大跨连续钢箱梁设计

２０１８年７月第７期　城市道桥与防洪　桥梁结构１　０９　人跨连续钢箱梁设计　蒋疋衍　（１　海市政波汁研究总院集　佛山斯美设计院彳『限公列，广东佛山５２８２００）　析，　粜表明桥梁的符项没计指标均能满足规范要求　文献标志码：Ｂ　！　ｉ？ｊ　：　．　篓．　粱为背景，采用有限元分析软件对结构的平面静力特性，以及ｊ皮劳强度进ｉ　分　……～一……一　文章编号：１００９—７７ｌ６ｆ２０Ｉ　Ｏ７～Ｏｌ０９一∞　关键词：钢箱梁；静力分析；抗疲劳验斡：　中图分类号：㈧４ｌ　５　０引言　随着我国钢材产、　逐渐南产能短缺进入产能　过剩。钢结构加ＴＴ艺　著提高．钢结构更环保和　工　实际自重考虑　（２）二期恒载：　铺装：沥青混凝土１００　ＩＴｌｍ．　：２４　ｋＮ／ｍ　：　防撞护栏：１５　ｋＮ／ｎｄ侧　（３）车辆作用：公路一Ｉ级。　Ｈ］持续发展、全寿命剧期经济竞争性强人力资源　更节省等优势逐渐ｆ　１　，钢结构桥梁在公路桥梁　建设中表现ｆ｝Ｉ强劲的的竞争性。同时为贯彻落实　、（４）支座沉降：不均匀沉降，Ｊ／３　０００　，《交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指　（５）温度：体系升温：＋３０　ｃ【：；体系降温：一３０　（６）温度梯度：正温差＋１４￣Ｃ；负温差一７　ｃｉ【：、　导意见》，各地也都　积极探索大力推广公路钢　结构桥梁的建ｉＩ｝　，３荷载组合　桥梁重要性系数：１．１　１主梁构造　某Ｔ程的主梁采用（５０＋８６＋５　０）ｍ变截面钢箱　（１）标准组合一：恒＋活＋支座沉降。　（２）标准组合二：恒＋活＋支座沉降＋系统升　温（＋３Ｏ　）＋正温差（＋１４￣Ｃ）　梁，梁高按２次抛物线变化，截面形式为单箱三　室。中支点处梁高３．６　ｍ（￣Ｎｔｇ　１／２３８９），边支点　．和跨ｆｆ】位置粱高２．１２　ｍ（高跨比１／４０５６），箱梁顶　．（３）标准组合　：恒＋活＋支座沉降＋系统降　温（－３０￣Ｃ）＋负温差（一７　）。　宽１６．５　ｎ　，主梁横断面如图１所示。　（４）基本组合一：１．２恒＋１．４活＋支座沉降。　（５）基本组合二：１．２恒＋１．４活＋支座沉降＋　１．０５系统升（降）温＋１．０５温度梯度正（负）温差。　４平面静力计算　图１主梁横断面图　以Ｍｉｒｔａｓ　Ｃｉｖｉｌ建立了结构的平面杆系模型对　结构在自重、二期恒载、活载、支座不均匀沉降以　，，２主要计算参数　（１）一期恒载：钢材容重７＝７８５　ｋＮ，ｒｎ　，按照施　．及温度力等荷载Ｔ况下进行平面静力分析最不利组合进行验算（见网２）。　，按照　收稿日期：２０Ｉ８—０３—１２　梁丁稃设计】章纂岔　‘作　，衍（１９８５－￣）．男，湖南衡阳人．ｆ　程帅，　一　一　。从事桥　图２钢箱梁计算模型　１　１０桥梁结构　４．１承载能力极限状态分析　城市道桥与防洪　２０１８年７月第７期　表２标准组合二上下翼缘应力一览表　ＭＰａ　结构按公路桥规ＪＴＧ　Ｄ６０—２０１５第４．１．５条承　载能力极限状态效应组合进行承载力验算，主梁　的承载力和内力包络见图３、图４所示。　图３正截面抗弯承载能力包络图　表３标准组合三上下翼缘应力　ＭＰａ　—　图４正截面抗剪承载能力包络图　幢　垦蜜蔓　憾　盟　４．２正常使用极限状态分析　墓　童蓥　ｂ　４０．按《公路钢结构桥梁设计规范》（ＹｒＧ　Ｄ６４—　２０１５），连续钢箱梁有效分布宽度可按下式计算：　Ｃｌｌ＝６　０５）　．表４基本组合一一四上下翼缘应力一览表　跨中断面：　ＣＬ＝［１．　一２　］６　Ｃ１．－０．１５Ｚ　ｆ０．０５＜ｂ＜０３　１　（争　３）　（争　０２）　（争　３）　１２１　ｍｍ。　中间支点断面：　ｃ　６　ｃ　＝［１．０６　２（争）＋４．５（争）　】６　０．０２＜ｂ一一＜　）　图８所示，８６　ｍ跨中上挠３３　ｍｍ＋下挠８８　ｍｎ＇ｌ＝　－　■日瞄目　蓥墓　Ｃ　＝０．１５ｌ　ｆ为换算跨径。　式中：ｂ为主梁腹板间距的一半或悬臂板的宽度；　计算结果如表１所列。　图７活载ＭＡＸ挠度包络图　表１截面有效分布宽度系数表　薹一　考虑剪力滞后箱梁上下翼缘应力如表２～表４　所列。　图８活载ＭＩＮ挠度包络图　５结构活载挠度计算　根据《公路钢结构桥梁设计规范￣（ＪＴＧ　Ｄ６４—　２０１５）中４．２．３条，计算竖向挠度时，应按结构力学　的方法并应采用不接冲击力的汽车车道荷载频遇　值，频遇系数为１．０，由此计算的结构扰度如图７、　６结构抗疲劳验算　根据《公路钢结构桥梁设计规范）（ＪＴＧ　Ｄ６４—　２０１５）中５．５．２条，采用疲劳荷载计算模型Ｉ，取用　等效的车道荷载，集中荷载０．７　，均布荷载０．３ｑ　，　四车道布载。计算结果见表５所列。　２０１８年７月第７期　城市道桥与防洪　桥梁结构１１１　表５结构各部位应力幅一览表　ＭＰａ　△　．０×４２－９＿４２·９（ＭＰａ）＜　＝　＝　７０．４（ＭＰａ）（ｏｋ）　（３）母材剪应力幅：　ｙｇＡ￣＇ｐ＝１．２７４　ｘ　１１．４＝１　４．５（ＭＰａ）＜Ａ　ｒＬ一＝面５５＝　４０．７（ＭＰａ）（０　）　７结语　通过以上计算分析，可得出如下结论：　（１　在最不利组合中，最大拉应力２２４２　ＭＰａ，　采用疲劳荷载计算模型得到的各部位应力幅　最大压应力一２３２．３　ＭＰａ，应力满足规范要求。　满足下列公式：　（２）梁端腹板剪切应力１０６．１　ＭＰａ，小于１５５　ＭＰａ，　（１）上翼缘母材正应力幅：　剪应力满足规范要求。　ｙｑＡｏ－ｐ－ｌ－０×２２．２－２２．２（ＭＰａ）＜　＝　（３）活载作用下，结构中跨８６　ｉｎ跨中最大的　挠度为１２１　ｒａｍ＜８６　００ｏ，５００＝ｌ７２（ｍｍ），刚度满足　＝７０．４（ＭＰａ）（０｜ｊ｝）　规范要求。　（２）下翼缘母材正应力幅：　（４）结构抗疲劳验算满足规范要求。　’’专七＿’’七｜　电七’七’’＿膏’●’々’●々々’’　七●●　々’｜斗々々　々々＿々々　＿々七　七七七■’七七七七々■章々々斗章七々七七々々七々七七　专々々■　七七　々专　（上接第１０６页）　横向复位时独柱墩反力同纵向复位。双柱墩　同造成的，支座实际的纵横向受力变得复杂。　横向复位，要求两个墩柱间用钢结构连接，保证平　（２）本匝道桥近两年才出现爬移的问题，很大　推时两个墩柱同时受力。双柱墩（０３、０６）在理论摩擦　原因是随着使用年限的增加，支座逐渐老化，支座　系数ｗ－Ｏ．０６时，两个墩柱水平荷载和Ｆ１＝１８０　ｋＮ，　的弹性变形恢复能力逐渐丧失，箱梁回位作用力　极端情况下水平荷载Ｆ１不得大于２７０　ｋＮ。双柱墩　消失，使得箱梁发生爬移后不能回位。　（０９）在理论摩擦系数　－０．Ｏ６时，两个墩柱水平荷　（３）同时采用ＰＬＣ同步顶升技术和纵横向纠偏　载和Ｆ１＝９０　ｋＮ，极端情况下水平荷载Ｆ１不得大于　顶推复位两种技术措施，在三个维度分别依次进　１３５　ｋＮ。　行实施，必须要在一个维度实施顶升（顶推）时对　并应分别对钢结构、混凝土结构牛腿进行验　另外两个维度的自由度进行，以达到多点高　算，本文不在赘述。　精度控制的目的并且确保顶升（顶推）安全。　４结论　（４）桥梁为ｓ型曲线桥，同时产生纵向和横向　水平移位，纵、横向纠偏过程中有一定相互干扰。　计，　、．　可以得到以下结论：警论分析、，　现场检测及纠偏设　参考文献：】　玲　　．曲线梁桥［Ｍ】．北京：人民交通出版社，１９８９．　（１）Ｓ型曲线桥梁爬移是由于原设计支座的布　【２】邵容光，夏淦．混凝土弯梁桥【Ｍ】．北京：人民交通出版社，１９９４．　置及重载汽车的离心力、冲击力、制动力等因素共　【３】ＪＴＧ　Ｄ６０—２０１５，公路桥涵设计通用规范［ｓ］．