Midas Civil计算书(钢箱梁)

（1）弯曲应力验算。 考虑作用效应：结构重力（包括二期和配重）、基础变位、公路I级、体系温变影响 力、梯度温变影响力。 经计算采用上述效应设计值相组合所得弯矩作用应力包络如下图4.3所示：
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北三环北线第 48 联钢箱（40+60+40）计算书
图 4.3 承载能力极限状态下钢箱梁纵向正应力（MPa）
钢箱梁为正交异性板,一般截面:顶面板厚16mm；底面板厚16mm底板加厚段厚度为 25mm；设1道竖直腹板、2道斜腹板,厚度14mm；顶底板采用U型加劲肋，厚8mm、高260mm、 间距600mm；顶板T型加劲肋,竖肋厚14mm、高120mm、间距30cm；水平肋厚10mm、100mm 宽；顶板I型加劲肋,竖肋厚10mm、高120mm、间距30cm；腹板加劲肋厚度12mm、高度150mm， 横隔板采用板结构, 间距3m,板厚为14mm。
40+60+40m(13m 宽)钢箱梁 Midas Civil 计算书
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二零一七年十二月 ZC·陕西·西安
北三环北线第 48 联钢箱（40+60+40）计算书
目录 1．钢箱概述.......................................................................................................................................1 2．计算参数.......................................................................................................................................1
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钢材采用容重76.98kN/m3； 防撞护栏横截面为0.46m2，两侧共取23.92kN/m；
支座不均匀沉降按L/3500计算。
（2）可变作用
公路I级车道荷载；
均匀温度：设计基准温度为0℃，体系升温46℃，体系降温-21℃；
梯度温度：梯度温度模式按照规范JTG D60-2004第4.3.10条取用。
图 1.1 钢箱梁立面
图 1.2 钢箱梁标准断面
2．计算参数
2.1 材料 Q345钢材，弹性模量Ec=2.06×1011Pa，剪切模量G=0.79×1011Pa，泊松比γ=0.3，
钢材容重76.98kN/m。 2.2 作用取值
（1）永久作用 上部结构的沥青混凝土铺装自重计算采用容重24kN/m3；钢纤维混凝土铺装自重计算 采用容重26kN/m3； 联端配重两端总重1501.6KN（若不配重在联端可能会出现支座脱空现象）；
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1 钢箱梁概况
北三环主线北线第48联为三跨一联的连续钢箱梁，位于半径R=4921.806m、2465.605m 的平面圆曲线上，跨径布置为(40+60+40)m，桥宽13m，梁高2.6m，采用单箱双室闭合截 面。钢箱梁桥面铺装采用9cm厚沥青混凝土铺装+10cmC50现浇钢纤维混凝土。
（1）钢结构的容许应力
参照JTJ 025-86中的规定，容许应力如下取值：
轴向应力[σ ]=200 MPa
弯曲应力[σw]=210 MPa 剪应力 [τ ]=120 MPa
在验算时不考虑容许应力提高系数作为安全储备。
（2）主梁的挠度
在汽车荷载作用下，主梁在同一工况下的正负挠度最大绝对值之和不应大于L/600，此
处L为的计算跨径:边跨L/600 = 40000/600 = 66.7mm，中跨L/600=60000/600=100mm
2.5 复核计算标准、规范及其它依据
（1）《公路工程技术标准》
（JTG Baidu Nhomakorabea01-2003）
（2）《公路桥涵设计通用规范》
（JTG D60-2004）
（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
2.3 作用效应组合
根据GB 50017-2003《钢结构设计规范》的要求，采用荷载设计值（荷载标准值乘以相
应的荷载分项系数）验算结构或构件的强度、稳定性、以及连接强度；采用荷载标准值验算
疲劳。
按照构造图设计文本建立的结构计算模型，以JTG021-89规范的作用效应进行上部结构
分析。
2.4 规范容许值
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4.2 疲劳验算
参 考 《 钢 结 构 设 计 规 范 》（ GB50017-2003 ） 及 《 铁 路 桥 梁 钢 结 构 设 计 规 范 》
（TB1002.2-2005）规定：直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力 变化的循环次数n等于或大于5×104次时，应进行疲劳计算。
在持久状况承载能力极限状态下钢箱梁弯矩作用正应力包络为-132MPa～130MPa，小 于弯曲容许应力[σw]=210 MPa，构件符合规范要求。
因无实测循环次数，按循环次数为2×106次等效为常应力幅进行验算，参考《钢结
构设计规范》GB 50017-2003第3.1.5条荷载采用荷载标准值
常幅疲劳应按下式进行计算：Δσ≤[Δσ]
Δσ=σmax-σmin [Δσ]＝（C/n）1/β
表4.1 钢结构构件疲劳验算：
位置 边跨跨中 顶 墩顶 板 中跨跨中 边跨跨中 底 墩顶 板 中跨跨中
3．计算模型
3.1 结构离散 计算采用MIDAS/Civil 2010有限元软件建立单梁模型。钢箱梁采用箱型截面梁单元，
支座采用一般支承和弹性连接模拟。结构计算模型见图3.1，结构标准横截面见图3.2。 移动荷载通过程序对桥梁各构件按3车道最不利情况进行影响线加载。温度作用考虑整 体升温46℃、降温-21℃和梯度温度。永久支承按结构连续梁支承条件进行约束。
2.1 材料.....................................................................................................................................1 2.2 作用取值.............................................................................................................................1 2.3 作用效应组合.....................................................................................................................1 2.4 规范容许值.........................................................................................................................2 2.5 复核计算标准、规范及其它依据.................................................................................... 2 3．计算模型.......................................................................................................................................3 3.1 结构离散.............................................................................................................................3 4．结果分析.......................................................................................................................................4 4.1 刚度判定.............................................................................................................................4 4.2 疲劳验算.............................................................................................................................5 4.3 强度验算.............................................................................................................................5 4.4 稳定性验算.........................................................................................................................7 4.5 抗倾覆验算.........................................................................................................................7 5．验算结论.......................................................................................................................................9
图 3.1 结构计算模型 3
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图 3.2 结构标准横截面
4．结果分析
4.1 箱梁刚度判定 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）第1.1.5条规定：由汽车
荷载所引起的竖向挠度对于连续梁不超过L/600，边跨L/600 = 40000/600 = 66.7mm，中 跨L/600=60000/600=100mm；经计算移动荷载作用下正、负挠度如图4.1、4.2所示：
（4）《钢结构设计规范》
（GB50017-2003）
（5）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》
（JTJ 025-86）
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（6）《公路桥涵施工技术规范》 （7）《钢结构工程施工质量验收规范》 （8）《铁路桥涵钢结构设计规范》
（JTG/T F50-2011） （GB 50205-2001） （TB 10002.2-2005）
计算应力幅(Mpa) 68.5 53.9 55.9 98.8 72.5 76.3
容许应力幅(Mpa) 144 144 144 144 144 144
经过验算，钢结构构件的计算应力幅度均小于应力幅限值，符合规范要求。 4.3 强度验算
根据GB 50017-2003《钢结构设计规范》的要求，验算结构或构件的强度、稳定性、以 及连接强度采用荷载设计值（荷载标准值乘以相应的荷载分项系数）。现以JTG021-89规范的 作用效应进行上部结构分析。
图 4.1 活载正挠度
图 4.1 活载负挠度 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）第1.1.5条规定：如果车辆荷 载在一个桥跨范围内移动产生正负两个方向的挠度时，计算挠度应为其正负挠度的最大 绝对值之和，边跨和中跨最大挠度均位于跨中分别为：22.6mm、40.8mm结构刚度满足规范 要求。