钢箱梁桥
定义:
1.钢箱梁桥的概述
钢箱梁桥是指主梁为薄壁闭合截面形式的梁桥,主梁常称为箱型截面梁或箱型梁。
钢箱梁一般由顶板(桥面板)、腹板、底板、纵横向加劲肋、横隔板(横隔梁)构成。
主要板件顶板、腹板、底板厚度一般为12~30mm,次要板件厚10~20mm;
多采用分段工厂制造(段长一般10-30m,取决于运输吊装条件),工地现场焊接方式;
为确保焊缝质量,应尽量采用工厂焊,并严格进行焊缝质量检验。
顶板下缘焊有纵横加劲肋,形成正交性桥面板。所谓正交异形板,是指加劲肋垂直相交,但因加劲肋间距、刚度等参数不同,其力学性能在顺桥向、横桥向有很大差异的肋板,比较省钢,非常适宜于承受局部轮载。
正交异性钢桥面板
正交异性板
纵肋截面的基本形式为开口式和闭口式两种
横肋的截面形式通常采用倒T形,其间距即是纵肋的跨径。为使纵肋能连续穿过,横肋上应设置槽口。
箱型梁不但可作为梁式桥的主梁形式,而且是其他大跨度桥梁,如悬索桥、斜拉桥所经常采用的主梁形式。
2.钢箱梁桥的结构形式(4种)
1) 主梁
单箱钢梁桥
适用范围 :桥宽较小(3车道)内;或宽跨比<1/10时
对于4~6车道,可采用双幅单箱梁桥
翼缘有效宽度 :主梁腹板间距<=Le/5
主梁悬臂长度<=Le/10
挑梁:钢筋砼桥面,悬臂较长时,应设挑梁和边梁,对应处设横隔板或横肋。
挑梁 :钢桥面,可提高桥面板刚度,间距1.5m~3m(开口肋)
间距2m~4m(闭口肋)
单箱多室:较少采用,中腹板对钢箱梁抗扭刚度影响小。
双箱钢梁桥
适用范围:桥宽较大;
或单箱尺寸大、制作、运输、安装困难时;
或单箱有效宽度小,不经济时;
挑梁设置:可设,可不设(见下图)
多箱钢梁桥
适用范围:跨径较小,且桥宽较大时采用;
主梁尽可能等间距布置 :使主梁受力均匀。
扁平钢箱梁桥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,梁式桥很少采用。
抗扭、抗弯惯矩大,抗风能力好,过去主要用于悬索桥。
顶板和底板通常均采用U形纵肋加强
箱室内不设中间腹板,横隔板间距较小
横隔板通常采用实腹式
连接板、隔板、竖向加劲肋、横向加劲肋
(2) 纵梁
作用
主梁间距较大时,减小钢筋砼桥面板跨径;
提高钢桥面板的刚度。
构造
纵梁间距:对于钢筋砼桥面板,不大于3m。
对于钢桥面板,横梁或横肋间距小时,可不设
桥宽较大时,可设。
(3) 横梁
作用
对于双箱或多箱,使主梁受力均匀
支承纵梁或桥面板
端横梁有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支点反力
间距
有纵梁时,不大于6m。(减小纵梁跨径)
无纵梁时,最大不超过20m。(主要起荷载横向分配作用)
刚度
实腹式梁高为主梁高度的3/4~4/5。
一般不得小于主梁高度的1/2。
(4) 支座及临时支点布置
单箱钢梁桥梁端应设两个支座才能保证结构稳定和抵抗扭矩
多箱钢梁桥,一个钢箱一个支座。当一个钢箱设多个支座时,可能引起支座受力不均。
应设置支承千斤顶的临时支点加强结构。
3.箱梁的受力特点及构造措施:
(1)破坏类型
弯矩作用下,受压翼缘局部失稳,发生弯折破坏
扭矩作用下,箱梁畸变
集中力作用下,附近腹板发生压皱破坏现象.
(2)构造措施
为防止畸变和横向弯曲,应设置足够的横隔板;
为防止受压翼缘的局部失稳,应设置足够的加劲肋;
为防止受拉翼缘在制作、运输、安装过程中出现局部压应力或面外弯曲,也应布置一定的加劲肋;
为防止腹板的弯剪失稳和局部压皱,应设置横肋和纵肋。
钢箱梁的构造特点:
钢箱梁桥的用途:公路、铁路和高速铁路
箱形梁桥与桁梁桥相比的优点
重量轻、省钢
抗弯和抗扭刚度大
安装迅速,便于养护
适宜于作成连续梁
结构新颖,外形简洁、美观
钢箱梁桥的优势:
翼缘宽度大,具有很大抗弯能力、跨度大;
抗扭刚度大,荷载横向分配均匀,适于弯桥;
横向抗弯刚度大,抵抗水平力强,可省纵联,单箱还省横联;
单根箱梁整体稳定性好,施工快;
梁高小,适用于立交和建筑高度受限制的桥梁;
外形美观,横隔和加劲结构均在箱内;
箱内为中空结构,便于布置附属设施、检修和维护等。