和钢桁梁分析不同，需开展空间分析结构变形形态复杂，需考虑面内和面外弯剪以及扭转作用钢箱梁桥空间分析方法精细化有限元分析结构分析5.4采用板壳单元和梁单元离散钢箱梁桥各承力部件优点 模拟部件力学行为及相互约束，结果可靠不足计算量大，耗时多用于设计校核完全板壳元模型49《钢桥》第5章

钢箱梁桥板壳-梁混合单元模型钢箱梁桥空间分析方法近似叠加分析结构分析5.4分开考虑钢箱梁桥整体变形(桥面板视为箱梁上翼缘)和桥面板局部变形(桥面板视为支承在主梁腹板及横梁上的二向受力部件)，再叠加各独立变形产生的应力特点整体变形分析可采用梁格法，考虑荷载横向分布的梁单元法桥面板局部变形分析可采用比拟正交异性板法、P.E.法、梁格法计算效率高，精度能满足设计需要广泛用于设计检算50《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4梁单元截面变形分析F按外荷载横向分配后决定横隔板布置满足构造要求，则畸变和横弯效应可忽略钢箱梁桥近似叠加分析整体变形分析核心思想是将主梁(含钢桥面板)模拟为空间梁单元51《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4主要考虑面内、外弯剪和扭转作用梁的面内、外弯剪力学分析已在《材料力学》介绍！梁的扭转分析需考虑均匀扭转假定(θ'为常数)下自由扭转分析以及考虑扭率变化的约束扭转分析箱梁自由扭转 截面可自由翘曲能量原理截面翘曲

u

d

x刚性扭转切向位移dxv

xP点切应变x,sd

u

v

s

x

22xkAdAd

xd

M

Gdx 2

,s

dx

xuv

ρ θxzPykdxM

GJ

d

x

2,sAdAJ

dx扇性坐标扭转常数P点切应力

,sM

k

J

空间梁内力分析52《钢桥》第5章

钢箱梁桥箱梁约束扭转结构分析5.4截面翘曲受到约束截面任意P点存在翘曲正应力和切应力引入双力矩B

d

dxB

EI截面凹凸参数截面翘曲

u

dxP点正应变

d

I

P点正应力

B

P点切应力

k,sMJ

dB

S

dxI

t自由扭转剪应力约束扭转剪应力综上，箱梁扭转分析的关键是确定弯剪内力、扭矩Mk和双力矩B广义主扇性惯性矩薄壁梁分析的矩阵位移法注意：单元刚度矩阵见讲义53《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4考虑剪力滞效应箱梁正应力分布确定有效截面按经典弯扭理论计算截面最大应力宽板局部屈曲后正应力分布板件平截面假定不成立！54《钢桥》第5章

钢箱梁桥主梁壁板应力分析宽翼缘受剪力滞与局部屈曲效应影响，应力分布不均匀描述有效截面重要参数结构分析5.4板件有效宽度考虑剪力滞效应的板件有效宽度bse与原始宽度及受力状态相关！snpssee,ibb

i

1ssnpnseff

,se,i

is,

jAA

b t

i

1

j

1bse,i,

ti—第i块板有效宽度和实际厚度np

—翼缘板被腹板分割的板段数sAs,j,

ns—有效板宽内第j根加劲肋面积和总数Aeff,s—有效截面积t

e1

e2 B bs

e3 b1

b2

b3bs

bs

bs/2 /2

e2 As如何确定？55《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4考虑剪力滞效应的板件有效宽度近似公式《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB

10091-2017)e,i

ie,i

ie,i

bibsbbbsbbs

b

0.05

(1.1

2

i

)b0.05

0.30

i

0.30

i

0.15

简支、连续、悬臂箱梁跨中断面e,i ie,i

e,i

bsbsbs

b

0.02

[1.06

3.2

bi

4.5(bi

)2

]b 0.02

bi

0.30

bi

0.30

0.15

bi

简支、连续、悬臂箱梁中支点断面tbs/2bs

e1

e2 b2b1Bbsb3bs/2

e2

e3 As等效跨径l与有效截面位置和支承情况相关56《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4有效截面所属等效跨径《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB

10091-2017)跨中断面57《钢桥》第5章

钢箱梁桥跨中断面中支点断面中支点断面中支点断面跨中断面结构分析5.4考虑板件局部屈曲后强度的有效宽度bpenpnseff

,ce,i

is,

jAi

1 j

1A

b t

bp

,

b

,t

—第i块板有效宽度、原始宽度和厚度e,i i inp—受压翼缘板被腹板/刚性纵肋分割的板段数As,j,

n—有效板宽内第j根加劲肋面积和总数Aeff,c—有效截面积ρi—第i块板的局部稳定折减系数npppee,i

i

ii

1b

np

i

1b

b刚性加劲板的有效截面58《钢桥》第5章

钢箱梁桥柔性加劲板的有效截面如何确定？结构分析5.4受压翼缘板件局部稳定折减系数ρ《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)板件越宽/薄，因局部失稳所致材料利用率低！

00221-2ppp

1

p

0.4

2

1

14

1

1

1

1

p

0.4

2

1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0010203060708040 50宽厚比（b/t）局部稳定折减系数σcr,

k,

fy—加劲板弹性屈曲应力、屈曲系数和钢材屈服强度bp—计算宽度ff

cr

b

y

1.05

p

y

1

E

k

t

ε0—系数

0.8

p

0.4

p

—相对宽厚比

p

=开口刚性肋闭口刚性肋柔性肋取加劲肋间距bi取加劲肋腹板间距取相邻腹板间距或腹板到悬臂端距离ρ与宽厚比关系59《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4考虑剪力滞和局部稳定双重影响的板件有效宽度besnpee,ibb

i

1snpne,i

is,

jAeffA

b t

i

1

j

1b —同时考虑剪力滞和局部稳定影响的受压e,i翼缘第i块板有效宽度e,ie,iibse,j

bpbb

体现剪力滞效应的全段板宽折减因子60《钢桥》第5章

钢箱梁桥受拉翼缘有效宽度？结构分析5.4l61《钢桥》第5章

钢箱梁桥uhc

dullc

dB MxBu2

ActdMx2

A

tB MxB 2

A

t

td—横隔板厚度cA

—横隔板周边围成区域面积主梁横隔板应力分析横隔板受力特征取决于结构形式！实腹式横隔板 横隔板面内受剪结构分析5.4框架式横隔板确定横向框架外荷载P1与P2，再进行弯曲应力复核P1表示框架上翼缘承受面内切应力合力u lBl Mx=

Mx

B

+B

h

2hP1

utd

Bu

P2用于计算因横梁/肋弯曲引起腹板局部挠曲确定框架上、下翼缘和腹板内最大应力！62《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4桁架式横隔板桁架斜杆内力保持为轴线方向b63《钢桥》第5章

钢箱梁桥c bb x bc bM

Mx

4

A

A

2A

A

L

, X形桁架L

，

V形桁架Lb—斜腹杆长度Ab—单根斜腹杆的截面积结构分析5.4经典钢桥面板分析桥面板受力的三个基本体系主梁体系桥面体系盖板体系桥面板整体作为主梁上翼缘,所受应力由整体分析决定！考虑支承于相邻腹板和横梁的加劲板受力桥面板局部挠曲分析考虑支承于加劲肋上的各向同性连续板受力薄膜受力不控制设计！64《钢桥》第5章

钢箱梁桥桥面板局部挠曲分析钢桥面板局部挠曲分析的目的是确定加劲板在桥面荷载下局部变形及应力结构分析5.4主要考虑二维加劲板的弯扭变形比拟正交异性板方法比拟正交异形板方法、

P.E.法、梁格法计算方法M

yMTyMTxMxM

y+dM

yMx+dM

xV

yV

y+dV

yVx+dV

xxMTx+dMTxMTy+dMTyy

PVxa=dxb=dy把纵、横肋分摊到盖板上，将加劲板理想化为一个无肋而等厚的构造正交异性板建模思想板的平衡方程

4w

p

x,

y

4wDx

x4

2H

x2

y2

Dy

4w

y4a,

b—横肋与纵肋的间距Ix,

Iy—相邻纵、横肋间板段绕其形心轴的惯性矩Jx0,Jy0—单根纵、横肋的抗扭惯性矩h—盖板原始厚度p,w—构造正交异性板横向分布荷载及挠度xxEIbD

yyEIaD

JGh3G

J

H

+x0

y

0

6 2

b a

沿板纵向单位宽度抗弯刚度沿板横向单位宽度抗弯刚度纵、横向单位宽度抗扭刚度65《钢桥》第5章

钢箱梁桥桥面体系应力分析结构分析5.4M

yMTyMTxMxM

y+dM

yMTy+dMTyMx+dM

xV

yV

y+dV

yVx+dV

xyxMTx+dMTxPVxa=dx

b=dy

引入边界条件：1、构造正交异性板支承在主梁腹板上的两条纵边假定为简支2、构造正交异性板支承在横隔板上的两条横边假定为简支，而在横梁上则为弹性支撑一般由数值法、级数展开近似计算挠度求解思路222x

2w G

JJ

y

0

2wMx

Dx

x0

x

2

ba

y

2w G

Jx0J

y

0

2wMy

Dy

y2

2

ba

Gh3

2wMxy

6

x

y单宽板内力66《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4P.E.法把纵肋均匀分摊到盖板上，并将其考虑为简支在腹板/横肋上的正交异性连续板。基本思想计算步骤分为两个阶段：1、假定横肋的刚度为无穷大（刚性支撑）闭口纵肋开口纵肋2、考虑横肋的弹性变形影响，修正第1阶段所得内力Dy

0Dy

0，H

0阶段1阶段267《钢桥》第5章

钢箱梁桥结构分析5.4梁格法实现完全数值分析，提高计算效率引入目的精度分析梁格法忽略板的面内剪切刚度，只有梁格布置越密，计算结果更符合实际建模思想把加劲板从肋的中间分开，并归并到纵、横肋上去，构成格子梁体系，以此代替正交异性连续板每根纵、横肋均采用与其中心线相重合的梁单元模拟通过杆系结构有限元分析逼近加劲板弯曲内力68《钢桥》第5章

钢箱梁桥钢箱梁桥设计检算69《钢桥》第5章

钢箱梁桥钢箱梁桥设计检算5.5按结构组成，包括主梁、正交异性钢桥面、桥面系检算为满足结构服役可靠性，应进行承载能力极限状态与正常使用极限状态检算参考《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG

D64-2015)，《铁路桥涵设计规范(极限状态法)》(Q/CR9300-2018)70《钢桥》第5章

钢箱梁桥5.5.1

钢箱梁检算主要内容钢箱梁承载能力极限状态检算钢箱主梁强度校核(弯曲正应力、剪应力、局部承压应力以及复合应力分析)钢箱主梁整体稳定；加劲板件局部稳定；钢箱梁抗倾覆性能验算；钢箱梁抗疲劳性能验算