钢桥、组合梁桥-midas操作例题资料-钢箱梁-新OK

Civil＆Civil Designer 一、钢箱梁操作例题资料一、钢箱梁操作例题资料 1 1 概要概要 钢桥是高强、轻型薄壁结构，截面和自重比混凝土桥小，跨越能力大， 因而在实际工程中有广泛应用。钢桥按形式可大致分为钢箱梁、钢板梁（工 字钢） 、钢桁梁、组合梁桥等类型。钢桥在使用时不仅要求钢材具有较高的 强度，而且还要求具有良好的塑性。钢桥的刚度相对比较小，变形和振动比 混凝土桥大。为了保证车辆行驶安全和舒适性、避免过大的变形和振动对钢 桥结构产生不利的影响，钢桥必须有足够的整体刚度[2]。钢桥缺点除容易腐 蚀影响耐久性外，另一缺点是疲劳。影响疲劳的因素很多，除钢材品质、连 接的构造与方法等外，与荷载性质、疲劳细节关系也很大。钢箱梁除钢材等 力学特性外，还具有箱梁的受力特点，广泛应用于市政高架、匝道、大跨度 斜拉桥、悬索桥、拱桥加劲梁、大跨连续钢箱梁及人行桥钢箱梁等方面。 本专题将通过介绍工程概况、结合规范构造检查、midas Civil 详细建模 过程以及 midas Civil Designer 设计平台及结果查看等操作流程，希望能为读 者结合实际项目学习程序，通过程序了解钢箱梁提供帮助。 钢箱梁操作例题资料 2 2 钢桥概况及构造检查钢桥概况及构造检查 2.12.1 钢桥概况钢桥概况 主梁为 20+30+40+30m 单箱单室正交钢箱梁， 钢材为 Q345； 桥面宽 8m， 梁高 2.335m，翼缘板长 1.8m；顶板、腹板、翼缘板均厚 16mm，底板标准 段厚 16mm，支座两侧 3~3.5m 范围内加厚为 24mm；顶板设置闭口 U 型加 劲肋；翼缘板、腹板均设置板型加劲肋；底板标准段设置板型加劲肋，桥墩 两侧 5~7m 范围内设置 T 型加劲肋；横隔板等设置距离详见图 1~图 3 所示。 建模之前，应按照《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)[1]（以 下简称规范）对钢桥面板、加劲肋、翼缘板及腹板等尺寸进行构造检查。 2.22.2 构造检查构造检查 2.2.12.2.1 钢桥面板钢桥面板 近年来正交异性钢桥面板出现疲劳和桥面铺装损伤的现象较为普遍，为 保证钢桥面板具有足够的刚度，需对最小厚度有要求；为减小应力集中和避 免采用疲劳等级过低的构造细节，需对纵向闭口加劲肋尺寸进行规定[1]。 表 1钢桥面构造检查 规范8.2钢桥面板规定 规范条款规范规定本例结果 满足 满足 满足 8.2.1 行车道部分的钢桥面板顶板板 顶板板厚16mm 厚不应小于14mm 加劲肋最小板厚不小于 8mm 纵向加劲肋宜等间距布置 加劲肋厚度为8mm 、14mm 等间距6@600 图3中J1尺寸代入公式 8.2.3 闭口加劲肋尺寸应满足式 8.2.3 t ra 3 400 t f 3h 满足 183.105 钢箱梁操作例题资料 立 面 1:100 立 面 1:100 86 5232145 6 8 6 5 3 32143 5 6 8 6 5 8 6 5232145 6 8 6 5 3 32143 5 6 8 6 5 A0 A1A2 平 面 1:100 平 面 1:100 86 5 232145 6 8 6 5 3 32143 5 6 8 6 5 86 5 232145 6 8 6 5 3 32143 5 6 8 6 5 A0 A1A2 图 2.1-1 钢箱梁构造图（一） 钢箱梁操作例题资料 立 面1:100 5 6 8 6 5 4 32144 5 6 8 6 5 5 6 8 6 5 4 32144 5 6 8 6 5 A2A3 平 面1:100 5 6 8 6 5 4 32144 5 6 8 6 5 5 6 8 6 5 4 32144 5 6 8 6 5 A2A3 图 2.1-2 钢箱梁构造图（二） 钢箱梁操作例题资料 立 面 1:100 8 6 5 32145678 8 6 5 3214567 8 A4 A3 平 面 1:100 8 6 5 32145678 8 6 5 32145678 A4 A3 图 2.1-3 钢箱梁构造图（三） 顶板 J1 钢箱梁操作例题资料 如上图所示，横隔板间距为 2m，满足规范 8.2.4 的设置要求。 2.2.22.2.2 翼缘板翼缘板 为了防止制作、运输和安装过程中发生失稳和过大的面外变形，翼缘板 宽厚比满足 8.3.1 比值要求时可不设置加劲肋。否则，应按照8.3.2 要求规定 设置纵向加劲肋。 如图 2.1-3 横断面尺寸所示，本例腹板间距（4000mm）大于翼缘板厚度 （16mm）的 80 倍，翼缘悬臂宽度（1800mm）大于翼缘板厚度（16mm） 的 16 倍，按照规范设置翼缘板纵向加劲肋，间距为 250mm，满足规范中不 大于翼缘板厚度 40 倍的要求。 2.2.32.2.3 受压加劲肋受压加劲肋 以受压为主的腹板及其加劲肋、支座处加劲肋都应满足规范 5.1.5 的尺 寸要求。图 3 中加劲肋尺寸均满足规范要求。 板肋宽厚比应满足式 5.1.5-1，将h s 150mm、t s 14mm、f y  345代入计 算，满足规范要求。 h s 345 （5.1.5-1）12 t s f y T 形钢加劲肋尺寸应满足式 5.1.5-2 和 5.1.5-3， 将b s0  43mm、t s0 14mm、 h s 150mm、t s 14mm、f y  345代入计算，满足规范要求。 b s0 345 （5.1.5-2）12 t s0 f y h s 345 （5.1.5-3） 30 t s f y 钢箱梁操作例题资料 闭口劲肋尺寸应满足式 5.1.5-5 和 5.1.5-6，将b s 170mm、h s  288mm、 t s  8mm、f y  345代入计算，满足规范要求。 b s 345 （5.1.5-5） 30 t s f y h s 345 （5.1.5-6） 40 t s f y 3 3 建模步骤建模步骤 3.13.1定义材料定义材料 特性特性 材料特性值材料特性值 材料材料 图 3.1-1 材料定义 钢箱梁操作例题资料 图 3.1-2 材料数据 3.23.2定义截面定义截面 特性特性 截面特性值截面特性值 钢梁钢梁 本例根据底板厚度变化段设置，底板T 肋和板肋设置长度，共设置4 种 截面。 钢箱梁操作例题资料 图 3.2-1 截面数据 以截面 1 为例，如何设置截面。按照界面内辅助示意图，输入钢箱梁顶 底板各段宽度，顶底板、腹板厚度等。点击截面加劲肋，进行加劲肋设置。 点击“定义加劲肋” ，参照图 2.1-3，定义各种加劲肋尺寸，设置加劲肋 布置位置及间距。 图 3.2-2 截面 1 截面数据 钢箱梁操作例题资料 图 3.2-3 截面 1 加劲肋截面数据 图 3.2-4 加劲肋截面数据 钢箱梁操作例题资料 截面 2 箱梁尺寸如下图所示。加劲肋尺寸及设置情况同截面 1。 图 3.2-5 截面 2 截面数据 截面 3 除底板加劲肋由板肋变为 T 肋外，其余截面尺寸均同截面 1。 图 3.2-6T 肋截面数据 钢箱梁操作例题资料 截面 4 钢