小型钢箱梁计算书(供参考)

钢箱梁整体计算几顶板局部轮压作用计算

天桥钢箱梁计算书

一、概述

大王店互通ZSK190+557.544 车行天桥跨越京港澳高速，桥梁布跨（18+3×24+18）m，全长114m，桥梁宽度8.5m，桥面宽度组成为2×0.5m防撞护栏+7.5m行车道。该桥上部结构原设计采用现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式墩，肋板台，钻孔灌注桩基础。由于本桥所跨京昆高速公路交通繁重，为避免支架施工对下穿高速公路交通造成过大的干扰，应相关部门要求，将本桥上部结构由现浇预应力混凝土连续箱梁变更为钢箱梁，桥跨布置及下部结构维持原设计不变。

本次变更设计的钢箱梁顶宽8.5m，单箱双室断面，翼缘悬臂2m，梁高取1.2m，顶板、腹板厚16mm，底板厚20mm，纵向按跨间梁段按间距2.4m左右设置横隔板保证结构的整体性、提高横向刚度并限制箱梁发生扭转畸变等，桥墩位置根据支座布置调整横隔板位置并适当加密隔板。顶板、底板沿纵向设置U形加劲肋保证结构局部受力及稳定，U形加劲肋厚8mm。钢箱梁主要受力板件采用Q345钢，加劲肋、中间隔板等次要板件采用Q235钢。

桥梁设计荷载为公路－II级，按2车道计算。

二、结构计算

(一) 结构离散化模型

本次复算按空间有限单元法对箱梁进行分析，采用MIDAS

钢箱梁整体计算几顶板局部轮压作用计算

Civil2006进行计算，箱梁按板单元进行分析。本钢箱梁跨径组合为（18+3×24+18）m，由于由于空间计算模型过于庞大计算不便，考虑本桥3个24m中跨受力相当，结构模型中只取一个中跨进行建模（即计算模型跨度组合为18+24+18m）。结构离散化分析模型如下图所示：

结构计算模型（俯视图）

结构计算模型（透视图）

(二) 计算条件及参数说明

1. 恒载

钢材容重按77kN/m3计，按实际用料计算重量。二期恒载包括护栏、桥面铺装根据实际作用情况加在箱梁顶板上。

2. 活载

设计荷载：公路－II级。结构整体受力分析按车道荷载进行计算，局部受力分析按汽车轮压进行计算。

3. 支座沉降

钢箱梁整体计算几顶板局部轮压作用计算

支座不均匀沉降按0.5cm计，并考虑各墩的最不利组合。

4. 结构验算

根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）相关规定，钢箱梁验算按容许应力法进行，验算应力取荷载标准组合应力。

(三) 整体计算结果

根据箱梁整体计算结果，荷载标准组合应力分别如下：

顶板最大（上）、最小（下）正应力

底板最大（上）、最小（下）正应力

钢箱梁整体计算几顶板局部轮压作用计算

腹板有效应力

(四) 顶板局部计算结果

本互通中除ZSK190+557.544 车行天桥上构采用钢箱梁外，其余尚有主线、集散车道、A匝道、C匝道等跨高速位置采用钢箱梁，各钢箱梁顶板厚度均采用16mm，顶板U形加劲肋即隔板布置间距相当，钢箱梁顶板在汽车轮压作用下的局部应力情况分别如下所示：

纵桥向正应力（桥面视图）

钢箱梁整体计算几顶板局部轮压作用计算

纵桥向正应力（顶板底面视图）

横桥向正应力（桥面视图）

(五) 结构强度验算

钢箱梁计算结果最不利应力如下表：

4.1.4-1计算，有效应力

计算结果表明，钢箱梁各部位标准组合最不利组合应力均小于规

钢箱梁整体计算几顶板局部轮压作用计算

范容许应力，结构受力安全。

(六) 结构刚度验算

计算表明，钢箱梁在汽车荷载作用下最大挠度为10.5mm，根据规范要求，钢箱梁活载容许挠度为L/600＝40mm，结构刚度满足规范要求。桥梁恒载作用下引起的边跨挠度为4mm，中跨挠度为9mm，设计按恒载+1/2活载设置钢箱梁预拱度，边跨预拱度计算值为4+10.5/2＝9.2mm，中跨预拱度计算值为9+10.5/2＝14.2mm。设计预拱度取为：边跨10mm，中跨15mm。