钢箱梁 技术详解

第三节

钢箱梁桥西堠门大桥的分体式钢箱梁4.1钢箱梁桥的构造特点定义钢箱梁桥是指主梁为薄壁闭合截面形式的桥，主梁常为箱形截面梁或箱形梁。箱形梁不但可以作为梁式桥的主梁形式，而且是其他大跨度桥梁，如悬索桥、斜拉桥所经常采用的主梁形式。4.1钢箱梁桥的构造特点4.1钢箱梁桥的构造特点4.1钢箱梁桥的构造特点4.1钢箱梁桥的构造特点4.1钢箱梁桥的构造特点4.1钢箱梁桥的构造特点箱形截面梁4.2箱形梁桥与桁梁桥相比的优点重量轻、省钢抗弯和抗扭刚度大安装迅速，便于养护适宜于作成连续梁结构新颖，外形简洁、美观4.3正交异性钢桥面板正交异性板箱形截面梁的顶板由纵、横肋加强。这种用互相垂直的纵肋和横肋加强的钢板，在纵、横两个方向上具有不同的抗弯刚度，其力学性质和在两个垂直方向上具有不同弹性模量的板相似，这种具有”正交异性”的板称为正交异性板。4.3正交异性钢桥面板正交异性板纵肋截面的基本形式为开口式和闭口式两种横肋的截面形式通常采用倒T形，其间距即是纵肋的跨径。为使纵肋能连续穿过，横肋上应设置槽口。4.3正交异性钢桥面板纵肋截面的基本形式4.3正交异性钢桥面板开口肋4.3正交异性钢桥面板闭合肋4.3正交异性钢桥面板纵、横肋构造4.4钢箱梁的构造特点顶板、底板、腹板和加劲构件等组成在无加劲构件的情况下常出现下面一些问题垂直荷载作用下顶板发生较大凸凹变形，在集中荷载作用点附近受压翼缘局部屈曲，腹板压皱；在弯矩作用下，因截面惯性矩不足，弯矩达到临界弯矩时会发生弯折破坏；在扭矩作用下，当扭矩达到临界扭矩时也会使箱梁出现屈曲现象。4.5腹板、底板和加劲肋箱形截面梁腹板的构造与板梁的腹板构造相同。水平加劲肋和竖向加劲肋设置在箱的内侧，在支点处及横肋与腹板连接处应设置竖向加劲肋。底板一般也设置纵、横肋，横肋与桥面板上的横肋位置一致，以组成横向联结系。箱梁应配有一定数量的框架横联或横向连接系以增强箱梁整体性和抗失稳性能。目前，我国标准截面桥面板厚度采用16mm，以期能取得较好的效果。4.6扁平钢箱梁抗扭、抗弯惯矩大，抗风能力好，过去主要用于悬索桥。顶板和底板通常均采用U形纵肋加强箱室内不设中间腹板，横隔板间距较小横隔板通常采用实腹式连接板、隔板、竖向加劲肋、横向加劲肋钢箱梁采用抗风性能好、整体性强、线条美观的封闭式流线型扁平钢箱，梁宽41m，宽跨比为1/27，中心线处高度4.0m高跨比为1/272。横向设置两道纵隔板。钢箱梁沿全长都设置两道实腹式外腹板，标准梁段设置两道桁架式纵隔板、4.0m间距的实腹式横隔板；而索塔附近及其辅助墩附近的梁段则设置两道实腹式纵隔板。

桥面板残余应力试验图桥面板试验加载图桥面板加载试验破坏情况（l）大跨度斜拉桥、悬索桥扁平钢箱梁的构造与设计计算方法；（2）钢箱梁桥的扭转、畸变与横隔板的合理间距和刚度；（3）钢箱梁桥腹板构造与设计方法；（4）钢箱梁桥U型或V型加劲肋与桥面钢板刚度的匹配与协调；（5）钢箱梁桥轮压荷载对钢箱梁桥面板体系和顶板的作用；（6）钢箱梁桥横隔板（梁）间距的决定因素；（7）钢箱梁桥纵隔板（梁）设置原则；（8）钢箱梁桥梁高的确定原则；（9）提出钢箱梁的构造要求与设计方法。钢箱梁桥的构造与设计方法的研究

4.7钢箱梁结构分析方法概述在竖向荷载和横向荷载作用下，箱形梁是按空间结构承受外力。箱梁截面采用正交异性钢桥面板和带加劲肋的薄钢板组成，充分发挥薄钢板的力学性能特点，有利于焊接。4.7钢箱梁结构分析方法概述箱形梁在受力分析中属于闭口薄壁结构，按薄壁结构理论进行计算。箱形梁受力后会产生纵向弯曲、横向弯曲、扭转与畸变变形，并产生相应的应力。4.7钢箱梁结构分析方法概述剪力滞现象箱形梁产生纵向弯曲时，产生弯曲的横向力通过腹板传给翼缘板，而剪应力在翼缘板上的分布是不均匀的，在腹板与翼缘板交接处最大，远离腹板处剪应力减少，因此沿翼缘板上的剪切变形也不均匀，从而引起弯曲时远离腹板的翼缘的纵向位移滞后于近腹板的翼缘的纵向位移，使翼缘的弯曲应力沿梁宽的分布呈曲线形状，这就是所谓的”剪力滞”现象。4.7钢箱梁结构分析方法概述剪力滞系数考虑剪力滞效应所求得的正应力按梁弯曲初等理论所求得的正应力剪力滞系数与结构体系(简支、悬臂、连续等)、截面形状及荷载形式有关。

4.7钢箱梁结构分析方法概述偏心荷载产生扭转变形—〉自由扭转剪应力、约束扭转正应力和剪应力钢箱梁的板厚较小，扭转产生畸变变形—〉产生翘曲正应力、畸变剪应力，同时也产生横向弯曲正应力箱形梁承受偏心荷载作用，除了按弯扭构件进行整体分析外，还应考虑局部荷载的影响。

4.8钢箱梁结构力学分析方法钢形梁为受弯扭的弹性闭口薄壁构件，其力学分析方法分为解析法和数值法。解析法偏心荷载分解为对称荷载和反对称荷载，分别计算再叠加。假定位移模式，利用平衡条件和变形协调条件或变分原理建立控制方程，结合边界条件，求解位移和应力。数值法有限元法有限条法

4.8钢箱梁结构力学分析方法传统分析方法将钢箱梁分成三个结构体系计算第一体系-主梁体系桥面板作为主梁顶板，作为主梁的一部分参与主梁工作，按闭口薄壁杆件分析计算。

4.8钢箱梁结构力学分析方法传统分析方法将钢箱梁分成三个结构体系计算第二体系-桥面体系将桥面板(包括纵肋、横肋)作为正交异性板来处理，支承在主梁上，仅承受桥面荷载，按