3 0m钢板组合梁计算书（共31页）
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钢与组合结构桥梁课程设计
30m钢板组合梁桥课程设计
计算书
姓 名：吕博
学 号：1150671 任课教师：吴冲
联系方式：
二O—五年一月
目录
1、总体设计 错误!未定义书签。
设计原则 错误!未定义书签
技术标准 错误!未定义书签
设计规范 错误!未定义书签
主要材料 错误!未定义书签
总体布置 错误!未定义书签
2、桥面板设计 错误!未定义书签
桥面板尺寸拟定 错误!未定义书签
桥面板作用与组合 错误!未定义书签
3、主梁设计 错误!未定义书签
设计原则与方法 错误!未定义书签
主梁尺寸拟定 错误!未定义书签
加劲肋尺寸拟定 错误!未定义书签
联结系 错误!未定义书签
4、主梁截面特性及内力计算 错误!未定义书签
结构参数 错误!未定义书签
计算模型与方法 错误!未定义书签
主梁截面特性计算 错误!未定义书签
主梁内力计算 错误!未定义书签
5、主梁应力验算 错误!未定义书签
一、二期恒载效应 错误!未定义书签
徐变效应 错误!未定义书签
收缩效应 错误!未定义书签
梯度温度效应 错误!未定义书签
车辆荷载效应 错误!未定义书签
承载能力极限状态验算 错误!未定义书签
承载能力极限状态验算 错误!未定义书签
承正常使用极限状态抗裂验算 错误!未定义书签
6. 次结构验算 错误!未定义书签
混凝土桥面板 错误!未定义书签
剪力连接件 错误!未定义书签
加劲肋验算 错误!未定义书签
7.稳定性验算 错误!未定义书签
整体稳定性验算 错误!未定义书签
倾覆稳定计算 错误!未定义书签
8.刚度验算 错误!未定义书签
刚度与变形验算 错误!未定义书签
预拱度的设置 错误!未定义书签
9.疲劳破坏极限状态验算 错误!未定义书签。
1、总体设计
设计原则
满足安全、功能、经济、美观等要求，还要便于施工、维修和养护。
技术标准
参照《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)，确定此30m简支钢板组合梁
桥的主要技术标准如下：
(1)公路等级：二级四车道公路
( 2)结构设计安全等级：二级
( 3)结构重要性系数：
(4) 设计速度：80km/h
( 5)桥梁跨径：计算跨径，标准跨径(含接缝)
(6) 桥面宽度：两行车道宽 4*；两侧分别设硬路肩(含安全距离)以及防撞护
栏，中央分隔带2m,桥面宽：++2*+2+2*++=
(7) 桥梁结构设计基准期： 100 年
(8) 汽车荷载等级：公路-I级
( 9)桥面净空：二级公路至少
(10) 桥面坡度：设置 2%横坡；不设置纵坡。
设计规范
(I) 《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)
( 2)《公路桥涵设计通用规范》( JTG D60-2004)
(3)《公路钢结构桥梁设计规范(报批稿修改版)》(JTG D64-201X)
( 4)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》( JTG D62-2004)
(5) 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)
(6) 《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D60-01-2004 )
( 7)《公路桥梁抗震设计规范》( JTJ 004-89)
(8) 《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)
(9) 《桥梁用结构钢》(GB/T 714-2000)
(10) 《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283-1999)
(II) 《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG)
(12) 《公路工程质量检验评定标准第二册机电工程》(JTG )
(13) 日本《道路桥示方书》
主要材料
主梁及联结系：Q345钢材，E二2.06 x 105MPa , p= 7850kg / m3。根据《钢桥设
计规范》第条，钢材强度设计值(MPa)如下：
牌号
钢村
厚度
(nun)
抗拉、抗压 和抗弯 h
抗剪
端门*丿
'刨［・〔紧)
Xd
Q2J5 仙
兰16
190
110
2E0
16 - 40
180
105
40 -100
170
100
Q琲钢
< 16
275
160
355
16 - 40
270
155
40-6J
260
150
63—50
250
145
80-100
245
140
Q3沁徊
M 16
310
130
370
16 - 40
295
170
40 - 63
280
160
-100
265
150
Q顶韧
< 16
335
195
290
16 - 40
320
185
40 - 63
305
1弓
61 -100
290
165
注：表巾厚度指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件指截而中较厚板件的厚度"
桥面板：20cm钢筋混凝土桥面板，取自重为26kN/m3 桥面铺装：8cm沥青混凝土铺装，取自重为25kN/m3
普通钢筋：直径大于或等于12mm的用HRB335，直径小于12mm的用R235
施工工艺：分段预制主梁，施工现场临时支墩连接。考虑到主梁截面的变化以及 运输安装条件的需要，主梁节段工地连接处均设置在截面变化处
总体布置
立面图布置
本桥取伸缩缝半宽30mm，梁端到支座中心线距离600mm。设本桥位于6 度区，根据《公路桥梁抗震设计细则》(B02-01-2008 )简支梁梁端至墩、台帽 或盖梁边缘应有一定的距离，其最小值a(cm)按下式计算：
a > 70 + 0.5L ,式中：L——梁的计算跨径(m)。本桥取a=147 cm，满足此项要 求。
依据《公路钢结构桥梁设计规范》报批稿条：“应设置横向联结系，并满足 以下要求：1.宜与梁的上、下翼缘连接，间距不宜大于受压翼缘宽度的30倍。2. 支承处必须设置端横梁。”
由于本桥桥宽较大，为了加强桥梁整体横向联系，宜取较小的横联间距。拟 定横联等间距；采用实腹式。
综上，本桥拟得立面图如下图。
31200
1
~\
r
L J
j
r
L J
L
7
f
- U -
- ?■■■■ -
-汇…：-
500D -
r
- 〕 -
■
横断面布置
本桥拟定主梁间距m；桥面板两边悬挑长度；主梁根数9。横断面布置图如 下图。
平面图布置
匚I
-
10，端部横联符合要求。
4、主梁截面特性及内力计算
主梁结构参数
内力计算考虑一期恒载(桥面板重量+钢梁重量)、二期恒载(铺装+栏杆) 和汽车活载和人群荷载。内力按照《公路桥涵设计通用规范》第条规定的承载能 力极限状态下的基本组合进行组合。
主梁结构参数
计算跨径(m)
30
桥面板混凝土容重(kN/m3) 26
桥宽(m)
23
主梁间距(m)
铺装沥青容重(kN/m3) 25
主梁根数
9
计算车道数
4
人行道宽(m)
0
计算模型与方法
采用平面杆系分析方法，将桥梁的空间作用效应用荷载横向分布系数考虑
主梁截面特性计算
组合梁翼缘有效宽度计算
(1) 上翼缘板(跨中)
组合梁混凝土翼缘板有效宽度计算按照《报批稿》附录F进行计算：组合梁 各跨跨中及中间支座处的混凝土板有效宽度b eff按下式计算，且不应大于混凝土 板实际宽度：
b = b +丫 b b = L ,.6b=2，故跨中全截面有效。
（2）上翼缘板（支点）
根据《报批稿》，简支梁支点和连续梁边支点处的混凝土板有效宽度b按下式 eff
计算：
b = b +工卩 b 卩二0.55 + 0.025L .. b < 1.0 式中，L
eff 0 i efi i e,i' i e,i
取为边跨的等效跨径（mm），如图a）所示。
0.55 + 0.025x30（26/2 ） = 1.13，因此卩.=1,即支点处混凝土也是全截面有效。
z
（3）下翼缘板
根据《公路钢结构桥梁设计规范》报批稿中中第2条“I形、n形和箱形梁桥的 翼缘有效宽度bs按式（）和（）计算，其适用条件见表。
bs
e,i
bs = b e ,i i
b
bs = （1.1 - 2+）b
e，i z
bs = 0.150
e ,i
bs = b e,i i
b b
bs = [1.06-3.2 卜 + 4.5（r）2]b
e，i
bs = 0.15/
b
厂 < 0.05
b
0.05 < + < 0.30
L > 0.30
b
丁 < 0.02
b
0.02〈十 < 0.30
()
()
L > 0.30
式中：bs 一一翼缘有效宽度；
e,i
bi ――腹板间距的1/2，或翼缘外伸肢为伸臂部分的宽度，如图所示;
/ 一一等效跨径，见表。
表翼缘有效宽度计算的等效跨径
类别
梁 段 号
腹板单侧翼缘有效宽度计算
符号
适用公式
等效跨径/
简支 梁
①
b s
e ,i, L
计算图式
—1
1 1 1 1 *1 -=i
◎
L L J
经计算，b/l=2）/30=v，钢梁下翼缘在跨中均全宽有效，不需进行折减。
组合梁截面特性计算
计算工字梁截面特性时，钢梁上下翼缘宽度本例全宽有效。计算荷载效应 时，在钢与混凝土连续牢固结合的前提下，组合截面采用等效截面法，将混凝土 截面转化为钢截面。
不考虑材料非线性（收缩、徐变）影响时，钢与混凝土弹性模量之比：
Es 7
n = 7
0 Ec
计算混凝土徐变影响时，根据《报批稿》条规定，考虑徐变影响的钢材与 混凝土的有效弹性模量比为：
二％Q +必（％））
弹性阶段，不计收缩徐变时，n=7；计算徐变时，n=14；计算混凝土收缩 时，n=21。截面特性计算结果汇总如下：
钢梁截面
As (cmA2)
6 s (cm)
Is (mA4) ysu (cm)
Es
ysb (cm)
组合截面（弹性阶段） 单位cm
n =
Aoc
A0
50
Ac
10
y0cu
aOc
y0cb
a0s
y0su
a0
y0sb
组合截面（徐变阶段） 单位cm
n =
Aoc
50
A0
10
y0cu
a0c
y0cb
a0s
y0su
a0
y0sb
组合截面（收缩阶 段）
单位cm
n =
Aoc
50
A0
10
y0cu
a0c
y0cb
a0s
y0su
a0
y0sb
主梁内力计算
主梁内力分为永久作用引起的内力、可变作用引起的内力以及偶然作用引起 的内力，具体包括：一期恒载、二期恒载引起的内力，混凝土收缩徐变作用引起 的次内力；汽车荷载、汽车冲击力引起的内力以及混凝土和钢材之间的梯度温度 作用引起的温度次内力。对于简支梁这样的静定结构，均匀温度作用及支座不均 匀沉降都不会引起结构次内力。本例中暂不计算偶然作用引起的结构内力。下面 就分别对上述作用产生的主梁内力进行计算。
恒载内力
一期
恒载
厚度(m)
宽度(m)
平方米重量(kN/m2)
荷载集度(kN/m)
钢梁
2
混凝土桥面板
1
一期恒载总集度
二期恒载
厚度(m)
宽度(m)
面积(m2)
荷载集度(kN/m)
人行栏杆
沥青土铺装层
防撞栏杆
二期恒载总集度
活载内力
本桥不设人行道，因此活载内力即汽车活载内力。计算过程和结果如下：
汽车活载内力计算
车道折减系数
荷载(车)横向分布系数 (未折减)
冲击系数
车道荷载均布力(kN/m)
荷载(人)横向分布系数
(影响线坐标)
车道荷载集中力弯矩效应(kN)
280
车道荷载集中力剪力效应(kN)
336
收缩、徐变次内力
对于简支梁，收缩徐变效应可以按照《现代钢桥（上）》中的简化方法进行近似计
以跨中截面为例进行计算：
组合截面上徐变引起的轴力：（压力）
组合截面上徐变引起的弯矩:
同样原理可以计算混凝土收缩引起的截面内力，仍旧以跨中截面为例进行计算： 收缩产生的收缩应变终极值依照《预应力混凝土桥梁设计规范》表取值，设定环境
P = 0 ? I 1 V 10-3
条件，混凝土加载龄期28天，查得收缩应变终极值。RH=70%，' _ ■
组合截面上收缩引起的轴力：
P — 询 \T
组合截面上收缩引起的弯矩：
徐变、收缩效应内力计算结果汇总如下:
徐变效应下的次内力
收缩效应下的次内力
pd(MN) 1
Nc (MN)
pd(MN)
Md(MNm)
环境条件RH 收缩应变终极值
Pcs（MN）（压力）
Mcs （MNm）
混凝土与钢结构之间的温差引起的次内力
对于简支梁，梯度温差效应可以按照《现代钢桥（上）》中的简化方法进行 近似计算。徐变计算原理如图3-6。按照设计环境条件，混凝土板与钢梁之间的 温差为10C°.
以跨中截面为例进行计算，混凝土升温引起的组合截面轴力：
pt = oQTEA
混凝土升温引起的组合截面弯矩：
丄% = ^Iaoc
混凝土降温引起的次内力与升温时大小相同，方向相反。计算结果如下:
温差效应次内力
以混凝土比钢梁低为例
△ T 10°C
Pt(MN)
Mt(MNm)
主梁内力计算结果
结构重要性系数取为，主要荷载按承载能力极限状态下的基本组合进行组 合，恒载效应分项系数取为，活载效应分项系数取为；人群荷载组合系数取。内 力计算结果如下(跨中截面)：
截面位置
(m)
一期恒载弯矩
(kNm)
二期恒载弯矩
(kNm)
活载弯矩(汽
车)(kNm)
弯矩包络
(kNm)
0
0
0
0
0
1672
546
1628
3847
2867
937
2791
6595
3583
1171
3489
8243
15
3822
1249
3721
8793
3583
1171
3489
8243
2867
937
2791
6595
1672
546
1628
3847
30
0
0
0
0
截面位置
(m)
一期恒载剪力
(kN)
二期恒载剪力
(kN)
活载剪力(汽车) (kN)
剪力包络
(kN)
0
510
167
560
1236
382
125
470
977
255
83
386
724
127
42
308
477
15
0
0
235
235
15
0
0
-235
-235
-127
-42
-308
-477
-255
-83
-386
-724
-382
-125
-470
-977
30
-510
-167
-560
-1236
恒载+活载弯矩包络图和剪力包络图见于下图。
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 2 4 6 8 1.0 12 14 16 1.8 20 22 24 26 28 30 32 34 36 3S 40 42 44 4G 48
期恒载
—二期恒载
—汽车
—人群
^包络
—一期恒载
T—二期恒载 —汽空
—人雅
T-包络
32 34 36 38 40 42 44 46 43
主集跨径(m]
5、主梁应力验算
主梁应力计算以最具代表性的跨中截面和支点截面进行计算。根据《报批 稿》和条规定进行计算。
《报批稿》抗弯计算应符合以下规定：
1计算组合梁抗弯承载力时，应考虑施工方法及顺序的影响，并应对施工过 程进行抗弯验算，施工阶段作用效应组合应符合现行《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60的规定。
2组合梁抗弯承载力应采用线弹性方法计算，并应符合以下规定：
心也 仔f
W 0
i =I eff,i
《报批稿》抗剪计算应符合以下规定：
1组合梁截面的剪力应全部由钢梁腹板承担，不考虑混凝土板的抗剪作用。
2组合梁截面抗剪验算应符合以下规定：
Y V < V 一、二期恒载效应
0 d u
一期恒载钢梁上缘和下缘应力标准值:
二期恒载(桥面铺装完成阶段)钢梁上缘和下缘应力标准值:
此时混凝土桥面板开始参与受力，混凝土板上缘和下缘应力标准值:
计算结果如下:
一期恒载应力 o su(MPa) o sb(MPa)
二期恒载应力
o su(MPa) o sb(MPa) o cu(MPa) o cb(MPa)
徐变效应
由于混凝土徐变，钢梁上缘和下缘应力标准值为:
厶1
混凝土上缘和下缘应力标准值:
徐变效应应力计算结果汇总:
徐变效应下的应力 o su(MPa) o sb(MPa) o cu(MPa) o cb(MPa)
收缩效应
由于混凝土收缩引起的钢梁上缘和下缘应力标准值:
混凝土上缘和下缘应力标准值：
"rw ] 1 / JV A/ |. A'
餉〉二—一 (一d + _d X < ) + —
化J 込4)2 hl b冶 4
收缩效应应力计算结果汇总：
收缩效应下的应力 o su(MPa) o sb(MPa) o cu(MPa) o cb(MPa)
梯度温度效应
以混凝土比钢梁高10度为例，钢梁上缘和下缘应力标准值:
%丨眶r , Mt ［血°
》=—」± — 心
①詁.. 4） ‘0 I .卜! vB
混凝土上缘和下缘应力标准值：
仏4 1 Nt
>=——I
化J % A 珀
温差次应力（混凝土升温
10°）
o cu(MPa) o cb(MPa) o su(MPa) o s(MPa)
若混凝土比钢梁低10°，计算过程与上述计算过程类似，温差次应力数值 相同，符号相反。
车辆荷载效应
车辆荷载应力 o su(MPa) o sb(MPa) o cu(MPa) o cb(MPa)
承载能力极限状态验算
根据《通用规范》条，承载能力极限状态正应力验算如下表所示：
承载能力极限状态正应力验算表(跨中截面)
钢梁上缘
(MPa)
钢梁下缘
(MPa)
砼上缘
(MPa)
砼下缘
(MPa)
1 一期恒载
2二期恒载
3 徐变
4 收缩
5梯度温差(-
10°)
6梯度温差
(+10°)
活载(汽车荷载)
8冲击荷载
(口 =)
施工短暂状况验 算标准组合
应力允许值
是否通过
是
是
是
是
承载能力极限状 态验算基本组合
强度设计值
260
270
S/R (%)
35%
%
44%
16%
是否通过
是
是
是
是
承载能力极限状态验算
根据《报批稿》 条规定，应对施工过程进行抗弯验算。施工阶段为短暂状 况，效应组合取为标准组合，短暂状况主梁正应力验算见上表，剪应力验算见下 表：
截面切应力验算表(跨中截面)
Aw (mmA2)
171000
序号
工况
支座
1
一期恒载
2
二期恒载
3
活载（汽车何载）
4
冲击荷载（口 =）
短暂状况验算标准组合
强度标准值
是否通过
是
承载能力极限状态验算 基本组合
强度设计值
S/R (%)
是否通过
是
注：因钢梁截面沿跨长无变化，因此本例子折算应力验算从略。
承正常使用极限状态抗裂验算
按照《报批稿》条规定，混凝土板应进行裂缝宽度验算。由上述计算结果可以知道，混 凝土板在施工及使用阶段均受压，故抗裂验算自动通过。
6. 次结构验算
混凝土桥面板
桥面板内力计算
A、恒载效应计算
悬臂板： 恒载效应计算跨径按规定计算 L=。
桥面恒载集度按22cm桥面板厚加上铺装层厚度近似计算。同时考虑边缘防 撞护栏的重力。
w = 26 x 0.22 + 25 x 0.08 = 7.72kN / m2 P 二 100kN / m L 二 0.9m
11
支点弯矩 M =—wL2/2 - PL =—14.28kN - m / m
d 1 1 1
连续板：
恒载效应计算跨径按规定计算 L=
跨中正弯矩（较不利值）M = wL2/10 = 5.22kN-m/m
d2
支点负弯矩 M = - wL2 / 8 = —6.52kN - m / m
d3
B、 活载效应计算 悬臂板
活载效应计算跨径按规定计算 L=
支点处负弯矩 M 二-PL / (1.30L + 0.25)二—46.9kN - m / m
a1
连续板
计算跨径 L=
跨中(支点)弯矩 M = 0.8 x (0.12 L + 0.07)P = 30.56kN - m / m
上述计算中取不利值：
跨中断面：M 二5.22kN-m/m , M 二30.56kN-m/m
cd ca
支点断面：M 二-14.28kN-m/m , M 二-46.9kN-m/m
sd sa
C、 承载能力极限状态作用基本组合
按《通用规范》第条：
支点断面弯矩：
1.2M + 1.4M =—1.2 x 14.28 —1.4 x 46.90 =—82.80(kN - m / m ) sd sa
跨中断面弯矩：
1.2M + 1.4M = 1.2 x 5.22 +1.4 x 30.56 = 58.41(kN - m / m )
cd ca
强度计算及配筋
桥面板上下缘均配置HRB335 014@75mm，单向受弯时不考虑受压区钢筋
的贡献。保护层厚度 c = 25mm， as=a's=25+ 14 / 2= 32mm,h0= h'0 =220-32=218mm 跨中截面抗弯承载力：
f A 280x2051 256
x = rd 十= =25.6mm
f b 22.4 x 1000
cd
M = f bx(h — 0.5x)
ud cd 0
=22.4x1000x25x(188—0.5x25.6)=98.1KN
支点截面抗弯承载力：
f A 280x2051
x = rd s = = 25.6mm
f b 22.4 x1000
cd
M = f bx(h — 0.5x)
ud cd 0
=-22.4 x1000 x 25 x (188— 0.5 x 25.6) = -98.1KN - m
桥面板承载能力验算表
项目
符号
单位
支点截面
跨中截面
弯矩设计值
Md
KNm
抗力
Mud
KNm
S/R
84%
60%
是否通过
是
是
综上计算，桥面板横桥向配置主筋，上下缘均配筋014@75mm，纵桥向配 置分布钢筋，布置为双肢箍筋012@200 mm。
剪力连接件
根据《报批稿》规定，组合梁的混凝土板应进行纵向抗剪验算，即焊钉连接件
纵向抗剪承载力计算。
1L4U圆柱头焊钉连接件的抗剪承载力应按下式进行计算，
式中舌兀—单个圆柱头焊钉连接件的抗剪承载力(N)：
/tsu——焊钉杆径的截面而积
,/cd——混擬土轴心抗压强度设计值CMPa)；
£——焊钉材料的抗拉强度最小值(MPa)，
A =n / 4d2 = 1/ 4 x 3.14 x 212 = 346.185mm2
su
0.43A、巨 f = 0.43 x 346.19 x <3.45 x 104 x 22.4 = 130.86KN
su 卞 c cd
0.7A f =0.7x346.19x320=77.54KN
su su
则焊钉抗剪承载力Vsu=.
焊钉从二期恒载阶段开始受力，其中二期恒载及车辆荷载引起的水平剪力可 以由《报批稿》 中推荐的方法计算。计算过程见下表.
收缩、温差引起的水平剪力标准值计算表
工况
非何载因素
收缩
温差
+10
温差-10
跨中混凝土上缘应力
0 CU
(MPa)
跨中混凝土下缘应力
o cb
(MPa)
混凝土形心处应力
o c (MPa)
混凝土板截面积
Ac (mA2)
梁端水平剪力分布宽度
lcs(m)
梁端水平剪力
KN/m
跨中水平剪力
KN/m
水平剪力效应汇总表
工况
单位
梁端处
跨中
一期恒载
KN/m
车辆荷载(无冲击)
KN/m
收缩
KN/m
升温10度
KN/m
降温10度
KN/m
正向剪力
基本组合
KN/m
短期组合
KN/m
长期组合
KN/m
负向剪力
基本组合
KN/m
短期组合
KN/m
长期组合
KN/m
在梁端处焊钉沿梁长单位长度抗力为：
V = 3V / a»=3 X 77/0.1 = 2326.36KN / m suR su 端
0.75VsuR = 0.75 x 2326.36 = 1744.78KN / m
在梁跨中处焊钉沿梁长单位长度抗力为：
V = 3V / a =3 x 77/0.1 = 2326.36KN / m suR su 中
0.75VsuR = 0.75 x 2326.36 = 1744.78KN / m
11.4.2连接件的设计应符合以下规定'
1应能抵抗钢梁和混擬土板之间的水平剪力和掀起作用。
2应验算钢和混凝土结合面上的纵横向水平剪力*
3在承载能力极眼状态下，连接件应按下式进行抗剪验算：
式中'气—承载能力极限状态下单个连接件承担的剪力设计值(N)；
——单个连接件的抗剪承载力(N).
4在正常使用极限状态下，连接件抗剪验算应满足下式要求'
幷 < 0.75^ (11A2-2)
式中'K——二常使用极限状态下单个连接件承担的剪力设计值 0.8
(h 丿
r h 丫
（100t 丿
w丿
—腹板厚度；
a ――基本组合下的受压翼缘处腹板正应力（MPa）; t一一基本组合下的腹板剪应力（MPa）。
验算横向加劲肋间距：
对跨中截面，a=2000mm八=，a =，
900丿
90+77 (h / a)2 丿
w 丿
(a )
—< 0.8
(h 丿
式中：t —
w
w—
(loot
w
120 + 58 (h / a)2 ‘
w
=<1,横向加劲肋间距符合要求。
(2) 《报批稿》规定，腹板横向加劲肋惯性矩应满足下式要求：
I > 3h t 3 t w w
式中：/t 单侧设置横向加劲肋时，加劲肋对于与
腹板连接线的惯性矩；双侧对称设置横向加劲肋时，加劲肋对于腹
板中心线的惯性矩。
验算横向加劲肋惯性矩：
ht3 = - x 15 x 1503 二 16.88 x 106 mm4 > 3h t 3 二 3 x 1900 x 93 二 4.14 x 106 mm4
ww
故横向加劲肋惯性矩满足要求。
(3) 《报批稿》规定， 腹板纵向加劲肋惯性矩应满足以下要求：
I >g h 13 g = (a/h )2「2.5 -0.45 (a/h )1 < 1.5 式中：I—
/ / w w l w 「 w 」
—单侧设置纵向加劲肋时，加劲肋对腹板与加劲肋连接线的惯性
矩；双侧对称设置纵向加劲肋时，加劲肋对腹板中心线的惯性矩。
a――腹板横向加劲肋间距。
验算纵向加劲肋惯性矩：
hw=1900mm, a=2000mm,匚=1.5，贝U：
ht3
二 1 x 10 x 1003 二 3.33 x 106mm4 > 1.5 x 1900 x 93 二 2.07 x 106mm4
3
故纵向加劲肋惯性矩满足要求。
(4) 对于支承处的竖向加劲肋，《公路钢结构桥梁设计规范》第条规定支承 加劲肋应满足以下要求：
R
Y v < f () 0 A + B t cd
s eb w
Y 2Rv < f ()
0 A + B t d
s ev w
式中： R 支座反力设计值；
V
A 支承加劲肋面积之和；
s
t 腹板厚度；
w
B 腹板局部承压有效计算宽度，B二B + 2(t +1 );
eb eb f b
B 上支座宽度；
t f 下翼板厚度；
t 支座垫板厚度；
b
B 腹板的有效宽度，当设置一对支承加劲肋并且加劲肋距梁端距离不 ev 小于12倍腹板厚时，有效计算宽度按24倍腹板厚计算；设置多对支承加劲肋时 按每对支承加劲肋求得的有效宽度之和计算，但相邻支承加劲肋之间的腹板有效 计算宽度不得大于加劲肋间距。
[B 二(n -1) + 24t (b < 24t )
< ev s s w s w
[B 二 24n t (b > 24t )
ev s w s w
n 支承加劲肋对数； s
b 支承加劲肋间距。
s
据此，加劲肋验算如下:
腹 板
咼度
mm
1900
腹板宽厚比
211
支承加劲肋
腹板平均剪应力
MPa
24
横向加劲肋最大间距
(m)
横向加劲肋间距
m
横向加劲肋间距是否 满足要求
是
支点反力
kN
1236
设一对支承加劲肋
肢宽
mm
150
加劲肋宽厚比
10
肢厚
mm
15
Beb(mm)
524
加劲肋面积As
mm
4500
支座加劲肋间距
(mm)
0
下翼缘厚度廿
mm
32
Bev
216
支座垫板宽度B
mm
500
式()
239v355Mp
a
支座垫板厚度tb
mm
30
式()
114v270Mp
a
支承加劲间距bs
mm
0
支承加劲是否满足要 求
是
可见，支承加劲肋设置满足要求。
7. 稳定性验算
整体稳定性验算
《公路钢结构桥梁设计规范》报批稿第条规定，受弯构件符合下列情况之一 时，可不计算梁的整体稳定性：
1）有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固 相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。
2）工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度1］与其宽度B1之比不超过表所规 定的数值时。其中，梁的支座处设置横梁，跨间无侧向支承点的梁，L］为其跨 度；梁的支座处设置横梁，跨间有侧向支承点的梁，L］为受压翼缘侧向支承点间 的距离。
表工字形截面简支梁不需计算整体稳定性的最大L/B］值
钢号
跨间无侧向支承点的梁
跨间受压翼缘有侧向 支承点的梁，无论荷 载作用于何处
荷载作用在上 翼缘
何载作用在下 翼缘
Q235
Q345
Q390
Q420
本桥采用Q345钢材，跨间受压翼缘有侧向支承点，翼缘板最小宽度，横梁间 距最大不能超过 5m， 5/=<13，因此整体稳定性自动满足。
倾覆稳定计算 根据《公路钢结构桥梁设计规范》（报批稿）条规定，钢结构桥梁整体失 去静力平衡的承载能力极限状态应按下式要求进行验算：
Y S < S
qf d , dst d ,tb
式中：
——不平衡作用效应的设计组合值，按作用标准值计算； ——平衡作用效应的设计组合值，按作用标准值计算； ——倾覆稳定系数。
本桥由于边梁上布置人行道，不致倾覆，无需验算。
8. 刚度验算
刚度与变形验算
根据《公路钢结构桥梁设计规范》（报批稿） 条规定，公路钢桥应采用不 计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为），并按结构力学的方法计算 竖向挠度，计算挠度值不应超过规定限值。根据《报批稿》 条规定，当计算组 合梁正常使用极限状态下的挠度时，简支组合梁截面刚度采用考虑滑移效应是折 减刚度B,折减刚度B按照《报批稿》中推荐的方法进行计算。
组合梁考虑滑移效应的折减刚度 B 应按下式计算：
B — un-
1+Q
――刚度折减系数，当:<0时，取:—0;
经计算，匚< 0，因此刚度并未折减，B=EI= X 10A5 XX 10A10= X 10Ai6（N^mmA2）
简支梁作用均布车道荷载， q' 时，其跨中挠度计算式为：
k
„ 5q' 14 5 x 10.5 x 300004
f — k — — 9.98mm
i 384EI 384 x1.11 x 1016
简支梁作用均布车道荷载， 时，其跨中挠度计算式为：
P' l4 280x103 x 300004
f — k— — — 14.19mm
1 48EI 48 x 1.11x1016
由活载引起的总挠度值为：f =f +f =9.98 +14.19 — 24.17mm < 丄 —60mm
s 1 2 500
预拱度的设置
根据《公路钢结构桥梁设计规范》（报批稿） 条规定，为了改善外观和使 用条件， 钢桥应设置预拱度，预拱度大小应视实际需要而定，但宜大于相当于 有结构自重标准值引起的挠度值，一般情况宜为结构自重标准值加 1/2 车道荷载 频遇值（频遇值系数取为）产生的挠度值。上拱度应保持平缓曲线，并与桥面纵 向曲线基本一致。
由前所述，自重荷载标准均布集度为：
g =5.2 KN / m，g =13.53KN / m，g =5.85KN / m，
钢 砼 铺装
由线性叠加原理可以求得简支梁跨中恒载挠度：
# 5(g + g )l4 5g l4 f = 钢 砼 + 铺^
g 384El 384El
s0
5 (5.2 +13.53) x 300004 5 5.85 x 300004
= x + x
384 2.06 x105 x 0.07 x10i2 3 84 2.06 x105 x 5.54 x10io
=13.69 + 5.41 = 19.10mm
f 24.17
预拱度为：f + 厶=19.10 + — = 31.19mm⑴
g 2 2
9. 疲劳破坏极限状态验算
根据《钢桥设计规范》第条：承受汽车荷载的结构构件与连接，应按疲劳细 节类别进行疲劳极限状态验算。
分别取选取跨中附近下翼板和支点处下翼板进行疲劳验算，先用疲劳荷载模 型 1 试算。
根据《钢桥设计规范》第条：疲劳荷载模型I采用等效的车道荷载，集中荷 载为，均布荷载为qk Pk和qk按《公路桥涵设计通用规范》JTG D60的相关规定 取值；应考虑多车道的影响，多车道系数按现行《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60 的相关规定计算。
因此，在本设计中，单车道集中荷载为0.7x360 = 252kN，均布荷载 0.3x10.5=3.15kN/m。
在跨中处，有：
M =1 x 3.15 x 30.02 +1 x 252 x 30.0 = 2244.3kNm
p max 84
M y 2244.375x10002x1489.6
c =——pmax 比= =61.45Mpa
p max I 54403076500
0
显然c = 0
pmin 根据《钢桥设计规范》第条规定，采用疲劳荷载模型 I 时应按下式计算：
Y Ac < Ac / y
Ff p D Mf
Y At < Ac / y
Ff p l Mf
Ac = (1+A申)(c -c )
p p max p min
At = (1+A申)(t -t )
p p max p min
拟取本桥底板基材为疲劳细节类别125,即2x 106次循环疲劳强度值
Ac =125Mpa，在达到常幅疲劳极限5x 106次之前，循环次数N与疲劳强度参考
C 值 A c 之间应该满足：
D
lg Ac r = -|lg N + C
由上式可以求得Ac = 92.1Mpa。
D
验算部位为重要构件’取取Mf
Ac 二(1+A®)(◎ -c )二 lx (61.45 -0)二 61.45Mpa
p p max p min
Y Ac二61.45Mpa
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