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42m钢箱梁计算书

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ES匝道钢箱梁上部结构计算书2017.11目录一、概述 (1)1.1桥梁简介 (1)1.2 模型概况 (1)1 设计规范 (1)2 参考规范 (1)3 主要材料及性能指标 (1)4 荷载 (2)二、模型概述 (3)2.1 第一体系建模 (3)2.2 第二体系建模 (4)三、结果验算 (5)3.1顶底板强度验算 (5)1 计算结果 (5)2 强度验算 (6)3.2 腹板验算 (7)1 厚度验算 (7)2 腹板强度验算 (7)3 腹板纵向加劲肋构造验算 (8)4 腹板横向加劲肋构造验算 (8)3.3 构件设计验算 (9)1 加劲肋构造验算 (9)2 受压板加劲肋刚度验算 (10)3 闭口肋几何尺寸验算 (10)4 支承加劲肋验算 (11)3.4刚度验算 (12)1 车道荷载挠度值 (12)2 正交异形板桥面顶板挠跨比 (12)3 横隔板刚度验算 (13)3.5 整体稳定验算 (13)3.6 疲劳验算 (13)四、结论 (14)一、概述1.1桥梁简介ES匝道桥为一单跨42m简支钢箱梁桥。

截面采用等截面形式，梁宽10.2m，梁高2m。

主梁线型为圆曲线，中心线位于半径R=682m的圆弧上。

顶板厚18mm，腹板和底板厚20mm，顶板U肋厚8mm，开口肋厚20mm。

材料采用Q345C材质。

图1.1典型钢箱梁横断面(mm)1.2 模型概况1 设计规范《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T 50283-1999）;《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）《钢结构设计规范》(GB50017-2014)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)2 参考规范《道路桥示方书·同解说》（日本道路协会，平成8年12月）3 主要材料及性能指标主梁采用Q345C钢材，其主要力学性能见下表。

表1.1钢材力学性能表4 荷载恒荷载：包括自重和二期荷载。

横隔板和加劲肋重力以点荷载形式加在实际位置。

二期荷载包括9cm沥青铺装和2道防撞墙，均布荷载分别按23.4kN/m和18.2kN/m考虑。

温度作用：升温按25℃考虑，降温按-25℃考虑；由于中国规范未对钢箱梁桥温度梯度有明确规定，故参考BS5400，正温度梯度为2.08℃，负温度梯度为-1.04℃。

支座沉降：支座沉降取-0.5cm并按照每个地基及基础的最大沉降量的最不利的荷载组合进行计算。

汽车荷载：公路-I级。

对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，按照《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条，冲击系数μ可按下式计算：当f＜1.5Hz时，μ＝0.05；当1.5Hz≤f≤14Hz时，μ＝0.1767ln(f)－0.0157；当f＞14Hz时，μ＝0.45；根据程序计算的基频为0.12Hz，计算得汽车荷载冲击系数为0.05。

图1.2车道布载离心力：根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）第4.3.3条，离心力系数：C=v2 127R由v=60km/h，R=682m算得C=0.042。

将离心力也均布于全跨，方向为径向向外。

算得q=0.78kN/m。

二、模型概述2.1 第一体系建模第一体系整体模型采用Midas Civil 2017软件建立，主梁工划分为34个单元，38个节点，桥梁采用盆式支座，以弹性连接中输入各方向刚度模拟，支座径向布置，支座与主梁采用刚性连接。

支座布置和计算模型如图所示。

图2.1支座布置示意图图2.2整体计算模型示意图图2.3钢箱梁标准断面模型示意图考虑剪力滞影响计算，根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.1.8条，计算剪力滞有效分布宽度。

经过上述计算可知，有效宽度仍然为截面翼缘宽度，截面刚度未折减。

2.2 第二体系建模取第一体系中顶板应力较大的区段，进行第二体系应力计算。

桥面板体系通过考虑纵肋和横肋的有效分布宽度，建立梁格模型计算纵肋和横肋的应力；纵肋和横肋的有效分布宽度参考《现代钢桥》确定；1）纵肋盖板有效分布宽度横隔板间距:L=3000 (mm)等效跨径:l=0.6*L=1800(mm)纵肋间距:2b=300 (mm),故b=150 (mm)b/l=0.083可得Cs=124 (mm)2）横隔板盖板有效分布宽度腹板间距:L=3090 (mm)等效跨径:l=3090 (mm)隔板间距:2b=3000 (mm),故b=1500(mm)b/l=0.485可得Cs=463.5 (mm)取最重轮轴140kN,考虑冲击系数0.4。

轴重P=140*1.4=196kN。

顺桥向长度取跨中附近6m 长，横桥向取腹板间距3.1m宽范围内盖板建立有限元模型；车辆荷载按照车轮作用在实际位置按照影响线加载；纵肋和横隔板断面根据前面计算有效宽度取用。

模型见图2.4-2.5。

图2.4桥面体系模型示意图图2.5桥面体系模型边界示意图三、结果验算3.1顶底板强度验算1 计算结果由于桥面为正交异性钢板，在进行顶板强度验算时，尚应计入第二体系（桥面体系）在车辆单独作用的应力影响。

整体模型计算结果罗列如下：图3.1.1 基本组合包络（all）作用梁体顶板最大压应力（MPa）图3.1.2基本组合包络（all）作用梁体底板最大拉应力（MPa）可见第一体系计算中顶板最大压应力-91.7MPa，底板最大拉应力129.88MPa。

第二体系模型计算结果罗列如下：图3.1.3第二体系计算桥面顶板应力包络图（MPa）图3.1.4第二体系计算U肋应力包络图（MPa）可见第二体系计算中，顶板最大拉应力31.2MPa，最大压应力-26.9MPa；U肋最大拉应力96.09MPa，最大压应力-51.1MPa。

2 强度验算1）顶板应力第一体系作用下，顶板最大拉应力：σt=0 (Mpa)；顶板压应力为：σc=-91.7 (Mpa)；第二体系作用下，顶板最大拉应力：σt=31.2(Mpa)；顶板压应力为：σc=--26.9(Mpa)；第三体系应力较小，不予考虑则三体系叠加作用下，顶板拉应力: σt =31.2(Mpa)；顶板压应力为: σc=-155.9 (Mpa)；根据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)规定，当16<t<40时，[σt]=270 (Mpa)，可知顶板强度满足设计要求。

2）底板应力底板应力验算仅考虑第一体系作用下的应力。

第一体系作用下，底板压应力：σt=-129.88(Mpa)；底板拉应力为：σt=0(Mpa)；根据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)规定，当16<t<40时，[σt]=270 (Mpa)，可知底板强度满足设计要求。

3.2 腹板验算1 厚度验算腹板设置一道纵向加劲肋和一道横向加劲肋，根据第一体系计算，在基本组合作用下支点附近腹板最大剪应力如下图所示。

图3.2.1基本组合作用下梁体腹板最大剪应力（MPa）τ=46.38MPa，根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.3.3条，η===<，取η=0.85，0.540.85t w=20mm≥0.85×1962/240=6.95mm，腹板厚度满足规范要求。

2 腹板强度验算1）根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.3.1条，γ0τ≤f vd，即：1.1×46.38=51.02MPa≤160MPa，满足规范强度要求。

2）腹板局部应力验算考虑铺装厚度90mm对局部车轮压力扩散的影响。

不考虑U肋分担车压。

σz=F/（tl x）=140000/（20×（50+2×90））=30.43MPaγ0σz=1.1×30.43=33.48MPa≤f d=275MPa；局部应力满足规范要求。

3）腹板组合应力验算前面知道，在墩顶附近腹板剪应力最大，但墩顶几乎没有正应力，经过验算满足规范要求。

现对跨中进行组合应力验算。

根据上述计算结果，跨中最大正应力为底板129.88MPa。

剪应力分布见图3.6：图3.2.2基本组合包络（max）作用下钢箱梁腹板剪应力图（MPa）可见跨中剪应力12.65MPa。

根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.3.1条：γ=<，腹板顶部组合应力满足规范要求。

即：0.5313 腹板纵向加劲肋构造验算根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.3.3条：I z≥I1=ξl h w t w3，即：ξl=（1500/1962）2×[2.5-0.45×（1500/1962）]<1.5，取ξl=1.5腹板单侧纵肋对腹板的惯性矩：Iz=2003×20/3=53333333mm4>I1=1.5×1962×203=23544000mm4；腹板纵向加劲肋惯性矩满足规范要求；根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.1.5条：h/t≤200/20=10≤18腹板纵向加劲肋宽厚比满足规范要求。

4 腹板横向加劲肋构造验算根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.3.3第2条：腹板横向加劲肋的间距a 不得大于腹板高度h w 的1.5倍。

本桥腹板横向加劲肋间距1.5m ，腹板高度1.962m ，满足规范要求。

本桥设一道纵向加劲肋，横向加劲肋的间距a 还应满足式(5.3.3-2a)和(5.3.5-2b)。

图3.3.1基本组合包络（min ）作用下钢箱梁受压翼缘腹板底部最大正应力图（MPa ）图3.3.2基本组合包络（min ）作用下钢箱梁受压翼缘腹板剪应力图（MPa ）对跨中：24221962129.8812.65()[()]0.361100*109009077(1962/1500)⎛⎫+=< ⎪+⎝⎭，满足规范要求。

对墩顶：24221962046.38()[()]0.651100*109009077(1962/1500)⎛⎫+=< ⎪+⎝⎭，满足规范要求。

根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.3.3第3条：腹板横向加劲肋惯性矩应满足I t ≥3h w t w 3即：It=1962*225^3/12+1962*225*112.5^2=7449468750mm 4≥3×1962×203=47088000 mm 4，满足规范要求。

3.3 构件设计验算1 加劲肋构造验算根据《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）5.1.5条，验算加劲肋构造。

对球扁钢：2001820s s h t =≤=满足规范要求；对闭口肋：3030s s b t =≤=，30.140s s h t =≤=满足规范要求。

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箱梁支架受力计算书

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箱梁支架受力计算书K135+199.445分离立交桥箱梁支架受力计算取右幅箱梁支架进行受力计算。

一、荷载计算1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：G=777m3×26KN/m3=20202KN偏安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：F1=G×r÷S=20202KN×1.2÷（12.4m×72m）=27.153KN/m22、施工荷载：取F2=2.5KN/m23、振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0KN/m24、箱梁芯模：取F4=1.5KN/m25、竹胶板：取F5=0.1KN/m26、方木：取F6=7.5KN/m3二、底模强度计算箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板。

1、模板力学性能（1）弹性模量E=0.1×105MPa。

（2）截面惯性矩：I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4（3）截面抵抗矩：W= bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3（4）截面积：A=bh=30×1.5=45cm22、模板受力计算（1）底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4=27.153+2.5+2.0+1.5=33.153KN/m2q=F×b=33.153×0.3=9.946KN/m（2）跨中最大弯矩：M=qL2/8=9.946×0.32/8=0.112 KN·m（3）弯拉应力：σ=M/W=0.112×103/11.25×10-6=9.9MPa＜［σ］=11MPa 竹胶板板弯拉应力满足要求。

（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：f=0.677qL4/100EI=(0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)=0.65mm＜L/400=0.75mm竹胶板挠度满足要求。

MIDAS钢箱梁计算书

MIDAS钢箱梁计算书

1.1B07～F03 D07～H03 50.5+65+50.5m(桥宽 10m)钢箱梁
1.1.1计算参数及参考规范
（1）标准 设计荷载：城-A 级； 桥梁安全等级为一级，结构重要性系数 1.1；
（2）主要材料 钢箱梁采用 Q345D 钢材， 桥面板采用 C40 混凝土。
（3）参考规范 《公路钢结构桥梁设计规范》报批稿， 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》。
安全系数为 3.18，满足要求。
Ω m2 58.7 374.5
pk
e
kn
m
360
1.778
360
4.878
超载系数
3 3
倾覆力矩 kn*m
5277.0 23891.0 29168.0
16
横隔板和纵腹板的位置进行竖向约束。使用 MIDAS 建立板梁模型如下图：
桥面板有限元模型
1.1.6.1.2加载方式 考虑荷载为自重，二期和车轮压力，其中车轮压力采用《公路桥涵设计通
用规范》车辆荷载加载，为了得到最大的拉、压应力考虑了最不利的车轮作用 位置工况。车辆荷载采用城-A 级车辆荷载标准值，取最大的中间轴重力标准值 2x140kN，并考虑冲击系数 0.4，同时考虑自重、栏杆及铺装荷载作用。车轮的 着地宽度及长度为 0.6x0.2m，轮距 1.8m，两轴间距 1.2m。按照《公路桥涵设 计通用规范》布置横向车辆荷载。 1.1.6.1.3计算结果
稳定力矩如下：
倾覆力矩如下：
支座位置
0内 0外 1内 1外 2内 2外 3内 3外 合计
反力 kn 582.4 1215.6 2804.2 3109.7 2863.8 3070.9 544.6 1245
力臂 m
钢箱梁—40 60 40钢箱梁计算书

钢箱梁—40 60 40钢箱梁计算书

1 设计要点1.1 总体设计达连坝大桥主桥为钢箱连续梁桥，跨径组合为（40+60+40）m，全长140m。

1.2 主桥上部结构设计概况（1）结构布置主桥为（40+60+40）m三跨钢箱连续梁桥，全长140m。

边中跨比为0.667。

桥梁横断面布置为：（0.5m防撞墙）+（14.75m车行道）+（0.5m防撞墙）=单幅桥总宽15.75m （2）钢箱梁主梁方案主梁采用等截面钢箱梁，单箱五室断面，桥面宽15.75m，箱宽12.0m，悬臂长1.925m。

主梁中心高度2.4m，高跨比1/25。

1.3 主桥下部结构设计概况见施工图纸。

1.4 主要材料（1）混凝土C15：承台基础垫层C30：过渡墩承台、防撞栏、桩基、主墩墩身、过渡墩墩身及盖梁C40：支座垫石（2）钢材主体结构采用Q345qD；附属结构采用Q235B；（3）支座主墩：LQZ3000GD、LQZ3000DX、LQZ3000SX；过渡墩：LQZ1500DX、LQZ1500SX；（4）伸缩缝伸缩缝：D160型伸缩缝。

2 计算依据2.1设计规范及参考资料（1）执行规范：《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB 10002.2-2005）《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004）（2）参考规范及文献资料：《日本道路桥示方书·同解说》《钢桥、混凝土桥及结合桥》BS5400 （1978~1982）《公路钢结构桥梁设计规范—征求意见稿》《现代钢桥》（上册）（吴冲主编 2006年4月）《公路钢结构桥梁设计规范》( 征求意见稿)《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》2.2技术标准（1）公路等级：双向6车道，一级公路。

公路现浇箱梁型钢梁柱式支架设计计算书

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型钢梁柱式支架设计计算书一、工程概述江阴市海港大道施工A标段起点位于滨江路南侧，终于规划紫金路北侧，总长5km。

路线主要控制点有：滨江路、芙蓉大道、移山河。

本项目采用双向六车道一级公路标准建设。

本标段主要工程包括大桥3座，总长度3032.53米；中桥2座，总长度108.12米；空心板共180片；现浇箱梁共101孔。

现浇箱梁起点桩号为K0+404.636（H0#），终点桩号为K3+248.266（H89#）。

箱梁标准顶面宽度为26.5m，底板宽度为17.628m，标准梁高2m，顶板厚25cm，底板标准厚度22cm，墩顶位置渐变到40cm，腹板标准厚度为40cm，墩顶位置渐变到70cm，悬臂长度3.6m，边腹板倾角为60°。

根据桥梁结构形式，现浇箱梁采用型钢梁柱式支架进行施工。

标准箱梁横断面示意图二、型钢梁柱式支架概述支架设计以第二联为基准进行。

第二联箱梁顶面宽度26.5m，跨径30m，标准梁高2m，桥面设计标高11.781～13.481m。

支架结构从下到上依次为：压实的地基（>165Kpa）、混凝土基础（400㎝×400㎝×50㎝）、型钢支墩（200×150H钢加工的定尺片状支架300㎝×200㎝，两片之间利用平撑、斜撑连接形成井字架单元，立杆材质为Q345）、砂筒（工作高度30cm）、横梁（HN500×200）、贝雷梁(1.5m×3m)、方木(10cm×10cm)、模板(底模为15mm竹胶板，侧模为定型钢模)。

支架搭设时首先对临时墩位置原地面进行基础处理，其上放置400cm见方、厚度50cm的C25混凝土预制块。

预制块顶部安放型钢井字架单元。

型钢支架顶部安放砂筒，用以落架，砂筒内装填干砂。

砂筒上面放置横桥向HN500×200型钢，型钢长度26.5米（随箱梁宽度变化）。

在型钢上面放置纵向321军用贝雷梁片。