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1、1 2014.7.18 靖江 钢桥与组合结构桥梁钢桥与组合结构桥梁钢桥与组合结构桥梁钢桥与组合结构桥梁 吴吴吴吴 冲冲冲冲 同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系同济大学桥梁工程系 Tel.021Tel.021Tel.021Tel.02165981817659818176598181765981817 同济大学课程同济大学课程 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong12014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置 钢箱梁桥：由钢板通过焊接、螺栓或铆钉 等连接而成的箱形截面的实腹式钢梁作为 主要承
2、重结构的桥梁。 钢箱梁桥：由钢板通过焊接、螺栓或铆钉 等连接而成的箱形截面的实腹式钢梁作为 主要承重结构的桥梁。 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong22014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置 钢箱梁桥与工形钢板梁相比主要有以下优点：钢箱梁桥与工形钢板梁相比主要有以下优点： (1) 翼缘宽度大，具有很大的抗弯能力，跨越能力比工形钢板梁大得多，目前钢 箱连续梁桥的最大跨径已经达到 翼缘宽度大，具有很大的抗弯能力，跨越能力比工形钢板梁大得多，目前钢 箱连续梁桥的最大跨径已经达到300m。 (2) 具有很大的
3、抗扭刚度，荷载横向分配均匀，即使采用单箱结构形式，两个腹 板的弯矩也相差不大，而且适合于扭矩较大的弯桥等复杂桥梁； 具有很大的抗扭刚度，荷载横向分配均匀，即使采用单箱结构形式，两个腹 板的弯矩也相差不大，而且适合于扭矩较大的弯桥等复杂桥梁； (3) 具有很大的横向抗弯刚度、横向稳定性好，可以抵抗很大的水平力作用，省 去纵向联结系，对于单箱结构不需要横向联结系。 具有很大的横向抗弯刚度、横向稳定性好，可以抵抗很大的水平力作用，省 去纵向联结系，对于单箱结构不需要横向联结系。 (4) 单根箱梁的整体稳定性好，便于吊装和无支架施工；并且构件数量比工形梁 少，施工速度快； 单根箱梁的整体稳定性好，便于
4、吊装和无支架施工；并且构件数量比工形梁 少，施工速度快； (5) 梁高小、适合于立交桥和建筑高度受到限制的桥梁等。采用较小的梁高可以 有效的缩短引桥或引道的长度，降低整体工程造价； 梁高小、适合于立交桥和建筑高度受到限制的桥梁等。采用较小的梁高可以 有效的缩短引桥或引道的长度，降低整体工程造价； (6) 横隔和加劲结构等都在箱内，外形美观；横隔和加劲结构等都在箱内，外形美观； (7) 箱内为中空结构，便于布置电缆、水管、煤气管等附属设施。箱内还可以作 为检修和维护的通道。 箱内为中空结构，便于布置电缆、水管、煤气管等附属设施。箱内还可以作 为检修和维护的通道。 同济大学 吴冲 Tongji U
5、niversity, Wu Chong32014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置结构形式（结构形式（1） 沥青混凝土60mm 钢筋混凝土桥面板150mm 防水层1mm CL 混凝土桥面的单箱单室箱梁桥，用于宽度与跨径之比较小的桥梁混凝土桥面的单箱单室箱梁桥，用于宽度与跨径之比较小的桥梁 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong42014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置结构形式（结构形式（2） 防水层1mm 钢筋混凝土桥面板150mm 沥青混凝土60m
6、m CL 混凝土桥面的双箱单室箱梁桥 是钢箱梁中采用最多梁桥结构形式 混凝土桥面的双箱单室箱梁桥 是钢箱梁中采用最多梁桥结构形式 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong52014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置结构形式（结构形式（3） 防水层1mm 钢筋混凝土桥面板150mm 沥青混凝土60mm CL 防水层1mm 钢筋混凝土桥面板150mm 沥青混凝土60mm CL 混凝土桥面的三箱单室箱梁桥 混凝土桥面的单箱多室箱梁桥（较少采用） 混凝土桥面的三箱单室箱梁桥 混凝土桥面的单箱多室箱梁桥（较少采用） 2
7、 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong62014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置结构形式（结构形式（4） 钢桥面的单箱单室箱梁桥钢桥面的单箱单室箱梁桥 倾斜腹板的倒梯形箱梁桥，桥墩宽度较小倾斜腹板的倒梯形箱梁桥，桥墩宽度较小 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong72014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置结构形式（结构形式（5） 钢桥面的双箱单室箱梁桥 钢箱梁中采用最多梁桥结构形式 钢桥面的双箱单室箱梁桥 钢箱梁中
8、采用最多梁桥结构形式 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong82014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置结构形式（结构形式（6） 钢桥面的单箱多室箱梁桥 主要用于桥宽较大的桥梁 钢桥面的单箱多室箱梁桥 主要用于桥宽较大的桥梁 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong92014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置结构形式（结构形式（7） 扁平钢箱梁，梁高与桥宽之比很小 主要用作吊桥、斜拉桥、拱桥等的加劲梁，梁式桥中很少采用 扁
9、平钢箱梁，梁高与桥宽之比很小 主要用作吊桥、斜拉桥、拱桥等的加劲梁，梁式桥中很少采用 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong102014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置分类分类 钢箱梁桥根据支承条件和受力特点分为 简支钢 钢箱梁桥根据支承条件和受力特点分为 简支钢箱梁桥箱梁桥、连续钢、连续钢箱梁桥箱梁桥和悬臂钢和悬臂钢箱梁桥箱梁桥 按桥面板形式分为： 钢筋混凝土桥面 按桥面板形式分为： 钢筋混凝土桥面箱钢板梁桥和钢桥面箱钢板梁桥和钢桥面箱梁桥箱梁桥 通常跨径小于通常跨径小于60m时采用钢筋混凝土桥面板较为
10、经济。 通常跨径大于 时采用钢筋混凝土桥面板较为经济。 通常跨径大于80m时采用钢桥面板较为经济。 跨径 时采用钢桥面板较为经济。 跨径6080m时需要进行较为详细的技术与经济比较。时需要进行较为详细的技术与经济比较。 按桥梁的平面形状分为 直桥、斜桥和曲线桥等 按桥梁的平面形状分为 直桥、斜桥和曲线桥等 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong112014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置 组拼工序：组拼工序：组拼工序：组拼工序：底板横隔板腹板底板横隔板腹板底板横隔板腹板底板横隔板腹板顶板顶板顶板顶板 3
11、同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong122014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置总体布置总体布置 组成组成 主梁主梁 单箱钢梁桥 双箱钢梁桥 多箱钢梁桥 防水层1mm 钢筋混凝土桥面板150mm 沥青混凝土60mm CL 主梁主梁主梁主梁横梁横梁横梁横梁 桥面系桥面系桥面系桥面系 纵梁纵梁纵梁纵梁 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong132014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置总体布置总体布置 横断面布置横断面布
12、置横断面布置横断面布置 公路桥箱梁数公路桥箱梁数公路桥箱梁数公路桥箱梁数 箱梁宽度箱梁宽度箱梁宽度箱梁宽度B B 剪力滞：剪力滞：剪力滞：剪力滞：B/lB/l0.20.2较合理较合理较合理较合理 焊接空间：焊接空间：焊接空间：焊接空间：B1.2mB1.2m为宜为宜为宜为宜 运输：陆运运输：陆运运输：陆运运输：陆运B B3.5m3.5m为宜为宜为宜为宜 悬臂宽度悬臂宽度悬臂宽度悬臂宽度 砼桥面砼桥面砼桥面砼桥面 不设钢挑梁：不设钢挑梁：不设钢挑梁：不设钢挑梁： 1.5m1.5m为宜为宜为宜为宜 设钢挑梁：设钢挑梁：设钢挑梁：设钢挑梁： 3.0m3.0m为宜为宜为宜为宜 钢桥面：钢桥面：钢桥面：钢
13、桥面： 3.5m3.5m为宜为宜为宜为宜 经验：经验：经验：经验： 2 2个车道一根主梁个车道一根主梁个车道一根主梁个车道一根主梁 车道车道车道车道2:2:单箱单室单箱单室单箱单室单箱单室 车道车道车道车道=3:=3:单箱单室或单箱双室单箱单室或单箱双室单箱单室或单箱双室单箱单室或单箱双室 车道车道车道车道=4:=4:双箱单室双箱单室双箱单室双箱单室 车道车道车道车道=6:=6:双箱单室、双箱双室、三单箱单室双箱单室、双箱双室、三单箱单室双箱单室、双箱双室、三单箱单室双箱单室、双箱双室、三单箱单室 铁路钢箱梁：铁路钢箱梁： 单线铁路：单箱，梁宽为单线铁路：单箱，梁宽为2.02.2m 复线铁路：
14、双箱单室，单箱双室复线铁路：双箱单室，单箱双室 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0.00.10.20.30.40.5 单侧翼缘宽/跨径 (b/l) 剪力滞折减系数 (be/b) 跨间 支点 主梁梁宽的确定，必须综合考虑箱梁的受力、 维修管理、制作、运输、安装与架设等 主梁梁宽的确定，必须综合考虑箱梁的受力、 维修管理、制作、运输、安装与架设等 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong142014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置总体布置总体布置 纵梁纵梁
15、 当主梁间距较大时，为了减小钢筋混凝土桥面板的跨径、或者提高钢桥面板 的刚度，箱梁之间可以设置纵梁 当主梁间距较大时，为了减小钢筋混凝土桥面板的跨径、或者提高钢桥面板 的刚度，箱梁之间可以设置纵梁 从钢筋混凝土桥面板的厚度考虑，纵梁间距不宜太大，一般不大于从钢筋混凝土桥面板的厚度考虑，纵梁间距不宜太大，一般不大于3m，并且 支承于横梁之上； ，并且 支承于横梁之上； 纵梁与横梁的连接纵梁与横梁的连接纵梁与横梁的连接纵梁与横梁的连接 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong152014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与
16、总体布置总体布置总体布置 边纵梁边纵梁 箱梁外侧设置挑梁时，在挑梁端部需要设置边纵梁（俗称为耳梁）支承桥面 板 箱梁外侧设置挑梁时，在挑梁端部需要设置边纵梁（俗称为耳梁）支承桥面 板 边纵梁与挑梁的连接边纵梁与挑梁的连接边纵梁与挑梁的连接边纵梁与挑梁的连接 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong162014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置总体布置总体布置 横梁横梁 对于双箱或多箱结构钢梁桥，梁端或中间支承处设置横梁，使得各主梁受力 较均匀、支承纵梁和桥面板，可以有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支点反 力，保
17、证桥梁的整体受力和抵抗偏心荷载和风荷载等产生的扭矩。 对于双箱或多箱结构钢梁桥，梁端或中间支承处设置横梁，使得各主梁受力 较均匀、支承纵梁和桥面板，可以有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支点反 力，保证桥梁的整体受力和抵抗偏心荷载和风荷载等产生的扭矩。 当有纵梁时，横梁的间距不大于当有纵梁时，横梁的间距不大于6m，没有纵梁时，横梁间距可以适当放宽， 最大间距 ，没有纵梁时，横梁间距可以适当放宽， 最大间距20m左右，其中一道应该设置在跨中。左右，其中一道应该设置在跨中。 横梁要有足够的刚度，通常采用实腹式结构形式，梁高通常为主梁高度的横梁要有足够的刚度，通常采用实腹式结构形式，梁高通常为主梁高度的
18、 3/44/5，除特殊情况之外不得小于主梁高度的，除特殊情况之外不得小于主梁高度的1/2。 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong172014.7.18 靖江 第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置第一节 钢箱梁桥的结构形式与总体布置总体布置总体布置 支座支座 单箱钢梁桥的梁端必须设置两个支座才能保证结构的稳定性和抵抗扭矩的作 用。 单箱钢梁桥的梁端必须设置两个支座才能保证结构的稳定性和抵抗扭矩的作 用。 多箱钢梁桥，往往一个钢箱设置一个支座，箱梁之间用横梁相连。当一个钢箱 设置多个支座时，由于支座高度的设置误差会导致支座受力的不均匀，对箱梁 产生不利的影响。 多
19、箱钢梁桥，往往一个钢箱设置一个支座，箱梁之间用横梁相连。当一个钢箱 设置多个支座时，由于支座高度的设置误差会导致支座受力的不均匀，对箱梁 产生不利的影响。 为了维修和更换支座方便，箱梁桥应该设置支承千斤顶的临时支点加强结构。为了维修和更换支座方便，箱梁桥应该设置支承千斤顶的临时支点加强结构。 千斤顶 4 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong182014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁 钢箱主梁构造由顶板、底板、腹板焊接成闭口截面，箱内设置横隔板和纵横加 劲肋。箱梁之间有横向联系时，还需要设置连接结构 钢箱主梁构造由顶板、底板、腹板焊接成闭口截面，箱内
20、设置横隔板和纵横加 劲肋。箱梁之间有横向联系时，还需要设置连接结构 主梁要求有足够的强度和刚度，主梁设计应该尽可能地使得截面以应力控制设 计。梁高大约为跨径的 主梁要求有足够的强度和刚度，主梁设计应该尽可能地使得截面以应力控制设 计。梁高大约为跨径的1/201/30。 防水层1mm 钢筋混凝土桥面板150mm 沥青混凝土60mm CL 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong192014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁截面变化截面变化 调整主梁截面的方法有改变调整主梁截面的方法有改变调整主梁截面的方法有改变调整主梁截面的方法有改变梁高和板厚梁高和板厚梁高
21、和板厚梁高和板厚两种方法。当跨径较小时，采用改变顶两种方法。当跨径较小时，采用改变顶两种方法。当跨径较小时，采用改变顶两种方法。当跨径较小时，采用改变顶 底板板厚、梁高与梁宽保持不变的方法，对钢箱梁制作、运输和安装较为方底板板厚、梁高与梁宽保持不变的方法，对钢箱梁制作、运输和安装较为方底板板厚、梁高与梁宽保持不变的方法，对钢箱梁制作、运输和安装较为方底板板厚、梁高与梁宽保持不变的方法，对钢箱梁制作、运输和安装较为方 便；当跨径较大时，采用改变梁高的方法更加有效便；当跨径较大时，采用改变梁高的方法更加有效便；当跨径较大时，采用改变梁高的方法更加有效便；当跨径较大时，采用改变梁高的方法更加有效 钢
22、箱梁桥截面变化 数量和位置示意图 钢箱梁桥截面变化 数量和位置示意图 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong202014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁翼缘板与加劲肋翼缘板与加劲肋 受压底板的最小板厚不宜小于表的最受压底板的最小板厚不宜小于表的最受压底板的最小板厚不宜小于表的最受压底板的最小板厚不宜小于表的最 小板厚要求小板厚要求小板厚要求小板厚要求 对于受拉底板最小板厚对于受拉底板最小板厚对于受拉底板最小板厚对于受拉底板最小板厚 加劲肋应该等间距布置，其几何尺寸加劲肋应该等间距布置，其几何尺寸加劲肋应该等间距布置，其几何尺寸加劲肋应该等间距布置，其几
23、何尺寸 必须满足局部稳定要求必须满足局部稳定要求必须满足局部稳定要求必须满足局部稳定要求 80 b t fn （图 3.1）；n为底板的加劲肋布置等分数nnr1；nr为底板加劲肋根数。 n为底板的加劲肋布置等分数为底板的加劲肋布置等分数nnr1；nr为底板加劲肋根数。为底板加劲肋根数。 表 5.2.2 受压翼缘板最小板厚表 5.2.2 受压翼缘板最小板厚t 钢材种类钢材种类 (中国标准中国标准 GB) SS400,SM400 (Q235) SM490 (Q345) SM490Y,SM520 (Q370) SM570 (Q420) 40t b/(56fn) b/(48fn) b/(46fn) b
24、/(40fn) 40t75 b/(58fn) b/(50fn) b/(46fn) b/(40fn) 钢 材 板 厚 钢 材 板 厚 (mm) 75t100 b/(58fn) b/(50fn) b/(48fn) b/(42fn) 注：注：f=0.65 2+0.13 +1.0； 121 ； ：板件边缘应力：板件边缘应力(压应力为正压应力为正)， 21 （图（图 5.1.3） 。） 。 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong212014.7.18 靖江 受压板件加劲肋受压板件加劲肋受压板件加劲肋受压板件加劲肋 加劲肋不允许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求加劲肋不允
25、许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求加劲肋不允许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求加劲肋不允许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求 扁钢加劲肋：扁钢加劲肋：扁钢加劲肋：扁钢加劲肋： L L形、形、形、形、T T形钢加劲肋：形钢加劲肋：形钢加劲肋：形钢加劲肋： 热轧球扁钢（热轧球扁钢（热轧球扁钢（热轧球扁钢（GB/T 9945GB/T 9945）的球扁钢加劲肋：的球扁钢加劲肋：的球扁钢加劲肋：的球扁钢加劲肋： 闭口加劲肋：闭口加劲肋：闭口加劲肋： 第二节 主梁 闭口加劲肋： 第二节 主梁翼缘板与加劲肋翼缘板与加劲肋 ys s ft h345 12 ys s ft b345 12 0 0 ys
26、 s ft h345 30 345 18 s sy h tf ys s ft b345 40 ys s ft h345 40 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong222014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁截断及构造截断及构造 箱梁桥横向划分箱梁桥横向划分箱梁桥横向划分箱梁桥横向划分 箱梁顶底板变厚度处理箱梁顶底板变厚度处理箱梁顶底板变厚度处理箱梁顶底板变厚度处理 内部加劲肋内部加劲肋内部加劲肋内部加劲肋 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong232014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 主梁加劲
27、肋包括钢箱梁顶底板的加劲肋和腹板加劲肋主梁加劲肋包括钢箱梁顶底板的加劲肋和腹板加劲肋; 箱梁腹板加劲肋构造和设计与工形钢板梁桥基本相同箱梁腹板加劲肋构造和设计与工形钢板梁桥基本相同; 钢顶底板的局部稳定分析，可以近似简化为由箱梁腹板和横隔板围 成的四边简支加劲板 钢顶底板的局部稳定分析，可以近似简化为由箱梁腹板和横隔板围 成的四边简支加劲板; 四面简支对边均匀受压加劲板 5 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong242014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 加劲肋的分类：加劲肋的分类：加劲肋的分类：加劲肋的分类： 刚性加劲肋：母板（被加劲板
28、件）失稳时在加劲刚性加劲肋：母板（被加劲板件）失稳时在加劲刚性加劲肋：母板（被加劲板件）失稳时在加劲刚性加劲肋：母板（被加劲板件）失稳时在加劲 肋处形成节线，为加劲间母板的局部失稳，母板受肋处形成节线，为加劲间母板的局部失稳，母板受肋处形成节线，为加劲间母板的局部失稳，母板受肋处形成节线，为加劲间母板的局部失稳，母板受 力近似于由简支边或加劲肋围成的局部板件；力近似于由简支边或加劲肋围成的局部板件；力近似于由简支边或加劲肋围成的局部板件；力近似于由简支边或加劲肋围成的局部板件； 柔性加劲肋：失稳时加劲肋与母板共同变形，母柔性加劲肋：失稳时加劲肋与母板共同变形，母柔性加劲肋：失稳时加劲肋与母板共
29、同变形，母柔性加劲肋：失稳时加劲肋与母板共同变形，母 板受力与正交异性板接近，为加劲板件整体失稳；板受力与正交异性板接近，为加劲板件整体失稳；板受力与正交异性板接近，为加劲板件整体失稳；板受力与正交异性板接近，为加劲板件整体失稳； 具有刚性加劲肋的母板，其欧拉应力具有刚性加劲肋的母板，其欧拉应力具有刚性加劲肋的母板，其欧拉应力具有刚性加劲肋的母板，其欧拉应力crcr随加劲肋随加劲肋随加劲肋随加劲肋 刚度的增加而保持不变；具有柔性加劲肋的母板，刚度的增加而保持不变；具有柔性加劲肋的母板，刚度的增加而保持不变；具有柔性加劲肋的母板，刚度的增加而保持不变；具有柔性加劲肋的母板， 其欧拉应力其欧拉应力
30、其欧拉应力其欧拉应力crcr随加劲肋刚度的增加而增大。随加劲肋刚度的增加而增大。随加劲肋刚度的增加而增大。随加劲肋刚度的增加而增大。 受压时的失稳模态 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong252014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 刚性加劲肋与柔性加劲肋的判别标准：刚性加劲肋与柔性加劲肋的判别标准： * ll * ll 的加劲肋称为刚性加劲，当 时为刚性加劲肋时为刚性加劲肋当当当 时为柔性加劲肋 当 时为柔性加劲肋当当当当 DEIl l 其中其中其中 为加劲肋的刚度比； 其中 为加劲肋的刚度比； ） 2 3 1 (12 Ebt D ；t
31、为被加劲板板厚；v为泊松比 I I l l 为单根加劲肋对被加劲板的抗弯惯矩为单根加劲肋对被加劲板的抗弯惯矩为单根加劲肋对被加劲板的抗弯惯矩为单根加劲肋对被加劲板的抗弯惯矩 称为临界刚度比称为临界刚度比 0 2 2* 0 2 2 2* ,1112 1 , 1 14 ll ll nn n n nn 为加劲板的长宽比为加劲板的长宽比=a/b a为加劲板的长度（横向加劲肋的间距）为加劲板的长度（横向加劲肋的间距） b为加劲板的宽（腹板间距）为加劲板的宽（腹板间距） n为被加劲肋分隔的局部板件数目为被加劲肋分隔的局部板件数目n=nl+1； nl为纵向加劲肋数目为纵向加劲肋数目 l l 为单根加劲肋的截
32、面面积为单根加劲肋的截面面积为单根加劲肋的截面面积为单根加劲肋的截面面积 A A l l 与被加劲板的面积之比与被加劲板的面积之比与被加劲板的面积之比与被加劲板的面积之比 0 0 为加劲板的临界长宽比为加劲板的临界长宽比为加劲板的临界长宽比为加劲板的临界长宽比 btAl l 4 0 1 l n 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong262014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 例题：例题：a6000mm，b3000mm,t=10mm,tl=10mm,hl=150mm,当n=10或2，分别加 劲肋是刚性加劲肋还是柔性加劲肋？ 43 3 112
33、500003150103mmhtI lll / 4 2 3 2 3 274725 30112 103000 112 Emm EEbt D ）.( 4127472511250000DEIl l 23000600054411011 4 4 0 /.ban l 05010300015010./btAl l lll n nn 5237 10 12 0501011024 1 14 2 2 2 2 2 2 0 .).(, * 23000600002341211 4 4 0 /.ban l lll n nn 722 2 12 05021224 1 14 2 2 2 2 2 2 0 .).(, * 解：加劲肋
34、抗弯惯矩： 被加劲板的抗弯刚度： 加劲肋的刚度 比： 当n=10 加劲板的临界长宽比： 是柔性加劲； 当n=2 加劲板的临界长宽比： 是刚性加劲； 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong272014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 受压板件加劲肋受压板件加劲肋受压板件加劲肋受压板件加劲肋 受压加劲肋板宜采用刚性的加劲肋，构造布置困难或受力较小受压加劲肋板宜采用刚性的加劲肋，构造布置困难或受力较小受压加劲肋板宜采用刚性的加劲肋，构造布置困难或受力较小受压加劲肋板宜采用刚性的加劲肋，构造布置困难或受力较小 时可用柔性的加劲肋。时可用柔性的加劲肋
35、。时可用柔性的加劲肋。时可用柔性的加劲肋。 对于受压加劲肋板刚性的加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚对于受压加劲肋板刚性的加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚对于受压加劲肋板刚性的加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚对于受压加劲肋板刚性的加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚 度应满足以下要求：度应满足以下要求：度应满足以下要求：度应满足以下要求： 纵向加劲肋：纵向加劲肋：纵向加劲肋：纵向加劲肋： 横向加劲肋：横向加劲肋：横向加劲肋：横向加劲肋： 临界刚度：临界刚度：临界刚度：临界刚度： * ll 3 * 4 1 ba n t l t bD EIl l aD EIt t 2 *222 0 2 *2 0 1 4
36、11, 1 2111 , l l ll nn n nn n 4 0 ) 1(1 ll n 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong282014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 式中， l纵向加劲肋的相对刚度， bD EIl l ； Il纵向单根加劲肋对被加劲板的抗弯惯矩； l横向加劲肋的相对刚度， aD EIt t ； It横向单根加劲肋对被加劲板的抗弯惯矩； nnl1受压板被纵向加劲肋分割的子板元数； nl等间距布置纵向加劲肋根数； at横向加劲肋的间距计； a加劲板的长度（横隔板或刚性横向加劲肋的间距） ； b加劲板的宽（腹板或刚性纵向加
37、劲肋的间距） ； 加劲板的长宽比=a/b； l单根加劲肋的截面面积与被加劲板的面积之比btAl l ； t加劲板的厚宽； Al单根加劲肋的截面面积； D单宽板刚度 )1 (12 2 3 v Et D ； 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong292014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 为了充分发挥钢材的强度和简化设计计算，工程设计中通常采用刚性加劲肋为了充分发挥钢材的强度和简化设计计算，工程设计中通常采用刚性加劲肋 c a at c atat S.S. S.S. b t blblblblblbl 横向加劲肋 横隔板 纵向加劲肋 c b d
38、 a 日本道路桥示方书规 定加劲肋的刚度Il和面积 Al必须满足下式要求： reqll bt I , 3 11 (5.2.4) n bt Al 10 (5.2.5) 其中加劲肋刚度比l,req 按下面计算方法得到 6 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong302014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁加劲肋加劲肋 加劲肋刚度比加劲肋刚度比l,req的计算的计算 当0而且横向横向加劲肋刚度It满足式5.2.7要求时： 0 2 2 2 , 0 2 22 02 , , 1 14 , 1 14 tt n nn tt nt t nn lreql lreql (5.
39、2.8) (5.2.6) 3 , 3 t 4 1 11 reql n bt I 0 2 2 , 0 2 2 02 , ,1112 1 ,1112 1 ttnn n tt t t nn n lreql lreql (5.2.7) 当不满足中的条件时： 式中，t0为与钢材种类有关的不考虑加劲板局部稳定容许应力折减时必须满 足的最小板厚，由表5.2.2确定 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong312014.7.18 靖江 支承加劲肋支承加劲肋支承加劲肋支承加劲肋 等效压杆应力：等效压杆应力：等效压杆应力：等效压杆应力： 局部承压：局部承压：局部承压： 第二节 主梁
40、局部承压： 第二节 主梁加劲肋加劲肋 15tw Bev bs B B Bev 15tw 15tw 15tw tw tw 2 c wevs V tBA R Bev=bs+30tw（bs30tw） Bev=60tw（bs30tw） b webs V b tBA R Beb=B+2tf 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong322014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁有效截面与强度计算有效截面与强度计算 有效截面有效截面有效截面有效截面 受拉翼缘受拉翼缘受拉翼缘受拉翼缘 考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响 考虑孔洞的影响考虑孔洞的影响考
41、虑孔洞的影响考虑孔洞的影响 受压翼缘受压翼缘受压翼缘受压翼缘 考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响考虑剪力滞影响 考虑孔洞的影响考虑孔洞的影响考虑孔洞的影响考虑孔洞的影响 考虑板件局部稳定的影响考虑板件局部稳定的影响考虑板件局部稳定的影响考虑板件局部稳定的影响 强度计算强度计算强度计算强度计算 , y z d y effz eff M M f WW 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong332014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁有效截面与强度计算有效截面与强度计算 考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法考虑剪力
42、滞影响的杆件有效截面计算方法考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法 b 0.05 1.1 2 0.050.30 0.15 0.3 s e s e s e bb bb bb b bb 2 b 0.02 1.063.24.5( ) 0.020.30 b 0.15 0.30 s e s e s e bb bbb bb bb 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong342014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁有效截面与强度计算有效截面与强度计算 表表 5.1.7-1 翼缘有效宽度计算的等效跨度翼缘有效宽度计算的等效跨度 腹板单侧翼缘有效宽度计算 梁 段 号 符 号
43、 适用公 式 等效跨度 计算图式 简 支 梁 be,L (5.1.7-1) L b e,L1 0.8L1 b e,L2 (5.1.7-1) 0.6L2 b e,S1 0.2(L1+L2) b e,S2 (5.1.7-2) 0.2(L2+L3) 连 续 梁 在该区间两端点值之间 线性插值 be,L1 be L be,L2 be,s2 be,s1 考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法考虑剪力滞影响的杆件有效截面计算方法 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong352014.7.18 靖江 第二节
44、主梁第二节 主梁有效截面与强度计算有效截面与强度计算 考虑局部稳定影响的杆件有效截面计算方法考虑局部稳定影响的杆件有效截面计算方法考虑局部稳定影响的杆件有效截面计算方法考虑局部稳定影响的杆件有效截面计算方法 , p e iii bb , p eff ce i is i Ab tA u yf 7 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong362014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁有效截面与强度计算有效截面与强度计算 轴心受压板件的局部稳定折减系数轴心受压板件的局部稳定折减系数轴心受压板件的局部稳定折减系数轴心受压板件的局部稳定折减系数 矩形轴心受压板件矩形
45、轴心受压板件矩形轴心受压板件矩形轴心受压板件 2 00 222 0.41 1114 0.41(1)1(1) 2 ppp 时： 时： 0 0.8(0.4) p 2 2 12(1) 1 yy p cr ff b tEk 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 01020304050607080 宽厚比（b/t） 局部稳定折减系数 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong372014.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁有效截面与强度计算有效截面与强度计算 同时考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效截面同时考虑剪力滞
46、和受压加劲板局部稳定影响的有效截面同时考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效截面同时考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效截面 ,effe i is i Ab tA , , s e ip e ke k i b bb b be,k考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效宽度；考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效宽度； Aeff考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效面积；考虑剪力滞和受压加劲板局部稳定影响的有效面积； As,i有效宽度范围内第有效宽度范围内第i块受压板件的加劲肋面积。块受压板件的加劲肋面积。 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong38201
47、4.7.18 靖江 第二节 主梁第二节 主梁 钢箱主梁结构钢箱主梁结构图图图图 do 1. 950 1-Dia 36147 47 TJ-1 1 I.Rib 200 18 15000 1 I.Rib 200 18 15000 36016 4 U.Rib 300260 615000 4. 1550 4 do 1. 850 1-Dia 25/2=26250 /2=25750 do 4. 1550 1. 1. 850 1 I.Rib 200 18 10000 1 I.Rib 200 18 10000 36016 1. 4 4 U.Rib 300260 610000 1 I.Rib 200 18 875
48、0 1 I.Rib 200 18 8750 4 U.Rib 300260 68750 G1L 5 1-Dia G1L G1R 9x300= 1. 1. 950 4. 1550 1. do 1-Dia do 1-Dia 1. 25/2=26250 950 TJ-1 do 1-Dia CL CL 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong392014.7.18 靖江 第三节横隔板第三节横隔板 畸变畸变 横隔板分为横隔板分为横隔板分为横隔板分为中间横隔板和支点横隔板； 横隔板的作用横隔板的作用横隔板的作用横隔板的作用 作用是限制钢箱梁的畸变和横向弯曲变形，保持箱梁的截 面形状，对于支点横隔板还将承受支座处的局部荷载，起到 分散支座反力的作用 横向弯曲变形横向弯曲变形 同济大学 吴冲 Tongji University, Wu Chong402014.7.18 靖江 第三节横隔板第三节横隔板构造构造 中间横隔板中间横隔板 开口率开口率开口率开口率 实腹式实腹式 BHbhAA 4 . 0 8 . 0 8 . 04 . 0 实腹式 ：实