钢板组合梁计算书.docx

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1、 30m钢板组合梁桥课程设计 计算书 姓名：吕博 学号：1150671 任课教师：吴冲 联系方式：二O一五年一月 钢与组合结构桥梁课程设计 目录 1、总体设计.错误!未定义书签。1.1 设计原则.错误!未定义书签。1.2 技术标准.错误!未定义书签。1.3 设计规范.错误!未定义书签。1.4 重要材料.错误!未定义书签。1.5 总体布置.错误!未定义书签。2、桥面板设计.错误!未定义书签。2.1 桥面板尺寸拟定.错误!未定义书签。2.2 桥面板作用与组合.错误!未定义书签。3、主梁设计.错误!未定义书签。3.1 设计原则与方法.错误!未定义书签。3.2 主梁尺寸拟定.错误!未定义书签。3.3

2、加劲肋尺寸拟定.错误!未定义书签。3.4 联结系.错误!未定义书签。4、主梁截面特性及内力计算.错误!未定义书签。4.1 结构参数.错误!未定义书签。4.2 计算模型与方法.错误!未定义书签。4.3 主梁截面特性计算.错误!未定义书签。4.4 主梁内力计算.错误!未定义书签。5、主梁应力验算.错误!未定义书签。1.1 一、二期恒载效应.错误!未定义书签。1.2 徐变效应.错误!未定义书签。1.3 收缩效应.错误!未定义书签。1.4 梯度温度效应.错误!未定义书签。1.5 车辆荷载效应.错误!未定义书签。1.6 承载能力极限状态验算.错误!未定义书签。1.7 承载能力极限状态验算.错误!未定义书

3、签。1.8 承正常使用极限状态抗裂验算.错误!未定义书签。6.次结构验算.错误!未定义书签。6.1 混凝土桥面板.错误!未定义书签。6.2 剪力连接件.错误!未定义书签。6.3 加劲肋验算.错误!未定义书签。7.稳定性验算.错误!未定义书签。7.1 整体稳定性验算.错误!未定义书签。7.2 倾覆稳定计算.错误!未定义书签。8.刚度验算.错误!未定义书签。8.1 刚度与变形验算.错误!未定义书签。8.2 预拱度的设立.错误!未定义书签。9.疲劳破坏极限状态验算.错误!未定义书签。1、总体设计 1.1 设计原则 满足安全、功能、经济、美观等规定，还要便于施工、维修和养护。1.2 技术标准 参照公路

4、工程技术标准（JTGB01-2023）,拟定此30m简支钢板组合梁 桥的重要技术标准如下：（1）公路等级：二级四车道公路（2）结构设计安全等级：二级（3）结构重要性系数：1.0（4）设计速度：80kmh（5）桥梁跨径：计算跨径30.0m,标准跨径（含接缝）31.2m（6）桥面宽度：两行车道宽4*3.75m;两侧分别设2.5m硬路肩（含安全距离）以及0.5Om防撞护栏，中央分隔带2m,桥面宽：0.50+2.5+2*3.75+2+2*3.75+2.5 0.50=23.0m（7）桥梁结构设计基如期：12023（8）汽车荷载等级：公路级（9）桥面净空：二级公路至少5.0m（10）桥面坡度：设立2%横坡

5、；不设立纵坡。1.3 设计规范（1）公路工程技术标准（JTGBOl-2023）（2）公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2023）（3）公路钢结构桥梁设计规范（报批稿20230419修改版）（JTGD64-201X）（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2023）（5）公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2023）（6）公路桥梁抗风设计规范（JTGTD60-01-2023）(7)公路桥梁抗震设计规范(JTJOO4-89)(8)公路桥梁抗震设计细则(JTGTB02-01-2023)(9)桥梁用结构钢(GB/T714-2023)(10)公路工程结构可靠度设计统一标准(G

6、B/T50283-1999)（三）公路工程质量检查评估标准第一册土建工程(JTGF80.1-2023)(12)公路工程质量检查评估标准第二册机电工程(JTGF80.1-2023)(13)日本道路桥示方书 1.4 重要材料 主梁及联结系：Q345钢材，E=2.06 105M,p=7S50kgm根据钢桥设 计规范第3.2.1条，钢材强度设计值(MPa)如下：牌号 的材 厚度(mm)抗拉、抗压和抗雪 抗剪卜 面承压(刨平顶紧)启 Q235 钢 16 190 110 280 1640 180 105 40100 170 100 Q345 钢 16 275 160 355 16-40 270 155 4

7、0-63 260 150 63YO 250 145 SO-100 245 140 Q390 钢 16 310 180 370 16-40 295 170 40-63 280 160 63-100 265 150 Q420 钢 16 335 195 390 1640 320 185 40-63 305 175 63700 290 165 注:衰中厚度指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件指截面中较厚板件的，度.桥面板：20Cm钢筋混凝土桥面板，取自重为26kN11 桥面铺装：8cm沥青混凝土铺装，取自重为25kN11 普通钢筋：直径大于或等于12mm的用HRB335,直径小于12mm的用R

8、235 施工工艺：分段预制主梁，施工现场临时支墩连接。考虑到主梁截面的变化以及运送安装条件的需要，主梁节段工地连接处均设立在截面变化处 1.5 总体布置 1.5.1 立面图布置立面图布置 本桥取伸缩缝半宽30mm,梁端到支座中心线距离600mm0设本桥位于6度区，根据公路桥梁抗震设计细则(JTGTB02-01-2023)11.2.1简支梁梁端至墩、台帽或盖梁边沿应有一定的距离，其最小值a(cm)按下式计算：070+0.51.,式中：1.梁的计算跨径(m)。本桥取a=147cm,满足此项规定。依据公路钢结构桥梁设计规范报批稿7.4.2条：“应设立横向联结系，并满足以下规定：1.宜与梁的上、下翼缘

9、连接，间距不宜大于受压翼缘宽度的30倍。2.支承处必须设立端横梁。”由于本桥桥宽较大，为了加强桥梁整体横向联系，宜取较小的横联间距。拟定横联等间距5.0m；采用实腹式。综上，本桥拟得立面图如下图。1.5.2 横断面布置横断面布置 本桥拟定主梁间距2.6m；桥面板两边悬挑长度1.1m；主梁根数9。横断面 布置图如下图。1.5.4横截面沿梁长的变化横截面沿梁长的变化 为了减少用钢量，主梁应根据零矩的大小调整主梁截面。在本例中，由于跨径较小，考虑到制作安装和运送的方便，采用全桥等梁高布置，翼板宽度不变。1.5.3平面图布置平面图布置 fXXl 500-三面 S=EK1 50GD 2、桥面板设计 1.

10、1 桥面板尺寸拟定 桥面板跨内厚度取200mm,悬臂板根部板厚为250mm以上，悬臂板端部板厚为220mm。由于采用承托找横坡，因而承托高宽不等，高宽比接近1:3以减小局部应力。边梁处承托宽度300mm,高度100mm。2.2桥面板作用与组合 桥面板重要承受桥面板自重、二期恒载（桥面铺装）、活载（汽车荷载与人群荷载）等。采用承载能力极限状态基本组合验算，取结构安全系数1.1,恒载分项系数1.2,活载分项系数1.4,冲击系数1.3。3、主梁设计 2.1 设计原则与方法 本桥主梁设计重要依据经验跨高比拟定梁高,依据抗剪稳定性选定腹板高厚比（此处假定只需设立腹板横向加劲肋），依据受压翼板稳定性选定翼

11、板宽厚比，同时兼顾截面的经济性。3.2主梁尺寸拟定 主梁跨中截面重要尺寸拟定如下：简支梁跨径30.0m,按照一般高跨比=-1.,取梁 1225 Mh=1.90m,h1.=1/15.8o 根据钢桥设计规范第7.2.1条规定，焊接板梁受压 翼缘的伸出肢宽不宜大于40cm,也不应大于其厚度的 12眄7倍,受拉翼缘的伸出肢宽不应大于其厚度的 16眄7倍。考虑到本桥梁跨度为30m,并且一般翼缘 厚度不小于腹板厚度1.l倍。取上下翼缘宽度为400(600)mm,上(下)翼缘 厚度取20(32)mm,腹板厚度取9mm。依据公路钢结构桥梁设计规范报批稿5.3.3条，腹板和腹板加劲肋设立应 满足以下规定：腹板最

12、小厚度应满足表5.3.3的规定。表5.3.3腹板最小厚度 构造形式 钢材品种 备注 Q235 Q345 不设横向加劲肋及纵向加劲肋时 70 60 仅设横向加劲肋，但不设纵向加劲肋时 160 140 设横向加劲肋和1段纵向加劲肋时*280 240 纵向加劲肋位于距受压翼缘0.2hw附近，见图5.3.3 设横向加劲肋和2段纵向加劲肋时 也31()*310 纵向加劲肋位于距受压翼缘0.14hw和0.36hw附近，见图5.3.3 本桥拟采用仅设腹板横向加劲肋的形式，因此拟定腹板厚度9mm,腹板净高 1900mm,高厚比为211,设横向加劲肋和1段纵向加劲肋，纵向加劲肋位于距受 压翼缘0.2hw附近。3

13、.3加劲肋尺寸拟定 本桥加劲肋布置与尺寸如下表:腹板 高度 mm 1900 腹板宽厚比 211 厚度 mm 9 设横向加劲肋，道纵向加劲肋 横向加劲肋 双侧布置 肢宽 mm 150 加劲肋宽厚比 10 肢厚 mm 15 支承加劲肋 设一对支月 艮加劲肋 肢宽 mm 150 加劲肋宽厚比 10 肢厚 mm 10 3.4联结系 横向联结系采用实腹式结构，横梁间距定为5.00m,尺寸如下：横梁统一采用实腹式工字形。翼缘宽度均为300mm,上(下)翼缘厚度为Iomm；腹板厚度8mm；端横梁腹板高度1525mm,中横梁腹板高度1300mm。纵向联结系采用桁架式连接结构。构件截面采用1.140 xl40

14、xl0o 横联的格子刚度为：,AlQ八Hnn2.6 8 16OO3 Z=)330000)312=3710,端部横联符合规定。2。1 2x5000 9 19003 12 4、主梁截面特性及内力计算 2.1 主梁结构参数 内力计算考虑一期恒载(桥面板重量+钢梁重量)、二期恒载(铺装+栏杆)和汽车活载和人群荷载。内力按照公路桥涵设计通用规范第4.1.6条规定的承载能力极限状态下的基本组合进行组合。主梁结构参数主梁结构参数 计算跨径(In)30 桥面板混凝土容重(kN113)26 桥宽(m)23 主梁间距(m)2.6 铺装沥青容重(kNm3)25 主梁根数 9 计算车道数 4 人行道宽(In)0 4.

15、2计算模型与方法 采用平面杆系分析方法，将桥梁的空间作用效应用荷载横向分布系数考虑。5.3主梁截面特性计算 43.1.组合梁翼缘有效宽度计算组合梁翼缘有效宽度计算(1)上翼缘板上翼缘板(跨中跨中)组合梁混凝土翼缘板有效宽度计算按照报批稿附录F进行计算：EO.1组合梁各跨跨中及中间支座处的混凝土板有效宽度加按下式计算，且不应大于混凝土板实际宽度：rr=+-.(F.0.1/)%=/6(E0.1-2)式中：%钢梁腹板上方最外侧剪力件的中心间距；hcfi一一钢梁腹板一侧的混凝土板有效宽度。其中.为最外侧剪力件中心至相邻钢梁腹板上方的最外侧剪力件中心距离的一半或最外侧剪力件中心至混凝土板自由边的距离；为

16、等效跨径，简支梁应取计算跨径。组合梁截面尺寸 在本例中：1.e=30m,1.e6=5mb=2.6m2,故跨中全截面有效。(2)上翼缘板上翼缘板(支点支点)根据报批稿F.0.2,简支梁支点和连续梁边支点处的混凝土板有效宽度/f按下 式计算：fr=+Afr(F.021)i=0.55+0.0251.cJbi1.0(F.0.2-2)式中，取为边跨的等效跨径(mm),如图F.O.la)所示。0.55+0.02530(2.6/2)=1.13,因此即支点处混凝土也是全截面有效。(3)下翼缘板下翼缘板 根据公路钢结构桥梁设计规范报批稿中5.1.8中第2条“I形、n形和箱形梁 桥的翼缘有效宽度M按式(5.1.8

17、-3)和(5.1.8-4)计算，其合用条件见表5.1.8。%=4 0.05 =(l.l-2,b 0.05-i-0.30 (5.1.8-3)%=0.15/0.30%心 0.02%=1.06-3.2+4.5(空)23 0.02-0.30,(5.1.8-4)式中：%翼缘有效宽度；bi腹板间距的1/2,或翼缘外伸肢为伸臂部分的宽度，如图5.1.8所示;Q等效跨径，见表5.1.8。表5.1.8翼缘有效宽度计算的等效跨径 类别 腹板单侧翼缘有效宽度计算 计算图式 符号 合用公式 等效跨径2 简支梁%1.(5.1.8-3)1.Z U _._ 经计算,bl=(2.62)30=0.043截面 特性计算结果汇总如

18、下:钢梁截面 As(cm2)0.20 Es 210000.00 s(Cm)5.68 Is(m4)0.07 ysu(cm)90.18 ysb(cm)80.02 组合截面(弹性阶段)单位Cnl n=7.00 Aoc 857.14 AO 1256.74 63.26 Ac 5720.00 IO 5440307.65 ycu 47.84 ac 37.84 ycb 27.84 as 88.73 ysu 20.84 a 126.58 ysb 148.96 组合截面(徐变阶段)单位cm n=14.00 Aoc 428.57 43.31 AO 828.17 10 4553219.38 ycu 67.79 ac

19、57.79 ycb 47.79 as 68.79 ysu 40.79 a 126.58 ysb 129.01 组合截面(收缩阶段)单位cm n=21.00 Aoc 285.71 30.68 AO 685.31 10 3996050.55 ycu 80.42 ac 70.42 ycb 60.42 as 56.16 ysu 53.42 a 126.58 ysb 116.38 1.1.1 4主梁内力计算 主梁内力分为永久作用引起的内力、可变作用引起的内力以及偶尔作用引起的内力，具体涉及：一期恒载、二期恒载引起的内力，混凝土收缩徐变作用引起的次内力；汽车荷载、汽车冲击力引起的内力以及混凝土和钢材之间的

20、梯度温度作用引起的温度次内力。对于简支梁这样的静定结构，均匀温度作用及支座不均匀沉降都不会引起结构次内力。本例中暂不计算偶尔作用引起的结构内力。下面就分别对上述作用产生的主梁内力进行计算。1.1.2 恒载内力恒载内力 一期恒载 厚度(m)宽度(m)平方米重量(kNm2)荷载集度(kNm)钢梁 2.6 2 5.2 混凝土桥面板 0.2 2.6 5.2 13.53 0.27 1 2.7 7.0 一期恒载总集度 25.74 二期恒载 厚度(m)宽度(m)面积(m2)荷载集度(kNm)人行栏杆 0.34 沥青土铺装层 0.09 2.6 0.23 5.85 防撞栏杆 2.22 二期恒载总集度 8.41

21、1.1.3 活载内力活载内力 本桥不设人行道，因此活载内力即汽车活载内力。计算过程和结果如下:汽车活载内力计算汽车活载内力计算 车道折减系数 0.56 荷载(车)横向分布系数 1.076 冲击系数 1.222(未折减)车道荷载均布力(kNm)10.5 车道荷载集中力-弯矩效应(kN)280 荷载(人)横向分布系数 0.280 车道荷载集中力-剪力效应(kN)336(影响线坐标)443收缩、徐变次内力收缩、徐变次内力 对于简支梁，收缩徐变效应可以按照现代钢桥（上）中的简化方法进行近似计算。以跨中截面为例进行计算：组合截面上徐变引起的弯矩:M=Paoci 同样原理可以计算混凝土收缩引起的截面内力，

22、依旧以跨中截面为例进行计算：收缩产生的收缩应变终极值依照预应力混凝土桥梁设计规范表6.2.7取值，设定环 境条件，混凝土加载龄期28天，查得收缩应变终极值。RH=70%,葭=0.211 103 组合截面上收缩引起的轴力:P产缶NC 组合截面上收缩引起的弯矩:徐变、收缩效应内力计算结果汇总如下:徐变效应下的次内力徐变效应下的次内力 收缩效应下的次内力收缩效应下的次内力 p(MN)1 环境条件RH 0.7 Nc(MN)0.74 收缩应变终极值 0.000211 p(MN)0.74 Pcs(MN)(压力)1.266 M(MNm)0.43 Mcs(MNm)0.891469 4.4.4 混凝土与钢结构之

23、间的温差引起的次内力混凝土与钢结构之间的温差引起的次内力 对于简支梁，梯度温差效应可以按照现代钢桥（上）中的简化方法进行近似计算,徐变计算原理如图3-6。按照设计环境条件，混凝土板与钢梁之间的温差为10C。.以跨中截面为例进行计算，混凝土升温引起的组合截面轴力:组合截面上徐变引起的轴力:（压力）P=aTEcAc 混凝土升温引起的组合截面弯矩：MT=PTeloC 混凝土降温引起的次内力与升温时大小相同，方向相反。计算结果如下:温差效应次内力温差效应次内力 以混凝土比钢梁低为例 T IO0C Pt(MN)2.16 Mt(MNm)81.74 4.4.5 主梁内力计算结果主梁内力计算结果 结构重要性系

24、数取为1.1,重要荷载按承载能力极限状态下的基本组合进行组合，恒载效应分项系数取为1.2,活载效应分项系数取为1.4；人群荷载组合系数取0.8。内力计算结果如下(跨中截面)：截面位置(m)一期恒载弯矩(kNm)二期恒载弯矩(kNm)活载弯矩(汽车)(kNm)弯矩包络(kNm)0 0 0 0 0 3.75 1672 546 1628 3847 7.5 2867 937 2791 6595 11.25 3583 1171 3489 8243 15 3822 1249 3721 8793 18.8 3583 1171 3489 8243 22.5 2867 937 2791 6595 26.3 16

25、72 546 1628 3847 30 0 0 0 0 截面位置(m)一期恒载剪力(kN)二期恒载剪力(kN)活裁剪力(汽车)(kN)剪力包络(kN)0 510 167 560 1236 3.75 382 125 470 977 7.5 255 83 386 724 11.25 127 42 308 477 15 0 0 235 235 15 0 0-235-235 18.8-127-42-308-477 22.5-255-83-386-724 26.3-382-125-470-977 30-510-167-560-1236 恒载+活载弯矩包络图和剪力包络图见于下图。主梁玛桎(m)EzNrH急

26、 OVlm-1.5 5、主梁应力验算 主梁应力计算以最具代表性的跨中截面和支点截面进行计算。根据 报批稿11.2.1和11.2.2条规定进行计算。报批稿11.2.1抗弯计算应符合以下规定：1计算组合梁抗弯承载力时，应考虑施工方法及顺序的影响，并应对施工过程进行抗弯验算，施工阶段作用效应组合应符合现行公路桥涵设计通用规范JTGD60的规定。2组合梁抗弯承载力应采用线弹性方法计算，并应符合以下规定：11M=Y-(11.2.1)白%o/报批稿11.2.2抗剪计算应符合以下规定：1组合梁截面的剪力应所有由钢梁腹板承担，不考虑混凝土板的抗剪作用。2组合梁截面抗剪验算应符合以下规定：oK(H.2.2-1)

27、5.1一、二期恒载效应 一期恒载钢梁上缘和下缘应力标准值：二期恒载(桥面铺装完毕阶段)钢梁上缘和下缘应力标准值:此时混凝土桥面板开始参与受力，混凝土板上缘和下缘应力标准值:计算结果如下:一期恒载应力。su(MPa)-50.28 5.2徐变效应 由于混凝土徐变，钢梁上缘和下缘应力标准值为:uco -二_(组三XVjZ2)sbJ42 102几2 混凝土上缘和下缘应力标准值:收缩效应应力计算结果汇总:收缩效应下的应力 Osu(MPa)-28.97 OSb(MPa)7.14 Ocu(MPa)0.46 OCb(MPa)0.66 5.4梯度温度效应 以混凝土比钢梁高10度为例，钢梁上缘和下缘应力标准值:混

28、凝土上缘和卜.缘应力标准值:nO4 10 一必 JbCo4温差次应力温差次应力(混凝土升温混凝土升温10)ocu(MPa)1.56。Cb(MPa)1.97 Osu(MPa)-10.40 s(MPa)-7.41 若混凝土比钢梁低10,计算过程与上述计算过程类似，温差次应力数值相同，符号 相反。5.5车辆荷载效应 车辆荷载应力车辆荷载应力 su(MPa)-14.26 sb(MPa)101.89。cu(MPa)-4.68 cb(MPa)-2.72 5.6 承载能力极限状态验算 根据通用规范4.1.6条，承载能力极限状态正应力验算如下表所示:承载能力极限状态正应力验算表承载能力极限状态正应力验算表(跨

29、中截面跨中截面)钢梁上缘(MPa)钢梁下缘(MPa)碎上缘(MPa)碎下缘(MPa)一期恒载-50.28 44.62 0.00 0.00 二期恒载-4.78 34.19-1.57 0.91 徐变-20.24-4.94-1.62-1.49 收缩-28.97 7.14 0.46 0.66 梯度温差(-10)-10.40-7.41 1.56 1.97 梯度温差 10.40 7.41-1.56-1.97 (+10)活载（汽车荷载）-14.26 101.89-4.68-2.72 冲击荷载(U=O.222)-3.17 22.62-1.04-0.60 施工短暂状况验算标准组合-121.70 205.53-8

30、.44-3.24 应力允许值 345.00 345.00 20.72 20.72 是否通过 是 是 是 是 承载能力极限状态验算基本组合-90.47 268.89-9.88-3.56 强度设计值 260 270 22.4 22.4 S/R(%)35%99.59%44%16%是否通过 是 是 是 是 5.7 承载能力极限状态验算 根据报批稿11.2.1条规定，应对施工过程进行抗弯验算。施工阶段为短暂状况，效 应组合取为标准组合，短暂状况主梁正应力验算见上表，剪应力验算见下表：截面切应力验算表（跨中截面）截面切应力验算表（跨中截面）Aw(Innr2)171000 支座 序号序号 工况 1 一期恒载

31、 3.0 2 二期恒载 1.0 3 活载（汽车荷载）3.3 4 冲击荷载（M=O.222）0.7 短暂状况验算标准组合 8.0 强度标准值 155.0 是否通过 是 承载能力极限状态验算基本组合 10.3 强度设计值 155.0 S/R(%)0.1 是否通过 是 注：因钢梁截面沿跨长无变化，因此本例子折算应力验算从略。5.8 承正常使用极限状态抗裂验算 按照报批稿11.3.3条规定，混凝土板应进行裂缝宽度验算。由上述计算结果可以知道，混凝土板在施工及使用阶段均受压，故抗裂验算自动通过。6.次结构验算 6.6 混凝土桥面板 6.6.1 桥面板内力计算桥面板内力计算 A、恒载效应计算 悬臂板：恒载

32、效应计算跨径按规定计算1.=1.l-0.48/2=1.17m.桥面恒载集度按22cm桥面板厚加上铺装层厚度近似计算。同时考虑边沿防撞护栏的重力。W=26 0.22+25 0.08=7.727V/nr A=IQOkN/m1.I=0.9m 支点弯矩Kn=-卬/2-他=-14.28AWmm 连续板：恒载效应计算跨径按规定计算1.=2.6m 跨中正弯矩(较不利值)MI12=WIllG=522kNmlm 支点负弯矩Mdi=-W1.2/8=-652kNmm B、活载效应计算 悬臂板 活载效应计算跨径按规定计算1.=0.3m 支点处负弯矩Mal=-P1.(.301.0.25)=-46.9kNmlm 连续板

33、计算跨径1.=2.6m 跨中(支点)弯矩M=O.8x(0.121.+0.07)P=3056Nmm 上述计算中取不利值：跨中断面：Med=5.22kNmm,Mra=30.56Wmm 支点断面：Md=-14.28ZNmm,MSa=469kNm/m C、承载能力极限状态作用基本组合 按通用规范第4.1.6条：支点断面弯矩：1.2MSd+1.4K“=-1.2 l4.28-1.4 46.90=-82.80kNmm)跨中断面弯矩：.2Mcd 1.4M“=1.2X5.22+1.4X3056=58.4l()Ww/M 6.6.2 强度计算及配筋强度计算及配筋 桥面板上下缘均配置HRB335刎475力，单向受弯时

34、不考虑受压区钢筋的奉献。保 护层厚度c=25mm,as=a,s=25+14/2=32mm,ho=h,o=220-32=218mm 跨中截面抗弯承载力：九A280 x2051M fcdb22.4 1000 Mud=falbx(h.-0.5x)=22.4 1000 25(188-0.5 25.6)=98.1KN 支点截面抗弯承载力:fsdAx=280 x2051 fedb22.4 1000 W5x)=-22.4 1000 25(188-0.5 25.6)=-98.1KNm 桥面板承载能力验算表桥面板承载能力验算表 项目项目 弯矩设计值弯矩设计值 符号 单位 支点截面 跨中截面 Md KNm-82.

35、8 58.41 抗力抗力 Mud KNm-98.1 98.1 S/R 84%60%是否通过是否通过 是 是 综上计算，桥面板横桥向配置主筋，上下缘均配筋祝475川根，纵桥向配置 分布钢筋，布置为双肢箍筋。12200阳加。=25.6mm 6.2剪力连接件 根据报批稿11.2.3规定，组合梁的混凝土板应进行纵向抗剪验算，即焊钉连接件纵向抗剪承载力计算。6.4.4 4圆柱头焊灯连接件的抗剪承载力应按下式进行计算：u=min0.430.8 I%)(5.3.3-2a)+做女）/卜 O.8)(5.3.3-2b)+-T1(120+58(儿0)-J JMfT-UOOfj390OJ1120+58(儿)(2)报批

36、稿规定，腹板横向加劲肋惯性矩应满足下式规定：it3H.(5.3.3-4)式中：单侧设立横向加劲肋时，加劲肋对于与腹板连接线的惯性矩；双侧对 称设立横向加劲肋时，加劲肋对于腹板中心线的惯性矩。验算横向加劲肋惯性矩：I1=-ht3=-15 1503=16.88 106W3wr3=3 1900 93=4.14 106W33 WW 故横向加劲肋惯性矩满足规定。(3)报批稿规定，腹板纵向加劲肋惯性矩应满足以下规定：(533-5)=(AU.)22,5-0.45(6W.)1.5(5.3.3-6)式中：Ii单侧设立纵向加劲肋时，加劲肋对腹板与加劲肋连接线的惯性矩；双侧对称设立纵向加劲肋时，加劲肋对腹板中心线的

37、惯性矩。a腹板横向加劲肋间距。验算纵向加劲肋惯性矩：hw=1900mm,a=2023mm,贝J:I1-ht3=-X1O 1003=3.33 IO6W1.5190093=2.07 IO6W/3 3 故纵向加劲肋惯性矩满足规定。(4)对于支承处的竖向加劲肋，公路钢结构桥梁设计规范第5.3.4条规定 支承加劲肋应满足以下规定：=0.2IV1.横向加劲肋间距符合规定。(5.3.4-1)(5.3.4-2)式中：Rv支座反力设计值；A-支承加劲肋面积之和；tw腹板厚度；Beh-腹板局部承压有效计算宽度，Beh=B+2C；B-上支座宽度；tf下翼板厚度；th-支座垫板厚度；Btn腹板的有效宽度，当设立一对支

38、承加劲肋并且加劲肋距梁端距离不小于12倍腹板厚时，有效计算宽度按24倍腹板厚计算；设立多对支承加劲肋时按每对支承加劲肋求得的有效宽度之和计算，但相邻支承加劲肋之间的腹板有效计算宽度不得大于加劲肋间距。=-lA2.(24Q q,二2441.(424q,)4支承加劲肋对数；bs-支承加劲肋间距。据此，加劲肋验算如下:腹板 高度 mm 1900 腹板宽厚比 211 腹板平均剪应力 MPa 24 横向加劲肋最大间距(m)2.00 横向加劲肋间距 in 2.00 横向加劲肋间距是否满足规定 是是 支 支点反力 kN 1236 设一对支承加劲肋 承 肢宽 mm 150 加劲肋宽厚比 10 加 肢厚 mm

39、15 Beb(mm)524 劲 加劲肋面积AS mm 4500 支座加劲肋间距（mm）0 肋 下翼缘厚度tf mm 32 Bev 216 支座垫板宽度B Inm 500 式(5.3.4-1)239355Mpa 支座垫板厚度tb mm 30 式(5.3.4-2)114270Mpa 支承加劲间距bs mm 0 支承加劲是否满足规定 是 可见，支承加劲肋设立满足规定。7.稳定性验算 7.1整体稳定性验算 公路钢结构桥梁设计规范报批稿第5.3.2条规定，受弯构件符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性：D有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时

40、。2）工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度1.l与其宽度Bl之比不超过表3.1.3-1所规定的数值时。其中，梁的支座处设立横梁，跨间无侧向支承点的梁，1.为其跨度；梁的支座处设立横梁，跨间有侧向支承点的梁，1.为受压翼缘侧向支承点间的距离。表6.2-1工字形截面简支梁不需计算整体稳定性的最大1.1B1值 钢号 跨间无侧向支承点的梁 跨间受压翼缘有侧向支承点的梁，无论荷载作用于何处 荷载作用在上翼缘 荷载作用在下翼缘 Q235 13.0 20.0 16.0 Q345 10.5 16.5 13.0 Q390 10.0 15.5 12.5 Q420 9.5 15.0 12.0 本桥采用Q345钢材，跨

41、间受压翼缘有侧向支承点,翼缘板最小宽度O.4m,横 梁间距最大不能超过5m,5/0.4=12.513,因此整体稳定性自动满足。7.2倾覆稳定计算 根据公路钢结构桥梁设计规范（报批稿）4.2.2条规定，钢结构桥梁整体失去静力平衡的承载能力极限状态应按下式规定进行验算：Yqfd,dst*SdJb 式中：不平衡作用效应的设计组合值，按作用标准值计算；平衡作用效应的设计组合值，按作用标准值计算；一一倾覆稳定系数。本桥由于边梁上布置人行道，不致倾覆，无需验算。8.刚度验算 8.1 刚度与变形验算 根据公路钢结构桥梁设计规范（报批稿）4.2.3条规定，公路钢桥应采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系

42、数取为1.O）,并按结构力学的方法计算竖向挠度，计算挠度值不应超过规定限值。根据报批稿11.3.2条规定，当计算组合梁正常使用极限状态下的挠度时，简支组合梁截面刚度采用考虑滑移效应是折减刚度B,折减刚度B按照报批稿中推荐的方法进行计算。组合梁考虑滑移效应的折减刚度B应按下式计算：号刚度折减系数，当,0时，取？=0;经计算，7VO,因此刚度并未折减，B=EI=2.051055.4410I0=1.11X1016（Nmm2）简支梁作用均布车道荷载，qk时，其跨中挠度计算式为:_5g/5x10.5x30000 J384E-384 l.ll 10,6 简支梁作用均布车道荷载，时，其跨中挠度计算式为:Pk

43、I428O 1O3 3OOOO4=9.98%=14.19WZ 48E481,ll10,6 由活载引起的总挠度值为：EqtA=9.98+14.19=24.1Imm=60mm 8.2 预拱度的设立 根据公路钢结构桥梁设计规范（报批稿）4.2.3条规定，为了改善外观和使用条件,钢桥应设立预拱度，预拱度大小应视实际需要而定，但宜大于相称于有结构自重标准值引起的挠度值，一般情况宜为结构自重标准值加1/2车道荷载频遇值（频遇值系数取为1.0）产生的挠度值。上拱度应保持平缓曲线，并与桥面纵向曲线基本一致。由前所述，自重荷载标准均布集度为：g钢=5.2KN/阳，g碎=1353KN/阳，g铺装=5.85KN/，

44、九，由线性叠加原理可以求得简支梁跨中恒载挠度：r=5(g-+g-)广I5g轴袋厂 Jfi384E/,384Eo 5(5.2+13.53)300004 5 5.85x3000()4 384x2.06 105 0.07 IO2+荻X2.06 103 5.54 101 =13.69+5.41=19.10加 f 2417 预拱度为：fg+-=i90+-=39mm()9.疲劳破坏极限状态验算 根据钢桥设计规范第5.5.1条：承受汽车荷载的结构构件与连接，应按疲劳细节类别进行疲劳极限状态验算。分别取选取跨中附近下翼板和支点处下翼板进行疲劳验算，先用疲劳荷载模型1试算。根据钢桥设计规范第552/条：疲劳荷载

45、模型I采用等效的车道荷载，集中荷载为0.7Pk,均布荷载为0.3qkPk和qk按公路桥涵设计通用规范JTG D60的相关规定取值；应考虑多车道的影响，多车道系数按现行公路桥涵设计 通用规范JTGD60的相关规定计算。因此，在本设计中，单车道集中荷载为0.7x360=252外,均布荷载 3Wo/7jp=(l+)(pmax-pmin)p=(l+)(rpmax-rpmin)拟取本桥底板基材为疲劳细节类别125,即2l()6次循环疲劳强度值 c=125Mpa,在达成常幅疲劳极限5l(T次之前，循环次数N与疲劳强度参考值分之间应当满足：lg=-7V+C 由上式可以求得AbD=921M%。验算部位为重要构

46、件，取w=l35 p=(l+)(pmax-bpmin)=l(61.45-0)=61.457fl p=61A5MpaAerDIyMf=68.2%,跨中截面下翼板满足疲劳要求。在支点处，有:=-3.15 30.0+-252 1.2=198.45 2 2 匕M198.45 I(XX)_1.Aw2144x18 显然环min=与正应力类似，对剪应力有:0.310.5=3.15)WWo 在跨中处，有：Mm=-3.15 30.02+-252 30.0=2244.3Z PmaX&4 MPmaX(T=-pmax j 1O 显然bpmin=根据钢桥设计规范第5.3.4条规定，采用疲劳荷载模型I时应按下式计算:2244.375 I(XX)2 1489.6 54403076500=6A5Mpa PmaX T=-lgV+C 可以求得=575MPa 工P=O+Ae)(bp11m-bpmin)=l(5.14-0)=5.14Mpa pfp=514Mpa/yMf=42.6%,支点处截面下翼板满足疲劳要求。