连续钢箱梁桥抗倾覆稳定探讨

易成YICheng

（中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安710043）

（ChinaRailwayFirstSurvey&DesignInstituteGroupCo.，Ltd.，Xi´an710043，China）

摘要：通过互通立交(27+41+27)m连续钢箱梁工程，对连续钢箱梁进行计算分析。本次分析采用MIDAS软件建立模型，考虑钢箱梁在最不利荷载组合下的最大内力，进行结构应力和挠度分析。

Abstract:Throughtheinterchanges(27+41+27)mcontinuoussteelboxgirderconstruction,thecalculationandanalysisofcontinuoussteelboxgirderarecarriedout.ThisanalysisusesMIDASsoftwaretobuildthemodel,considersthemaximuminternalforceofsteelboxgirderunderthemostunfavorableloadcombinationtoanalyzethestructuredeflectionandstress.

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关键词 ：连续钢箱梁；结构计算；应力；挠度

Keywords:continuoussteelboxgirder；structuralcalculation；stress；deflection

中图分类号：U448文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0085-03

0引言

自改革开放以来我国经济快速发展，伴随着城市化步伐的加快，道路交通需求激增，城市高架道路系统得到了前所未有的发展。由高架道路组成的城市快速路或者主干道在城市交通中发挥着举足轻重的作用。在城市立交工程中建筑物非常密集，各种管线与设施密布，因此线形选择和桥墩布置受到诸多因素的限制而选择余地较小，常常会使用小曲线半径的线形。在线路曲线半径较小时或者为跨越既有道路或者桥梁，通常情况下选择能很好满足线形需要并且跨越能力强的预应力混凝土连续梁或者钢箱梁。预应力混凝土连续梁比钢箱梁经济但施工工期长，对既有交通影响较大。钢箱梁则可以采用工厂预制现场吊装的方式节省施工工期和满足地面交通的需求。再者，随着我国钢铁工业快速发展和钢结构设计能力的提高，钢结构桥梁越来越多地运用于城市交通工程中，并且取得了很好的使用效果和景观效果。

1工程概况

互通立交桥匝道采用（27+41+27）m连续钢箱梁，采用单幅桥梁，桥梁全宽10.0m（含两侧防撞护栏）。钢箱梁位于半径为65m的圆曲线和缓和曲线上。梁体外形为流线型等高连续钢箱梁，钢箱梁顶宽9.80m，箱梁两侧腹板采用相同高度，桥面横坡由箱梁整体旋转3.55%及现浇桥面板厚度形成。

2主桥结构

连续钢箱梁梁高1.7m。钢箱梁跨中截面段顶板板厚14mm，底板板厚16mm；支点截面段顶板板厚20mm，底板板厚20mm。纵肋采用倒T型和I型焊接截面，纵肋间距为300mm，竖肋板厚8~10mm，水平肋板厚10mm。横隔板一般间距1.50m，支点处横隔板间距一般为0.75m，并进行了局部加劲处理；端横隔板板厚为20mm，中横隔板板厚为10mm，为了便于节段间现场施焊，横隔板上布置进人孔。钢箱梁腹板板厚16mm，腹板设I型纵向加劲肋，布置间距离为300mm。支座处钢箱梁底板下设楔型钢板，采用磨光顶紧。小里程侧第一孔（29m）、第二孔（41m）均在圆曲线（R=65m）上；第三孔部分梁长（25.7949m）在圆曲线（R=65m）上，第三孔部分梁长（3.2051m）在缓和曲线上（Ls=39.9099m）。全联按照不影响下行道路的运营，分为5大段（吊装分段），自小里程分别为21.44m(A节段)、16.00m（B节段）、22.5m（C节段）、17.50m（D节段）和21.44（E节段），最大段吊装重量为110t。

在钢箱梁两端设封端隔板，端横隔板与桥跨分界线平行，中横隔板均为径向布置，在每跨距离梁端2m左右在底板设置进人检查孔，孔径800m。

钢梁与现浇钢筋混凝土之间通过采用?准22×60mm圆柱头焊钉进行连接，焊钉设置在钢梁顶板上，间距15cm；沿路线设计线方向间距15cm。现浇钢筋混凝土中掺入钢纤维，以增强混凝土的抗裂性能。

为加强端横梁处内填混凝土与钢梁的粘结，在与端横梁处内填混凝土相接的钢板上布设?准16×60mm圆柱头焊钉。

边跨距梁端4m范围内，曲线内外侧钢箱室内均采用素混凝土压重，内侧钢箱室压重荷载集度为91kN/m；内侧钢箱室压重荷载集度为45.5kN/m。

3计算分析

3.1应力计算

主桥整体计算采用韩国桥梁结构通用有限元分析与设计软件midascivil。将计算对象作为平面梁划分单元作出构件离散图，全桥共划分73个单元。求得构件在使用阶段时的应力、内力和位移；根据规范规定的各项容许指标，验算构件是否满足规范规定的各项要求。

计算单元划分模型如图1所示，箱梁标准段截面如图2所示。

标准效应下截面上下应力如图3及图4所示，由图可知，标准效应截面上下缘正应力均满足规范要求。

3.2位移计算

通过计算，得出边跨跨中及中跨跨中截面位移值如表1所示。恒载作用下的挠度δ=41.5mm；汽车荷载作用下的最大挠度δ=28.8mm<[δ]=41000/800=51.3mm；实际挠跨比δ/L=1/1424。因此需设预拱度，边跨中需设预拱度值为14.0+13.8/2=20.9mm；中跨中需设预拱度值为41.5+28.8/2=55.9mm。

3.3支座反力计算

由于连续钢箱梁位于曲线上，曲线内外侧支座反力不一致，外侧较内侧小，在标准效应组合下支座可能受拉，为此在边跨距梁端4m范围内，曲线内外侧钢箱室内均采用素混凝土压重，内侧钢箱室压重荷载集度为91kN/m；内侧钢箱室压重荷载集度为45.5kN/m。全桥设置双支座，加大双支座的间距，采用双支座及压重后支座反力表见表2。

4结语

①连续钢箱梁结构新颖，外形简洁、美观，闭合空心截面抗弯和抗扭刚度大，同时，连续钢箱梁安装迅速，便于养护箱形梁可以在工厂制成大型安装单元，从而减少工地连接螺栓数量，箱形截面结构简单，油漆方便，且由于内部为闭合空间，更容易抗锈蚀。

②连续钢箱梁结构自重轻，在实际孔跨布置时尽量使边跨长度与中跨长度的比值要大，避免边支座受力过小，出现支座脱空。

③由于“弯一扭”耦合作用，小半径的钢箱梁容易出现曲线外侧支座“超载”，曲线内侧支座脱空的状态。因此在条件允许的情况下，全桥设置双支座，加大双支座的间距；在边跨距梁端钢箱室内采用素混凝土压重；有利于梁端支座反力趋于平衡，避免支座脱空情况。

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参考文献：

[1]汪海涛.独柱墩匝道桥抗倾覆研究[J].建筑与工程，2011（9）：334-387.

[2]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京：人民交通出版社，2001，4.

[3]程翔云.桥梁理论与计算[M].北京：人民交通出版社，1990.1.