1、1 設計要點1.1 總體設計達連壩大橋主橋為鋼箱連續梁橋，跨徑組合為（40+60+40）m，全長140m。1.2 主橋上部結構設計概況（1）結構布置主橋為（40+60+40）m三跨鋼箱連續梁橋，全長140m。邊中跨比為0.667。橋梁橫斷面布置為：（0.5m防撞墻）+（14.75m車行道）+（0.5m防撞墻）=單幅橋總寬15.75m（2）鋼箱梁主梁方案主梁采用等截面鋼箱梁，單箱五室斷面，橋面寬15.75m，箱寬12.0m，懸臂長1.925m。主梁中心高度2.4m，高跨比1/25。1.3 主橋下部結構設計概況見施工圖紙。1.4 主要材料（1） 混凝土C15：承臺基礎墊層C30：過渡墩承臺、防撞欄

2、、樁基、主墩墩身、過渡墩墩身及蓋梁C40：支座墊石（2） 鋼材主體結構采用Q345qD；附屬結構采用Q235B；（3） 支座主 墩：LQZ3000GD、LQZ3000DX、LQZ3000SX；過渡墩：LQZ1500DX、LQZ1500SX；（4） 伸縮縫伸縮縫：D160型伸縮縫。2 計算依據2.1設計規范及參考資料（1）執行規范：公路橋涵鋼結構及木結構設計規范（JTJ 025-86）鐵路橋梁鋼結構設計規范（TB 10002.2-2005）鋼結構設計規范（GB 50017-2003）公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004

3、）公路橋梁抗風設計規范（JTG/T D60-01-2004）（2）參考規范及文獻資料：日本道路橋示方書·同解說鋼橋、混凝土橋及結合橋BS5400 （19781982）公路鋼結構橋梁設計規范征求意見稿現代鋼橋（上冊）（吳沖 主編 2006年4月）公路鋼結構橋梁設計規范( 征求意見稿)公路鋼箱梁橋面鋪裝設計與施工技術指南2.2技術標準（1）公路等級：雙向6車道，一級公路。（2）設計荷載：公路I級。（3）設計基準期：100年。（4）設計安全等級：一級。（5）環境類別：I類。（6）主橋縱斷面：-1.5%縱坡。（7）橋梁寬度：單幅橋寬15.75m，單幅行車道凈寬14.75m。（8）橋面鋪裝：反

4、應性樹脂做防水層鋪裝8cm。（9）地震：地震動峰值加速度系數為0.15g。3 計算要點3.1主要計算參數按公路橋涵鋼結構及木結構設計規范（JTJ 025-86）取值。結構鋼材性能表鋼種Q390qCQ345qCQ235B力學性能彈性模量E(MPa)2.1×1052.1×1052.1×105剪切模量G(MPa)8.1×1048.1×1048.1×104泊桑比0.30.30.3軸向容許應力(MPa)210200135彎曲容許應力w(MPa)220210140剪切容許應力(MPa)12512080屈服強度s(MPa)390345235線膨脹系

5、數(1/)1.2×10-51.2×10-51.2×10-5鋼材屈服強度及相關容許應力隨板厚變化根據橋梁用結構鋼GB/T 714-2000規定執行3.2 荷載及作用參數計算采用設計參數按照公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）的有關規定取值。（1）永久作用A、一期恒載：根據用鋼量計算出等效均布荷載近似取126kN/m。B、二期恒載： 車行道橋面鋪裝28.3kN/m兩側防撞墻20kN/m二恒合計48.3kN/mC、基礎變位：主墩1cm，過渡墩0.5cm；考慮不同沉降自由組合，最大沉降差為1.5cm。 （2）可變作用1) 汽車荷載：A、設計荷載為公路-I級，單

6、向3車道，縱向折減系數按JTG D602004表4.3.1-5取。B、沖擊系數：按自振頻率選取；3.3容許應力根據公路橋涵鋼結構及木結構設計規范（JTJ 025-86）的有關規定，在不同荷載組合下容許應力可以相應有不同的提高。Q345鋼材的容許應力（86規范）容許應力（MPa）軸向應力彎曲應力剪應力200210120主梁正應力計算考慮頂底板有效分布寬度影響（參考歐洲規范）。第二體系計算容許應力提高系數取1.25。位置有效頂板寬度(mm)實際頂板寬度(mm)邊跨支點1578815850邊跨四分之一1582915850邊跨跨中1582915850邊跨四分之三1582915850中跨支點153961

7、5850中跨四分之一1583815850中跨跨中1583815850中跨四分之4 計算建模計算模型主梁、采用梁單元模擬，主梁自重采用等效均布荷載模擬。邊界條件采用一般支持連接模擬，中墩設置一個縱向固定支座，其余縱向均滑動。（40+60+40）m鋼箱連續梁橋有限元計算模型4 總體靜力計算4.1 支座反力達連壩大橋連續鋼箱梁支反力計算支反力(kN)鋼箱梁自重防撞墻及鋪裝支座沉降汽車荷載(含沖擊系數)標準組合邊支點1656.6635112.11748.24151.9中支點7153.32742.1227.82924.413047.6注：邊支點沉降0.5cm，中支點沉降1cm進

8、行支座沉降包絡組合4.2使用階段應力計算結果使用階段主梁應力包絡圖-上緣使用階段主梁應力包絡圖-下緣使用階段主梁剪力包絡圖主梁正應力驗算主梁剪應力驗算上緣應力(MPa)下緣應力(MPa)規范限值是否滿足最大剪應力（MPa）規范限值是否滿足最大拉最大壓最大拉最大壓80.170.558.566.2210是30.9120是4.3 主梁剛度結構變形表荷載主梁部位位移方向位移值(cm)/L(計算值)/L (規范限值)標準組合主跨豎向5.731/10471/500邊跨豎向2.241/17851/500主梁結構剛度滿足規范要求。4.3 第二體系橋面板分析模型車輪荷載作用下U肋下翼緣最大拉應力車輪荷載作用下橋

9、面板最大壓應力橋面板屈曲應力為7478MPa懸臂分析模型懸臂計算分析最大應力圖（1）計算假定：結構橫隔板間距為3.0m，箱梁腹板間距為3.2m。將U形縱肋簡化為支承于主梁的橫隔腹板上的梁格，將頂板切開，不計頂板的剪切剛度。考慮到縱肋處頂板剪力滯影響，頂板切開時，縱肋的頂板計算寬度采用根據英國規范BS5400及公路鋼結構橋梁設計規范征求意見稿中相關規定進行計算有效分布寬度的方法計算。簡化為橫隔板間3.0m多跨的單根U形縱肋及相應的頂板有效分布寬度在橋面鋪裝和重車車輪作用下進行驗算。縱肋蓋板有效計算寬度橫隔間距L=3000mm等效跨徑l=1800mm(規范表(8.2.5-1) 縱肋間距2b=600

10、mm寬跨比b/l=0.167蓋板有效寬度be=600 mm規范式(8.2.5-1)（2）加載：橋面鋪裝恒載：=0.6x0.08x24=1.152kN/m汽車荷載：取重車輪重為70KN，沖擊系數1.3，車輪著地面積為760mm（橫橋向）x360mm(縱橋向)（考慮鋪裝的應力擴散影響）。將車輪分布荷載簡化為集中荷載計算。縱肋車輪荷載橫向分配近似按杠桿法計算。 （3）邊界條件：n跨連續梁（跨徑3m）。（4）計算工況：輪載作用在橫隔及兩個腹板中間； 單格子截面(單位：mm)單元上緣應力（單位：MPa）單元下緣應力（單位：MPa）由上圖可知，第二體系橋面板最大壓應力13.3MPa，U肋最大拉應力為43.

11、4MPa。綜合第一和第二體系計算結果，橋面板第一體系+第二體系最大應力為83.8MPa。橋面板、縱肋匹配驗算橋面板與縱肋匹配滿足規定4.4 穩定計算4.4.1 整體穩定鋼箱主梁一階屈曲模態為主梁豎向，屈曲穩定系數為12800。4.4.2 局部穩定4.4.2.1 鋼箱梁底板局部穩定對縱向加勁肋等間距布置的加勁板的彈性屈服系數k可由以下式計算： Il=bh33=20×24033=92160000mm2D=Et312(1-v2)=2.1×105×30312×(1-0.32)=519230769.2l=EIlbD=2.1×105×921600

12、00380×519230769.2=98l=Albt=240×20380×30=0.421，=ab=30003200=0.9375l*=1n4n21+nl2-2+12=194×92×1+9×0.421×0.93752-0.93752+12=151l=98<l*=1510=41+nl+1l=41+8+1×98=5.45 =ab=0.93750=5.45k=1+22+nl21+nl=1+0.937522+9×980.93752×1+9×0.421=210.4式中，n=nl+1受壓板被縱向加勁肋分割的子板元數；nl等間距布置縱向加勁肋根數；加勁板的長寬比=a/b;a加勁板的長度（橫隔板或剛性橫向加勁肋的間距）；b加勁板的寬（腹板或剛性縱向加勁肋的間距）；t加勁板的厚度；l單根加勁肋的截面面積與被加勁板的面積之比l=Al/bt;Al單根加勁肋的截面面積；l縱向加勁肋的相對剛度l=EIlbD;Il縱向單根加勁肋對被加勁板的抗彎慣性矩；D單寬板剛度D=Et3121-2;鋼箱梁底板穩定計算-靜力法板件歐拉應力3509.8彈性模量E=210000泊松比=0.3板件寬度b=3200板件厚度t=30彈性屈