1、细幅箱梁桥的特征及设计心得摘要：细幅箱梁桥是一种合理化的钢箱梁桥，使其腹板间隔减小，从而箱梁内部结构得到简素化，又采用了合成桥面板或 PC 桥面板， 从而省略掉了纵梁，牛腿等支持结构。 关键词：细幅箱梁桥；腹板；翼缘板；桥面板；纵向加强肋；横梁 中图分类号：U443.32+3 文献标识码： A 传统的钢箱梁桥为了节省材料费，结构做得非常细致和繁杂。随着科学技术进步，桥面板的制造水平的提高和耐久性问题得以解决；并且随时代变迁，钢材以外费用在总成本中所占比例不断上升，过分着眼于节省材料反而对总成本不利；过多的焊缝影响桥梁的耐久性，细幅箱梁桥应运而生。 1细幅箱梁桥的结构特征 箱梁的细幅化使主梁结构
2、得到合理化 由于箱梁的细幅化，上下翼缘板厚加大，减少了纵向加强肋，省略了横向加强肋,因而材片数大量减少。 (2)采用合成桥面板或 PC 桥面板 由于采用了合成桥面板或 PC 桥面板，桥面板的跨度大幅增加。 (3) 桥面板支持结构的省略 由于桥面板跨度的增加，省略掉了纵梁，牛腿等桥面板支持结构。省略桥面板支持结构的意义还在于去除了纵梁和横梁连接处产生的疲劳问题。 (4)相比 I 断面少数主梁桥，细幅箱梁桥抗扭刚度大，适合于曲线桥及大跨径（80m100m）的桥梁。由于主梁本数，主梁间隔都可自由设定，可适用于大幅员桥梁，括幅桥，适用于各种形式的桥面板，相比开断面箱梁桥设计自由度高。 2总成本的节省
3、以有效幅员 10.5m，跨度为 75m+90m+75 m 的 3 径间连续箱梁桥为例比较，传统结构的钢箱梁桥的小型材片数为 8921 个，细幅箱梁桥为3364 个，细幅箱梁桥要比传统的箱梁桥节省 10%左右的总成本。 3. 细幅箱梁桥的设计方法 (1)结构解析 结构解析可采用常用的平面梁格法，即以主梁和横梁构成的格子解析，解析时假定刚度及假定钢重需要多次循环，最终假定刚度比实际刚度控制在5%以内，最终假定钢重比实际钢重控制在+5%以内。在解析时,有报告说作为横部材的刚性,横梁加上桥面板的刚性,更符合实际,但是只考虑横梁刚性的传统方法在实际应用上没有问题。 结构解析计算由于比较复杂现多为计算机专
4、用软件算出，一般对于永久荷载的各项手计算出 的值和计算机计算出的各项永久荷载值比较，检查荷载是否正确。 主梁与桥面板之间有可靠剪力键连接时，可按主梁与桥面板的合成断面进行设计。对于钢重，桥面板等的荷载使用主梁的钢截面刚性解析，对于铺装，护栏等的荷载使用桥面板和主梁的合成截面刚性解析,汽车载荷,混凝土徐变，干燥收缩，温度差的解析时使用合成后截面刚性。但对于中间支点附近（左右各 0.15 倍）汽车载荷，采用钢梁及桥面板中钢筋的合成刚性。 另外，还要考虑架设过程中对主梁是否有影响。例如在大节段吊装架设时，主梁由自重引起产生应力，必须要考虑架设时的安全性，解析时也按架设条件和步骤进行分步骤解析，在把断
5、面力组合在一起。 主梁断面设计 钢桥的一个好处是制作在工厂进行，使得现场作业时间得以短缩。中间的运输问题，对于大江大河上的桥梁可以通过水路运输，但对于一般的公路桥梁，须通过公路运输才能将在工厂制作好的节段运到现场，公路的运输能力在相当程度上决定了钢桥的规模。日本公路运输中货物高最大为 3.15 米，考虑钢梁上翼缘上与桥面板起结合作用的剪力键的尺寸，钢梁高只能做到 2 米 9 的程度，长度控制在 10 米程度，每个节段的重量限制在 20 吨以内。在钢桥设计阶段，须充分考虑节段的外形尺寸与运输重量，并妥善处理好节段位置与横梁以及(箱梁的)横隔板的关系。在一个节段内，断面和材质不进行变化，采用同一断
6、面同一材质。全桥的腹板厚度尽量少变化。板厚的厚度在节段连接处发生改变，通过设置板厚调整垫板，使得连接板左右两侧厚度一致。最大板厚差为25mm，最小板厚差为厚板侧的 1/2。在全桥范围内，上下翼缘宽度不作改变；原则上保持一致，对于连续梁的中间支点附近可根据需要加宽。 由于采用 PC 桥面板或合成桥面板,桥面板的跨度增大到 6 米以上，所以主梁中心隔一般取 7.2m 以下(主梁腹板间隔为 1.2m 时)，张出长度一般设为主梁间桥面板跨度的 0.4 倍。 由制作时的作业性，主梁腹板的最小间隔定为 1.2m 程度，纵向加强肋只设在受压缩翼缘板侧(1 列2 列)，上下翼缘板都省略掉横向加强肋。考虑合成桥
7、面板的施工性，上下翼缘板板后变化都向下，主梁高一般可定为跨度的 1/201/30，还需考虑可以运输的高度限制， 水平加强肋设为 1 段，腹板板后变化向外侧，横隔板间隔 5m6m，一个节段长 10m12m，一个节段里配置 2 个以上横隔板，另外端支点横隔板上无法设置人孔时，可设置在腹板上。 节段和节段之间的现场连接方式有，高强度螺栓连接和现场焊接。螺栓连接方法施工便利，易于吸收安装时误差，一般螺栓列数 8 列左右，细幅箱梁桥的翼缘板比较厚，螺栓连接困难时，可采用并用的连接形式，即翼缘板现场焊接，腹板采用螺栓连接。 考虑合成桥面板的底钢板和箱梁上翼缘板的接合，箱梁外侧上翼缘比腹板宽出 160mm，
8、又考虑架设时和养护维修时下翼缘比腹板宽出 120mm为宜。 翼缘板的受拉侧最小板厚为腹板间隔的 1/80 以上，腹板间隔为1200mm 时最小板厚为 15mm。 合成梁桥在设计过程中，需考虑各阶段构造体系的变化，应力逐步叠加。在混凝土截面合成以前，钢梁及混凝土构件的恒载，全部由钢梁承担。合成以后的桥面荷载，汽车荷载，混凝土徐变，干燥收缩，温度差等由合成后截面共同承担。但对于中间支点附近（左右各 0.15 倍跨径范围内）的汽车荷重项，由于桥面板受到拉应力，不考虑混凝土的刚性，仅考虑钢梁及混凝土床板中钢筋的合成作用。断面计算中应力余裕一般可取 35N/mm2。 合成连续梁桥的中间支点处产生负弯矩，
9、必须要对桥面板的裂纹进行计算和控制。 另外桥面板单独作用时应力和作为和主梁合成断面作用时产生应力进行叠加，验证是否在许容范围内。 中间横梁 在细幅箱梁桥（并列钢箱梁桥也同样） ，对于荷重的分配，桥面板起着很大的作用，而中间横梁数量的差异导致的结果差异微乎其微，在直线桥甚至可以省略，但是如果省略掉横梁，架设时(作为形状保持材)和养护维修(如涂装,补修)时会出问题，所以一个节段里配置 1 个横梁，断面采用宽翼缘热扎形材。如前所述，横隔板间隔为 56m，每隔一个横隔板在横隔板位置配置一个横梁，在一个节段里横梁有一个，横梁间隔为10m12m。在设计曲线半径小的曲线桥时，考虑附加应力以及架设时作为形状保
10、持材的情况，可把横梁间隔减小(5m6m)。 中间横梁可取主梁高的 1/3 程度，横梁设置在主梁断面的中心上，也可考虑检查路情况偏下设置。 中间支点位置横梁 中间支点位置横梁在耐地震设计上很重要，必须要确保能抵抗地震时的水平力。 断面为钢板焊接断面，可根据必要性外包钢筋混凝土。 中间支点位置横梁的下端空 500mm 以上，以便于检修人员从下边钻过去。为便与桥面板的施工，中间支点位置横梁上空 500mm 程度。 端支点位置横梁设计方法和中间支点位置横梁相同，为了防锈和防噪音外包钢筋混凝土。 桥面板 细幅箱梁桥省略了桥面板支持结构(纵梁,牛腿)，桥面板跨度加大了，所以原则上采用合成桥面板或 PC 桥面板，桥面板设计时仍作为连续板考虑。 4.结束语 综上所述，细幅箱梁桥比传统箱梁桥结构相对简单，材片数少，节省人工,降低总成本，在越来越注重和探索合理化桥梁的时代中，有理由相信细幅箱梁桥会占有重要的一席。 参考文献： 1细幅箱梁桥的基本思路和设计例 平成 16 年 2 月 2道路桥示方书同解说(日本道路协会) 平成 24 年 3设计要领第二集 中日本高速道路株式会社 平成 25 年
