小箱梁设计计算方法

 小箱梁设计计算方法

1 基础资料：

[1]计算手段：采用Midas、桥梁博士、GQJS、院内自行开发的小程序等程序计算，以及手工计算。

[2]环境类别：设计图中为I类，可根据地区类别按桥梁通用规范选取并修改相关图纸。

[3]设计荷载：公路I—级。

[4]预应力度控制：采用预应力A 类构件。

[5]桥面现浇整体化层是否参与受力：院小箱梁设计参考图中考虑6cm参与受力。

[6]材料参数：混凝土、钢筋以及预应力钢束的相关参数按规范选取。

[7]收缩徐变参数：按《桥梁通用设计规范》选取。

[8]温度梯度：按《桥梁通用设计规范》10cm沥青砼铺装层温度梯度计算。

[9]连续小箱梁桥不均匀沉降：5mm。

2 需要计算的部位：主梁、横隔板、桥面板；

3 主要荷载：结构重力、预应力、活载、混凝土收缩徐变、日照温差；连续小箱梁还需考虑常年温差以及基础不均匀沉降。

4 计算内容：主梁强度设计、验算；横隔板强度设计、验算；桥面板强度设计、验算；主梁变形计算、预拱度计算。

3.2.5 计算方法：

[1]采用平面杆系有限元法按横向分布系数对正交小箱梁进行结构分析，按《桥规》各项要求进行验算。

[2]宜采用空间杆系有限元法（空间梁格法）对正交小箱梁进行结构分析，按《桥规》各项要求进行验算，并与平面杆系有限元法计算结果进行对比分析。

[3]对相同计算条件下的正交、斜交小箱梁桥宜采用空间有限元法（空间梁格法）的计算结果进行对比分析。

[4]对主梁翼板、横隔板、结构连续处支点下缘等局部构造的强度与抗裂验算宜采用手工、配合小程序进行。

[5]对斜交角度较大的结构，可采用空间实体单元模型做抗扭和局部分析。计算分析表明：对荷载采用横向分布系数计算的平面杆系有限元计算方法比空间梁格法（Madis）的计算结果偏安全。

6 主梁内力计算、验算：

主梁计算作为结构的整体计算，采用车道荷载。

1）平面杆系计算分析：

a）横向分布系数的计算方法

[1] 杠杆法

用于计算荷载位于主梁支点处的横向分布系数。

[2] 刚接梁法

用于计算荷载位于梁桥跨中至L/4处的横向分布系数。

支点至L/4点之间活载横向分布系数按直线内差求得。

简支小箱梁跨中横向分布系数最大值汇总表

跨径 A 类中梁 B 类中梁 A 类边梁 B 类边梁

20m 0.652 0.686 0.725 0.792

25m 0.640 0.683 0.690 0.726

30m 0.629 0.681 0.659 0.689

35m 0.620 0.679 0.647 0.680

b）先简支后连续的连续小箱梁跨中横向分布系数

连续小箱梁跨中横向分布的简化适用计算方法，是按等刚度原则将连续梁的某

一跨换算为等跨径的等截面简支梁来计算，参考文献[4]。

对于连续梁支点处荷载横向分布，仍采用杠杆法计算。

小箱梁主梁内力可按考虑荷载横向分布系数后的单梁进行计算，当斜度≥30°

时，应利用空间程序进行复核。

2）空间梁格计算：

采用大型有限元程序如Midas Civil 2006，利用梁格理论建模对主梁及横隔梁

进行计算。

3）计算、验算的内容、项目：

[1]短暂状况（施工阶段）截面边缘法线应力验算（桥规第7.2.8 条）；

[2]持久状况（使用阶段）正常使用极限状态抗裂验算（桥规第6.3.1 条）；

[3]持久状况（使用阶段）应力计算（桥规第7.1.5～6 条）；

[4]持久状况（使用阶段）结构极限承载能力验算（桥规第5 章）；

[5]结构阶段位移计算及预拱度设置；

[6]支反力计算。

7横隔板内力计算、验算：

横隔板作为结构的局部计算，采用车辆荷载。

对于采用平面杆系有限元法分析的正交小箱梁桥，可按偏心压力法或刚接梁法

计算横隔板的截面内力，可参考文献[3]。斜度较大的斜交小箱梁桥，其横隔板内力

建议采用空间有限元法进行计算。

108 桥面板内力计算、验算：

桥面板作为结构的局部计算，采用车辆荷载。

对小箱梁桥面根据其位置不同，分别按悬臂板和多跨连续单向板进行内力计算