（1-55）m钢箱梁（B=85m）计算书.docx

1、.长春兴隆综合保税区二期围网工程跨中心大街桥55m简支钢箱梁计算书.目录第一部分：工程概况1一、结构特点1二、设计规范1三、技术标准2第二部分：纵向计算2一、计算基本资料21、计算模型22、荷载23、计算工况及计算方法3二、纵向计算结果41、刚度42、支反力43、抗倾覆计算44、内力结果55、受压加劲肋刚柔性判断66、剪力滞计算结果87、局部稳定折减计算88、顶底板第一体系正应力计算99、剪应力计算1010、腹板正应力剪应力共同作用验算10三、顶板第二体系应力计算101、顶板U肋设计102、顶板U肋应力计算12四、总应力结果12第三部分：横向计算13一、支点横梁计算131、计算荷载132、计算

2、结果14二、普通横隔板计算141、计算假定142、计算荷载143、计算截面154、普通横隔板计算结果16第一部分：工程概况一、结构特点本联为单跨55m简支钢箱梁结构，全桥桥面宽度为8.5m，考虑两侧护栏外包10cm，实际结构宽度为8.3m，按2车道设计，采用单箱单室等高梁，梁高2200mm。钢箱梁悬臂宽度为1900m，箱室宽度为4500mm，箱梁顶板普通厚度采用16mm，跨中位置加厚为22mm，支点位置为20mm；底板普通位置及支点位置厚度采用20mm，跨中区域加厚至30mm；腹板厚度全桥采用14mm；钢箱梁纵向每隔6m设置一道横隔板，每2m设置一道横肋，挑梁与箱室横隔板及横肋对应设置。箱梁支

3、点横向设置两个支座，支座间距3.2m。桥面铺装层采用80mm钢纤维混凝土+100mm沥青混凝土铺装，钢箱梁左、右设置2道钢筋砼防撞护栏。箱梁标准断面图如下：图1.1.1 箱梁标准横断面二、设计规范1公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）；2公路钢结构桥梁设计规范 (JTG D64-2015)3公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D3360-01-2018）4公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG 3362-2018）5公路桥涵施工技术规范（JTG/T 3650-2020）；6钢结构工程施工质量验收规范（GB 50205-2020）；7钢结构设计规范（GB50017-2017）

4、；8电弧螺柱焊用圆柱头焊钉（GB/T 10433-2002）；9钢结构焊接规范（GB 50661-2011）；10 低合金高强度结构钢（GBT 1591-2018）三、技术标准1、设计荷载等级：城-A级，2车道。2、桥涵结构设计基准期：100年。3、桥梁设计安全等级：重要等级级，结构重要性系数01.1。第二部分：纵向计算一、计算基本资料1、计算模型采用MIDAS梁单元建模，建立模型如下。图2.1.1 单梁计算模型2、荷载（1）恒荷载1-1）一期恒载：一期恒载包括主梁自重，钢材密度7850kg/m3，由程序自动计算其自重，考虑纵横向构件及各种加劲肋重量。1-2）二期恒载：二期恒载为2道混凝土防撞

5、护栏、80mm钢纤维混凝土 +100mm沥青桥面铺装，以均布荷载计入。（2）温度作用2-1）正温度梯度：按BS5400取值。图2.1.2 正温度梯度示意图2-2）负温度梯度：取-0.5倍的正温度梯度。2-3）整体温度：长春年平均气温4.6，历史上最高气温可达40，最低气温可达零下39；按通规第4.3.12条条文说明内公式（4-14）（4-17）, 钢桥面板钢桥温度计算如下： 最高温度为：TE=38（Tt20 ）/12=38+（40-20）/2=48 c最低温度为： TE=-1.48 Tt/0.91=-1.48+-39/0.91=-44.3 c假定桥梁结构合拢温度为：5 c10 c。升温为：48

6、543 c ； 降温为：-44.3 -10 -54.3 c。（3）活载汽车荷载按JTG D60-2015办理，包括汽车冲击力。（4）支座沉降简支梁桥，支座沉降对桥梁结构受力无影响，不计算。（5）风荷载按有车基本风速25m/s计算。3、计算工况及计算方法（1）计算方法概述采用极限状态法进行计算，对钢箱梁各种工况的受力情况进行分析。（2）荷载组合基本组合：1.2恒载+1.4活载（含冲击力）+1.40.75温度；其中温度（包含温度梯度与整体升降温）标准组合：1.0恒载+1.0活载（含冲击力）+1.0温度；其中温度（包含温度梯度与整体升降温）二、纵向计算结果1、刚度跨中静活载作用下跨中最大竖向挠度为5

7、7mm，刚度1/965，刚度满足规范要求的1/500。2、支反力各种荷载下支座反力数值见下表。单个支座竖向反力（kN）本桥为简支梁桥，跨径较大，为增大抗倾覆安全系数，在端横梁范围内进行压重。3、抗倾覆计算根据桥面车道设置及支座中心距，按照最不利偏载，进行抗倾覆计算根据上表，抗倾覆系数为9.47，满足规范要求。4、内力结果图2.2.1 恒载工况下弯矩图（kN*m）图2.2.2 恒载工况下剪力图（kN）图2.2.3 活载弯矩包络图（kN*m）图2.2.4 活载剪力包络图（kN）图2.2.5基本组合下弯矩包络图（kN*m）图2.2.6基本组合下剪力包络图（kN）5、受压加劲肋刚柔性判断本联钢箱梁为简

8、支结构，主梁正弯矩受力，顶板系统受压，需要对顶板加劲肋进行刚柔性判断。本桥共设置16、20/22mm三种顶板厚度，顶板车行道部分采用U肋：顶板U肋尺寸：顶宽300mm底宽180mmU肋高度280mm U肋厚度8mm16mm顶板厚度 U肋刚柔性判断20mm顶板厚度 U肋刚柔性判断22mm顶板厚度 U肋刚柔性判断根据验算结果，受压顶板纵向加劲肋均为刚性加劲肋。6、剪力滞计算结果根据计算，截面上下缘均不需要进行剪力滞有效宽度折减。7、局部稳定折减计算加劲肋刚柔性判断为刚性，根据纵向加劲肋的间距计算受压侧加劲肋有效宽度面积折减中跨中顶板局部稳定折减计算根据计算结果，跨中顶部无需进行局部稳定折减。8、顶

9、底板第一体系正应力计算图2.2.12 底板第一体系最大拉应力图2.2.13 顶板第一体系最大压应力顶板顶第一体系最大压应力为-164MPa,底板底第一体系最大拉应力186MPa。考虑1.1安全系数后，顶板最大压应力-180.4MPa，底板最大拉应力204.6MPa，均小于270MPa，满足规范要求；9、剪应力计算图2.2.13 剪应力包络图最大剪力为4676KN，考虑1.1安全系数，剪应力最大值为1.1*75.9=83.5MPa,小于规范容许的160MPa。10、腹板正应力剪应力共同作用验算弯剪共同作用小于1.1，满足规范要求。三、顶板第二体系应力计算第二体系计算，U肋、桥面板支承于横隔板与横

10、肋上，将自重、二恒及车轮荷载传递给横隔板，横隔板、横肋纵向间距即为纵肋的跨度。顶板车道范围纵向加劲肋采用U肋；将U肋等效成工字肋进行建模计算，两块腹板相叠加。采用MIDAS梁单元建模，取6个隔板间距的纵向加劲肋进行桥面第二体系计算，得到第二体系应力的结果。 1、 顶板U肋设计图2.3.1U肋（等效为工字肋）计算模型图（1）U肋有效宽度计算横梁间距为2m，可将顶板U肋看做跨度2m的连续梁，顶板U肋横向间距2b为300mm。顶板计算宽度（2）U肋截面将U肋简化为工字型截面，如下所示。图2.3.2 U肋计算截面工字型截面顶板宽度438mm，厚度16mm，底板宽度180mm，厚度8mm，腹板高度296

11、mm，厚度16mm。（3）设计荷载3-1）钢结构自重：截面自动加载3-2）二恒：58.5/8.3=4.23KN/m3-3）活载：采用车辆荷载，城-A级桥梁车辆荷载总重70t汽车荷载分配系数：2=0.5*1.4*（1/1.05）*600/（600+2*180）=0.4172、顶板U肋应力计算图2.3.3 U肋上缘应力包络图（MPa）图2.3.4 U肋下缘应力包络图（MPa）由计算结果，U肋顶板处最大压应力-33MPa，最大拉应力为22MPa；U肋底板处最大压应力-52MPa，最大拉应力为78MPa。四、总应力结果钢箱梁顶板正应力共分为两部分：第一体系应力（主梁纵向计算应力）及第二体系应力（纵肋计

12、算应力），分别计算顶板顶压应力、顶板U肋底压应力及底板底拉应力。两个体系合计应力如下表所示：根据上表结果显示，钢结构应力计算结果均满足规范要求。第三部分：横向计算一、支点横梁计算1、计算荷载支点横梁在纵腹板附近设置支座，共设置2个支座。1)根据纵向计算支反力结果施加横梁计算荷载上部结构支点反力整理如下表所示，活载按照多车道在横梁上加载，进行多车道折减计算：横梁荷载计算2）横梁顶底板有效宽度计算支点横梁支座中心距为3.2m，计算顶底板有效宽度支点横梁有效宽度支座外支座间实际跨度L(mm)25503200系数20.6等效跨度L0(mm)51001920横梁间距2b800800间距b400400b/

13、L00.078 0.208 剪力滞折减系数0.943 0.683 单侧有效宽度377.3 273.3 计算宽度754.5 546.7 3）边界实际支座位置就是横梁计算的边界支座图3.1.1支座横梁计算模型2、计算结果图3.1.2横梁上缘正应力包络计算结果图3.1.3横梁下缘正应力包络计算结果图3.1.4横梁剪应力计算结果建立MIDAS模型，求得横梁的最大正应力与最大剪应力分别为：max=48MPa，min= -48MPa , max=49MPa支点横梁正应力均小于270MPa，剪应力小于160MPa，组合应力小于1.1，均满足规范要求。二、普通横隔板计算1、计算假定（1）本桥为单箱单室断面，横

14、肋纵向间距2000mm，桥面板荷载通过顶板纵肋传递至相邻横肋及横隔板，再通过横隔板传至纵向腹板；（2）横隔板横向受弯，纵腹板为横隔板的边界支撑，计算其弯曲应力，计算截面取一工字型截面，顶底板计算其有效宽度。2、计算荷载（1）自重按照钢结构自重加载，横肋间距b=2m；（2）二恒铺装层厚度为0.18m，单根横肋范围内桥面铺装荷载为q=0.18*2*25=9KN/m；护栏荷载，按10KN/m，按横肋两端作用集中荷载10*2=20KN；（3）车辆荷载1）车辆纵向最不利位置判断轴重200KN单轴作用于横隔板位置，单轮着力点集中力大小为：P1=200/2=100KN轴重140KN，间距1.2m双轴作用时，

15、后轮中心位于横隔板位置：后轮着力点集中力大小为P1=140/2=70KN前轮着力点传至横隔板的集中力大小为P2=(2-1.2)/2*70=28KN两轮合计为P3=70+28=98KN100KN,故取单轮荷载为100KN2)车轮横向最不利位置判断：通过midas车道影响线自动加载判断3）局部加载系数取1.43、计算截面纵腹板支撑跨间隔板，纵腹板为边界条件，建立如下跨间隔板计算模型；图3.3.1 普通横隔板计算模型4、普通横隔板计算结果图3.3.2 普通横隔板上缘正应力包络图图3.3.3 普通横隔板下缘正应力包络图图3.3.4 普通横隔板剪应力包络图根据检算结果，正应力及剪应力均较小，满足规范要求。16