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1、,8 钢箱梁,吴 冲 同济大学桥梁工程系 ,公路钢结构桥梁设计规范,8.1 一般规定,8.1.1 本章适用于简支或连续钢箱梁桥设计 本章适用于简支或连续钢箱梁桥等受弯构件设计 对于斜拉桥、自锚式悬索桥等承受较大轴力的主梁 正交异性钢桥面板和底板可参照本章设计 腹板应参照非均匀受压加劲板设计，本章不适用 本章横隔板设计方法 仅适用于跨径不大于100m的钢箱梁桥 如图扁平钢箱梁横隔板承受弯矩和剪力，本章不适用,8.1 一般规定,8.1.2 应采取措施防止钢箱梁在制作、运输、安装架设和运营阶段的过大变形或丧失稳定。 受运输、安装架设条件的限制，钢箱梁尺寸不宜过大 尽可能避免将钢箱梁划分为开口断面的运
2、输、安装架设单元 制作、运输、安装架设过程中的受力往往与成桥运营阶段不同，构件设计应该考虑施工阶段的受力，特别是集中力的作用 结构应该有足够的刚度避免运营阶段的过大变形和失稳。,8.1 一般规定,运输安装单元为开口截面，容易产生变形和失稳,8.1 一般规定,箱梁宽度太大，节段太短，U肋工地连接太多，容易产生疲劳,8.1 一般规定,8.1.3 钢箱梁应设置进入箱内的检修通道和排水孔。 为便于钢箱梁制作和维护，横隔板应设置人孔。 钢箱梁不能完全封闭时，应设置排水孔将积水排出箱梁外 当箱梁尺寸很小箱内不能设置检修通道时应完全封闭。,8.1 一般规定,8.1.4钢箱梁剪应力计算应考虑扭转的影响 钢箱梁
3、扭转 自由扭转 力矩 剪应力约束扭转 弯曲扭转力矩 剪应力 通常钢箱梁的约束扭转剪应力较小，可以忽略不计，仅计算自由扭转剪应力 弯梁或高宽比很大（或很小）的箱梁等不应忽略约束扭转剪应力的影响,；,i=1,2, VV ,n,i=1,2, ,n,8.2 正交异性钢桥面板,8.2.1 正交异性钢桥面板最小板厚应符合以下规定： 行车道部分的钢桥面板顶板板厚不应小于14mm，加劲肋的最小板厚不应小于8mm。(钢桥面板具有足够的刚度) 人行道部分的钢桥面板顶板板厚不应小于10mm。8.2.2正交异性钢桥面板承载能力极限状态设计冲击系数 车轮荷载作用下的局部受力影响线较短，受冲击作用影响大 冲击系数取0.4
4、。,8.2 正交异性钢桥面板,8.2.3纵向加劲肋应满足以下要求： 宜等间距布置；不等间距布置时，最大间距不宜超过最小间距的1.2倍。 应连续通过横向加劲肋或横隔板，加劲肋与顶板焊缝的过焊孔宜采用堆焊填实，焊缝应平顺。 闭口加劲肋的几何尺寸应满足以下规定:tf顶板厚度；tr加劲肋腹板厚度；h加劲肋腹板斜向高度；a加劲肋腹板最大间距 闭口纵向加劲肋与顶板焊接熔透深度不得小于加劲肋板厚的80，焊缝有效喉高不得小于加劲肋板厚。 闭口纵向加劲肋应完全封闭。,8.2 正交异性钢桥面板,8.2.4 横向加劲肋间距应满足以下要求： 闭口纵向加劲肋，横向加劲肋或横隔板的间距不宜大于4m 开口纵向加劲肋，横向加
5、劲肋或横隔板的间距不宜大于3m8.2.5在车辆荷载作用下，正交异性桥面顶板的挠跨比D/L不应大于1/700。,图8.2.5 正交异性板的挠跨比,8.2 正交异性钢桥面板,构件断裂,D,F,E,A,E,B,C,Deck plate along the welding connection to longitudinal U-rib,at welding connection of U-rib to deck plate,welding connection of U-rib,Cut-out of diaphragm at U-ribs,connection of V.Stiffner to de
6、ck plate,welding connection of U-rib,Diaphragm at the welding toe connecting to U-ribs,U-rib at cut out of diaphragm near deck plate,G,Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲,8.2 正交异性钢桥面板,桥面板小横梁翼板未连接，腹板端部应力集中，容易产生疲劳,Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲,8.2 正交异性钢桥面板,桥面板横梁加劲肋与顶板连接，刚度突变，端部应力集中，容易产生疲劳,Tongji
7、 University, Wu Chong 同济大学 吴冲,8.2 正交异性钢桥面板,桥面板横梁加劲肋与顶板连接，刚度突变，端部应力集中，容易产生疲劳,Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲,8.2 正交异性钢桥面板,过焊孔太大,Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲,8.2 正交异性钢桥面板,弯梁U肋侧向弯曲时导致焊接连接增加和局部屈曲,Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲,8.2 正交异性钢桥面板,弯梁U肋侧向弯曲时导致局部屈曲,8.3 翼缘板,8.3.1箱梁悬臂部分不设加劲肋时，受压翼缘的伸
8、出肢宽不宜大于其厚度的12倍，受拉翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的16倍。8.3.2翼缘板应按以下规定设置纵向加劲肋： 腹板间距大于翼缘板厚度的80倍或翼缘悬臂宽度大于翼缘板厚度的16倍时，应设置纵向加劲肋。 受压翼缘加劲肋间距不宜大于翼缘板厚度的40倍，应力很小和由构造控制设计的情况下可以放宽到80倍。受拉翼缘加劲肋间距应小于翼缘板厚度的80倍。 受压翼缘悬臂部分的板端外缘加劲肋应为刚性加劲肋。,8.5 横隔板,8.5.1支点处横隔板应符合以下规定： 支点处必须设置横隔板，形心宜通过支座反力的合力作用点 横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋。加劲肋应满足本规范5.1.5条的要求，并按5.3.4条规
9、定验算横隔板和加劲肋的强度，其中，相关公式中的腹板用横隔板代替 横隔板与底板的焊缝应完全熔透 人孔宜设置在支座范围以外的部分8.5.2 非支点处横隔板应符合以下规定： 横隔板应有足够的刚度和强度 横隔板与顶底板和腹板可采用角焊缝连接,8.5 横隔板,8.5.1支点处横隔板应符合以下规定： 支点处必须设置横隔板，形心宜通过支座反力的合力作用点 横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋。加劲肋应满足本规范5.1.5条的要求，并按5.3.4条规定验算横隔板和加劲肋的强度，其中，相关公式中的腹板用横隔板代替 横隔板与底板的焊缝应完全熔透 人孔宜设置在支座范围以外的部分8.5.2 非支点处横隔板应符合以下规定：
10、 横隔板应有足够的刚度和强度 横隔板与顶底板和腹板可采用角焊缝连接,20,支点横隔板中间横隔板,8.5横隔板,21,结构形式 开口率：实腹式：主要受剪应 桁架式：可简化为仅受轴力的杆件 框架式： 横隔板受力性质介于实腹式和桁架式之间，考虑轴力和抗弯。,8.5 横隔板,22,7.2 横隔板间距 箱梁在偏心活载作用下，翘曲应力与容许应力的比值在0.020.06之间 它适用于跨径小于200m的钢箱梁桥，并且偏于安全。 对于大跨径钢箱梁桥，日本多采用桁架式横隔板 欧洲一般采用实腹式横隔板，但间距较大。,8.5横隔板,8.5横隔板,横隔板过多,8.5 横隔板,横隔板刚度,1,，2,25,8.5 横隔板,
11、横隔板刚度 实腹式横隔板刚度G为钢材的剪切模量；tD为横隔板的板厚；A为箱梁面积（箱梁板壁形心围成的面积）。 桁架式横隔板刚度X形桁架： V形桁架： E为弹性模量，Ab为单个斜撑的截面积；Lb为斜撑的长度,（a）X形桁架（b）V形桁架,26,8.5横隔板,横隔板刚度 框架式横隔板 将横隔板简化为框架计算。其中，横隔板的加强翼缘或加强加劲肋简化框架截面的下翼板；横隔简化为框架截面的腹板；分别取顶板、底板和腹板厚度的24倍宽度作为框架截面的上翼板有效宽度（图8-3c）。日本公路钢结构桥梁设计指南推荐，矩形框架式横隔板的刚度K可由下式近似求得：,(a) (b) (c),Tongji University, Wu Chong 同济大学 吴冲,27,敬请专家领导 给予指导谢谢！,
