钢箱梁设计流程

确定采用钢箱梁方案后，根据以下边界条件拟定钢箱梁的各个参数：

1）钢箱梁的孔跨布置，立面梁高的主要控制因素，根据跨度、经济性确定等高、变高设计；

2）钢箱梁平面线形，结合受力及制造的考虑，顶底板加劲肋的类型的控制因素；

3）桥面宽度车道布置，箱室划分的主要控制因素，兼顾上下翼缘剪力滞的折减程度、车轮轨迹带的避让、钢箱梁节段运输现场连接的便利；

4）纵向加劲肋类型确定跨间隔板、横肋纵向布置间距，梁高箱宽决定隔板类型；

5）钢箱梁的施工方式、运输方式、抗风要求，有时会控制箱室断面布置；

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1、拟定合适的梁高，梁高一般为跨度的1/20-1/30，大跨度钢箱梁节省用钢量可以采用变高设计（必要时，如顶推需要，大跨度钢箱梁也可以采用等梁高），中等80m以下可以采用制造便利的等高设计。

变截面：98.35+145 +145+63.25m

等截面：116+144+144+116m

大跨度变高连续钢箱梁经济性更好：

中支点梁高加大，中支点刚度提高，负弯矩加大，为跨中正弯矩卸载。

跨中区域节段梁高得以降低，用较小的梁高适应弯矩与本身较小的剪力。

跨中减小的自重（距离支点最远的区段）进一步降低全桥一恒引起的内力，跨越能力提升，这也是大跨混凝土变高连续梁的设计思路。

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2、根据桥面宽度，车道布置划分箱式。

单箱单室 

用于匝道窄桥，宽度较小，箱室抗扭刚度大；

单箱单室横断面

单箱单室实景图

用于大跨度宽桥，结合拉杆撑杆支撑宽悬臂横向受力。

Hochmoselbrücke 单箱单室横断面 （桥宽29m）

德国 Hochmoselbrücke 实景图 （主跨209.5m）

单箱多室

用于宽桥，底板连续，增大内表面封闭空间，海洋环境中耐久性更好；

斜拉桥中由于拉索斜向，需要很大断面面积克服斜向拉索引起的轴压面积需要；

台风区域抗风要求高，需要扁平断面符合抗风要求；

桥下景观较好，底板系统材料通常有些浪费；

单箱多室横断面

单箱多室实景图

多箱单室

1）顶底板材料利用率更高；

2）公路运输便利，运输吊装时箱室整体性、稳定性好；

3）减少现场底板连续焊缝；

4）市政桥梁，为了桥下景观，可以在悬臂及箱室之间设置装饰板，远处整体外形轮廓类似混凝土；

5）标准化程度更高。

多箱单室横断面

多箱单室实景图

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3、加劲肋类型根据受力及平面线形确定，人行桥第二体系很小，可以较小的板肋；

车行桥由于轮载大，需要采用抗弯刚度更好的U肋、大尺寸板肋、倒T肋、L肋。

加劲肋开孔方式

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4、跨间隔板的间距与类型设计

1）根据加劲肋形式，保证第二体系受力，确定跨间隔板间距；详见“桥何名欤”《加劲肋类型及板件交叉处理构造》

2）根据箱宽、箱高确定跨间隔板类型；

钢箱梁桥中，首先明确两个名称，跨间隔板，横肋。

真正的跨间隔板，间距6m左右一道。

跨间隔板间的横肋，国内很多钢箱梁横肋与跨间隔板设置一样尺寸，通常也叫跨间隔板；

跨间隔板主要功能：

1）支撑第二体系；

2）保证截面抗畸变能力；

3）对腹板具备竖向加劲，对顶底板局部横向加劲；

4）横向受力；

5）制造、运输、吊装过程保证截面的整体性，增强各个纵向主梁横向分布均衡。

横肋隔板主要功能：

1）支撑第二体系；

2）保证一定截面抗畸变能力，刚度远小于跨间隔板；

3）对腹板具备竖向加劲，对顶板局部横向加劲；

4）横向受力；

5）具备一定的制造、运输、吊装过程保证截面的整体性，不如跨间隔板。

国内对于中小跨度钢箱梁，由于跨度小梁高底，很多时候横肋采用与隔板一样的模式，浪费了部分钢材。

隔板类型根据箱室围成的面积可以采用实腹式隔板、框架式隔板、桁架式隔板。

实腹式隔板主要用在断面面积较小的窄箱梁，材料受弯受力，绩效较低，但刚度大；

桁架式隔板主要用在宽而高的箱梁，由横肋断面+拉压杆件构成，可以看成将实腹式隔板中多余部分掏空，利用杆件的轴向拉压受力，受力绩效高；

桁架式隔板

框架式隔板介于实腹式隔板与桁架式隔板之间。

根据梁高箱式宽度确定隔板类型，保证隔板刚度与第二体系的受力，同时照顾好顶底板受压加劲肋的加劲效果，横隔板间距的确定需兼顾考虑翼缘挑梁的受力。

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5、进行主梁第一体系纵向计算、桥面板第二体系计算、支点横隔梁计算，隔板刚度计算、挑梁受力计算、支撑加劲肋计算，确定所有构件厚度及尺寸（构造设计）。

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6、绘图准备，横梁隔板确定后反推其余跨间隔板位置、腹板竖向加劲肋、挑梁。

钢箱梁计算流程

1、根据跨度、宽度、平面形状确定好梁高、箱式划分、顶底板加劲肋类型后进行主梁第一体系计算：

1）参数取值：

①温度：按《通规》4.3.12采用。整体温度结合当地历史气温按照条文说明计算；梯度温度也可参考BS5400取值。

②活载：冲击力、离心力等按《通规》取值。第二体系计算时，冲击系数按《公路钢结构桥梁设计规范》8.2.2取0.4。

③风荷载（对支反力有影响，也会产生横向弯矩）。

④支座沉降。

2）主梁总体刚度验算；

3）压重、支反力、抗倾覆验算（弯桥）；

4）第一体系考虑剪力滞及受压局部稳定后的顶底板纵向验算结果；

5）正应力与剪应力疲劳验算。

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2、第二体系计算（底板压重，底板也有第二体系）；

3、顶板系统由第一体系与第二体系验算完成；桥面板受拉区域疲劳验算。桥面板局部刚度验算，加劲肋刚柔性判断。

4、根据第一体系结果计算横梁模型。

5、跨间隔板、挑梁应力刚度验算。

6、支撑加劲肋、纵腹板加劲肋验算。

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知识点：钢箱梁设计及计算流程