鋼箱梁橋
定義:
1.鋼箱梁橋的概述
鋼箱梁橋是指主梁為薄壁閉合截面形式的梁橋,主梁常稱為箱型截面梁或箱型梁。
鋼箱梁一般由頂板(橋面板)、腹板、底板、縱橫向加勁肋、橫隔板(橫隔梁)構成。
主要板件頂板、腹板、底板厚度一般為12~30mm,次要板件厚10~20mm;
多采用分段工廠制造(段長一般10-30m,取決于運輸吊裝條件),工地現場焊接方式;
為確保焊縫質量,應盡量采用工廠焊,并嚴格進行焊縫質量檢驗。
頂板下緣焊有縱橫加勁肋,形成正交性橋面板。所謂正交異形板,是指加勁肋垂直相交,但因加勁肋間距、剛度等參數不同,其力學性能在順橋向、橫橋向有很大差異的肋板,比較省鋼,非常適宜于承受局部輪載。
正交異性鋼橋面板
正交異性板
縱肋截面的基本形式為開口式和閉口式兩種
橫肋的截面形式通常采用倒T形,其間距即是縱肋的跨徑。為使縱肋能連續穿過,橫肋上應設置槽口。
箱型梁不但可作為梁式橋的主梁形式,而且是其他大跨度橋梁,如懸索橋、斜拉橋所經常采用的主梁形式。
2.鋼箱梁橋的結構形式(4種)
1) 主梁
單箱鋼梁橋
適用范圍 :橋寬較小(3車道)內;或寬跨比<1/10時
對于4~6車道,可采用雙幅單箱梁橋
翼緣有效寬度 :主梁腹板間距<=Le/5
主梁懸臂長度<=Le/10
挑梁:鋼筋砼橋面,懸臂較長時,應設挑梁和邊梁,對應處設橫隔板或橫肋。
挑梁 :鋼橋面,可提高橋面板剛度,間距1.5m~3m(開口肋)
間距2m~4m(閉口肋)
單箱多室:較少采用,中腹板對鋼箱梁抗扭剛度影響小。
雙箱鋼梁橋
適用范圍:橋寬較大;
或單箱尺寸大、制作、運輸、安裝困難時;
或單箱有效寬度小,不經濟時;
挑梁設置:可設,可不設(見下圖)
多箱鋼梁橋
適用范圍:跨徑較小,且橋寬較大時采用;
主梁盡可能等間距布置 :使主梁受力均勻。
扁平鋼箱梁橋梁高與橋寬之比很小,主要用作吊橋、斜拉橋、拱橋等的加勁梁,梁式橋很少采用。
抗扭、抗彎慣矩大,抗風能力好,過去主要用于懸索橋。
頂板和底板通常均采用U形縱肋加強
箱室內不設中間腹板,橫隔板間距較小
橫隔板通常采用實腹式
連接板、隔板、豎向加勁肋、橫向加勁肋
(2) 縱梁
作用
主梁間距較大時,減小鋼筋砼橋面板跨徑;
提高鋼橋面板的剛度。
構造
縱梁間距:對于鋼筋砼橋面板,不大于3m。
對于鋼橋面板,橫梁或橫肋間距小時,可不設
橋寬較大時,可設。
(3) 橫梁
作用
對于雙箱或多箱,使主梁受力均勻
支承縱梁或橋面板
端橫梁有效提高橋梁整體抗扭能力和分散支點反力
間距
有縱梁時,不大于6m。(減小縱梁跨徑)
無縱梁時,最大不超過20m。(主要起荷載橫向分配作用)
剛度
實腹式梁高為主梁高度的3/4~4/5。
一般不得小于主梁高度的1/2。
(4) 支座及臨時支點布置
單箱鋼梁橋梁端應設兩個支座才能保證結構穩定和抵抗扭矩
多箱鋼梁橋,一個鋼箱一個支座。當一個鋼箱設多個支座時,可能引起支座受力不均。
應設置支承千斤頂的臨時支點加強結構。
3.箱梁的受力特點及構造措施:
(1)破壞類型
彎矩作用下,受壓翼緣局部失穩,發生彎折破壞
扭矩作用下,箱梁畸變
集中力作用下,附近腹板發生壓皺破壞現象.
(2)構造措施
為防止畸變和橫向彎曲,應設置足夠的橫隔板;
為防止受壓翼緣的局部失穩,應設置足夠的加勁肋;
為防止受拉翼緣在制作、運輸、安裝過程中出現局部壓應力或面外彎曲,也應布置一定的加勁肋;
為防止腹板的彎剪失穩和局部壓皺,應設置橫肋和縱肋。
鋼箱梁的構造特點:
鋼箱梁橋的用途:公路、鐵路和高速鐵路
箱形梁橋與桁梁橋相比的優點
重量輕、省鋼
抗彎和抗扭剛度大
安裝迅速,便于養護
適宜于作成連續梁
結構新穎,外形簡潔、美觀
鋼箱梁橋的優勢:
翼緣寬度大,具有很大抗彎能力、跨度大;
抗扭剛度大,荷載橫向分配均勻,適于彎橋;
橫向抗彎剛度大,抵抗水平力強,可省縱聯,單箱還省橫聯;
單根箱梁整體穩定性好,施工快;
梁高小,適用于立交和建筑高度受限制的橋梁;
外形美觀,橫隔和加勁結構均在箱內;
箱內為中空結構,便于布置附屬設施、檢修和維護等。