35+50+35米钢箱梁计算书

目录

1.工程概况

本项目跨径组合为35+50+35 米。上部结构箱梁梁高米（箱梁内轮廓线高度）。顶面全宽米，两侧各设米宽挑臂，箱梁顶底板设%横坡，腹板间距布置为++ 米。箱梁顶板厚16 毫米，下设“U”形和板式加劲肋，“U”形加劲肋板厚8 毫米，板式加劲肋160×14 毫米；箱梁底板厚14 毫米，设“T”形加劲肋，加劲肋腹板120×8 毫米，翼缘100×10 毫米，间距300 或350 毫米；腹板厚12 毫米，设三道140×14 毫米板式加劲肋，各加劲肋除支承隔板处断开与支承隔板焊连外，其余加劲肋均穿过横隔板或挑臂并与之焊连。普通横隔板间距约3 米，厚10 毫米，中部挖空设100×10 毫米翼缘。桥台简支处支撑隔板板厚20 毫米，桥墩连续处支撑隔板板厚30 毫米，支撑隔板为围焊。简支处隔板四角不设焊缝通过的切口，保证整个钢箱梁安装完成后的气密性；其他横隔板四角均设置焊缝通过的切口。挑臂为“T”形截面，腹板厚10 毫米，下翼缘300×14 毫米。

2.结构计算分析模型

2.1.主要规范标准.

（1）《城市桥梁设计规范》（CJJ 11－2011）

（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

（3）《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)

（4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

（6）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）

（7）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

（8）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

（9）《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2—2008）

（10）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—86）

（11）《钢结构工程施工质量及验收规范》（GB50205-2001）

（12）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB ）

2.2.主要材料及力学参数

Q345qD：

弹性模量E=×105MPa

剪切模量G=×105MPa

轴向容许应力：200MPa

剪切容许应力：120MPa

表2-1 钢材容许应力表

2.3.计算荷载取值

（1）结构设计安全等级：一级

（2）永久作用

自重：实际结构建立计算模型，由程序自动计算，材料容重取m3；

横隔板：横隔板处按节点荷载加载，支点截面45kN，其余隔板处15kN；

二期：8cm沥青混凝土铺装：25××13=26kN/m，墙式护栏按10kN/m计算，共计36kN/m。

（3）可变作用

1）汽车荷载效应

车道荷载：公路—I级车道荷载；

冲击系数：车道荷载冲击系数根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.2条取值计算。

2）整体温度作用

按结构整体升温25℃、降温25℃计算。

3）梯度温度作用

2.4.边界条件

表2-2 支座布置表

2.5.计算模型

采用大型有限元分析软件Midas Civil 2013 ( R1)。上部结构为35+50+35m连续钢箱梁结构，梁高2米，采用单箱三室箱形截面，桥梁宽度13米，采用三维梁单元建立单梁模型，全桥共计55个节点，46个单元，如图2-1所示。

图2-1 有限元计算模型

图2-2 箱梁标准横断面（单位mm）

2.6.荷载组合

表2-3 荷载组合表

荷载组合整体升温整体降温梯度升温梯度降温移动荷载恒荷载

sLCB1 1 1

sLCB2 1 1 1 1

sLCB3 1 1 1 1

sLCB4 1 1 1 1

sLCB5 1 1 1 1

sLCB6 1

sLCB7 1 1

sLCB8 1 1 1 1

sLCB9 1 1 1 1

sLCB10 1 1 1 1

sLCB11 1 1 1 1

sLCB12 1

3.计算结果

3.1.结构成桥内力图

3.1.1.成桥阶段恒载主梁内力图

图3-1成桥阶段主梁恒载弯矩图(单位: kN-m)

图3-2成桥阶段主梁剪力图(单位: kN)

3.1.2.活载作用下主梁内力图

图3-3车道荷载作用主梁弯矩包络图(单位: kN-m)

图3-4车道荷载作用主梁剪力包络图(单位: kN)

3.1.3.基本组合作用下主梁内力图

图3-5基本组合弯矩包络图（包络）(单位: kN-m)

图3-6基本组合剪力包络图（包络）(单位: kN)

3.2.结构成桥应力验算

3.2.1.成桥阶段主梁正应力验算

图3-7主梁上缘正应力图（包络）(单位: MPa)

图3-8主梁下缘正应力图（包络）(单位: MPa)

由以上应力图知，单梁计算截面上缘最大压应力，最大拉应力；下缘最大压应力，最大拉应力。Q345钢的容许正应力210MPa，主梁强度满足规范要求。

3.2.2.成桥阶段主梁剪应力验算

图3-9主梁剪应力图（包络）(单位: MPa)

由以上应力图知，单梁计算截面最大剪应力。Q345钢的容许剪应力120MPa，主梁抗剪强度满足规范要求。

3.3.主梁刚度验算

3.3.1.挠度验算

结构恒载及汽车荷载作用下，空间曲线单梁挠度如下图：

图3-10恒载作用主梁最大挠度图(单位: mm)

图3-11移动荷载作用主梁最大挠度图(单位: mm)

由以上位移图知，汽车荷载作用下单梁计算最大挠度，挠度跨度比为50000=1/2110。规范