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摘要：本文对新康立交桥钢箱梁设计计算分析，此结构安全设计合理。可为工程节约成本，降低造价。
关键词：钢箱梁设计合理 降低造价
Abstract: in this paper, the design of the steel box girder bridge defeated the calculation analysis, the safety of the structure design is reasonable. But for engineering cost, reduce cost.
Keywords: steel box girder design reasonable to lower the construction cost
中图分类号：U442.5+9 文献标识码：A文章编号：
1概况
文政街联络线工程ES匝桥上部结构采用46m+74m+74m+46m连续钢箱梁结构，两侧设防撞栏，主梁顶宽8.0m，底宽4.0m，设置结构单向横坡1.5%，梁底水平，主梁为二次抛物线变高度钢箱梁。
2 设计参数
（1）桥面布置：0.5m防撞栏+7m行车道+0.5m防撞栏＝8.0m全宽
（2）设计车道数：单向2车道
（3）桥面横坡：1.5%（向内单向坡）
（4）荷载等级：公路-I级
（5）温度：体系升温：36℃，体系降温：50℃
（6）钢材采用Q345 qE钢，其技术指标应符合公路钢桥规范（JTJ 025—86），弹性模量E=2.1×105Mpa，剪切模量G= 0.81×105Mpa。
3 连续钢梁上部结构纵向计算
3.1计算方法与模型
采用Midas civil计算程序，对主梁进行容许应力计算。模型对钢箱梁进行模拟，纵向单元分别是1-130，钢箱梁上的横隔板采用集中力施加。边界条件采用横向双支座的支撑形式对桥梁支座进行模拟，节点号301至310，根据实际的支座受力，外部支座只在固定支座（305节点处）进行两方向约束Dx、Dz，其他外侧支座（301，303，307、309节点）只对Dz进行约束；对于内侧支座只在固定支座（306节点处）进行三方面约束Dx、Dy、Dz，其他内侧支座（302，304，308、310节点处）Dy、Dz进行约束。
3.2设计荷载及验算内容
3.2.1设计荷载
（1）一期恒载：包括主梁自重及横隔梁自重。按构件实际断面并考虑构造因素计入，容重按76.98kN/m3计，自重系数1。
（2）二期恒载：桥面铺装为10cm厚混凝土和9cm厚沥青混凝土，容重分别为25kN/m3和23kN/m3，宽度按实际桥宽计。防撞栏杆： 6kN/m（左侧）+6 kN/m（右侧） =12kN/m；
（3）汽车荷载： 纵向计算采用车道荷载，横桥向按2车道考虑。计算弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值采用10.5kN/m，集中荷载采用360kN。不计入横向车道折减系数。
汽车冲击力：冲击系数按《公路钢桥规范》（JTJ 025-86）计算，即：
μ=15/（37.5+L）=15/(37.5+46)=0.180
汽车制动力标准按《桥规》（JTG D62）中相应规定，加载车道为2条以上，以两车道为准，不进行折减，其值为10%的车道荷载与160kN中的较大者。即制动力取为227.4kN。
（4）人群荷载：不计人群荷载。
（5）温度荷载
整体温差：体系整体按升温36°C，降温50°C计。
局部温差：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条计算，铺装层厚为9cm沥青混凝土，即正温差T1=14℃，T2=12.65℃，负温差T1=-7℃，T2=-6.33℃。
（6）支座沉降：基础不均匀沉降取为5mm。
3.2.2荷载组合
设计荷载组合：
（1）组合Ⅰ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0支座沉降
（2）组合Ⅱ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体升温+1.0正温度梯度+1.0支座沉降
（3）组合Ⅲ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体降温+1.0负温度梯度+1.0支座沉降
（4）组合Ⅳ：弹性包络
3.2.3验算内容
（1）正截面正应力验算
正截面正应力验算，对构件正截面的正应力按容许应力法进行验算，在组合Ⅰ-Ⅳ作用下须满足：σ≤γ[σ]
式中：σ——结构标准荷载的计算应力，不考虑荷载组合系数；[σ]——设计规范规定的容许应力；γ——不同荷载组合的容许应力提高系数。
（2）结构变形验算
结构变形验算包括恒载挠度和活载挠度验算。当最大恒载挠度 3.3主要计算结果
（1）结构正截面应力计算如下图所示
组合Ⅰ截面应力包络图(MPa)组合Ⅱ截面应力包络图(MPa)
组合Ⅲ 截面应力包络图(MPa) 组合Ⅳ截面应力包络图(MPa)
由计算得结构正截面的最大拉应力σ=137.9MPa≤γ[σ]=1×210=210Mpa，最大壓应力σ=-156.2MPa≤γ[σ]=1×210=210 Mpa满足规范要求。
（2）结构挠度计算
通过软件计算看出，边跨最大活载挠度为40.52mm 4 钢梁最不利处桥面板计算
4.2 计算荷载
一期恒载：计算中取1m单位长度平面框架进行横向计算，钢板材料容重采用78.5kN/m3, 框架具体尺寸。
二期恒载：二期铺装采用两层铺装：10cm混凝土铺装，其容重为25KN/m3；9cm沥青混凝土铺装，容重为23kN/m3，桥面铺装按均布荷载考虑，宽度按行车道宽度计入。
混凝土防撞栏杆：11.7kN/m（每道），按均布作用。
汽车荷载：公路–I级。汽车冲击系数按1.18取用。
4.3车辆荷载分布宽度计算
挑臂横隔板的间距为2m，公路I级车辆荷载最不利布载形式为：
（1）轮重70kN后轴，作用在挑臂横隔板正上方：
车轮荷载分布宽度为：
=3.512
其中为悬臂板的跨径。
（2）两间距1.4m轮重70kN的车后轴，作用在挑臂横隔板的两侧：
车轮荷载分布宽度为：
－1.4=5.624
其中为悬臂板的跨径。
4.4车辆荷载作用下悬臂根部的最大弯矩
（1）悬臂根部的恒载弯矩为：=－(3.025×1.993×0.997+1.1×0.997+0.417×0.997+0.76×0.997+11.7×1.993+9.11×0.997)= －40.69kN.m
（2）轮重70kN后轴作用下活载产生的弯矩：
=－22.96kN.m
（3）两间距1.2m轮重70kN作用下活载产生的弯矩：
=－28.67 kN.m
对比以上两个结果得出，在两间距1.2m的轴重为140k作用下悬臂根部产生的活载弯矩较大。
4.5悬臂根部的最大应力
桥面板悬臂根部的最大弯矩：=－69.36kN.m
顶板拉应力为：==3.94Mpa
悬臂斜撑压应力为：==11.01 Mpa
式中：为顶板、挑臂横隔板、挑臂斜撑所组成的共同受力截面的惯性矩；为共同受力截面顶端到截面形心轴的距离；为共同受力截面底端到截面形心轴的距离。
5结语
本文对新康立交桥钢箱梁设计计算分析，此结构安全设计合理。可为工程节约成本，降低造价。
作者简介：林俊峰 男 黑龙江哈尔滨市市政设计院工程师多年来从事桥梁设计工作。
关键词：钢箱梁设计合理 降低造价
Abstract: in this paper, the design of the steel box girder bridge defeated the calculation analysis, the safety of the structure design is reasonable. But for engineering cost, reduce cost.
Keywords: steel box girder design reasonable to lower the construction cost
中图分类号：U442.5+9 文献标识码：A文章编号：
1概况
文政街联络线工程ES匝桥上部结构采用46m+74m+74m+46m连续钢箱梁结构，两侧设防撞栏，主梁顶宽8.0m，底宽4.0m，设置结构单向横坡1.5%，梁底水平，主梁为二次抛物线变高度钢箱梁。
2 设计参数
（1）桥面布置：0.5m防撞栏+7m行车道+0.5m防撞栏＝8.0m全宽
（2）设计车道数：单向2车道
（3）桥面横坡：1.5%（向内单向坡）
（4）荷载等级：公路-I级
（5）温度：体系升温：36℃，体系降温：50℃
（6）钢材采用Q345 qE钢，其技术指标应符合公路钢桥规范（JTJ 025—86），弹性模量E=2.1×105Mpa，剪切模量G= 0.81×105Mpa。
3 连续钢梁上部结构纵向计算
3.1计算方法与模型
采用Midas civil计算程序，对主梁进行容许应力计算。模型对钢箱梁进行模拟，纵向单元分别是1-130，钢箱梁上的横隔板采用集中力施加。边界条件采用横向双支座的支撑形式对桥梁支座进行模拟，节点号301至310，根据实际的支座受力，外部支座只在固定支座（305节点处）进行两方向约束Dx、Dz，其他外侧支座（301，303，307、309节点）只对Dz进行约束；对于内侧支座只在固定支座（306节点处）进行三方面约束Dx、Dy、Dz，其他内侧支座（302，304，308、310节点处）Dy、Dz进行约束。
3.2设计荷载及验算内容
3.2.1设计荷载
（1）一期恒载：包括主梁自重及横隔梁自重。按构件实际断面并考虑构造因素计入，容重按76.98kN/m3计，自重系数1。
（2）二期恒载：桥面铺装为10cm厚混凝土和9cm厚沥青混凝土，容重分别为25kN/m3和23kN/m3，宽度按实际桥宽计。防撞栏杆： 6kN/m（左侧）+6 kN/m（右侧） =12kN/m；
（3）汽车荷载： 纵向计算采用车道荷载，横桥向按2车道考虑。计算弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值采用10.5kN/m，集中荷载采用360kN。不计入横向车道折减系数。
汽车冲击力：冲击系数按《公路钢桥规范》（JTJ 025-86）计算，即：
μ=15/（37.5+L）=15/(37.5+46)=0.180
汽车制动力标准按《桥规》（JTG D62）中相应规定，加载车道为2条以上，以两车道为准，不进行折减，其值为10%的车道荷载与160kN中的较大者。即制动力取为227.4kN。
（4）人群荷载：不计人群荷载。
（5）温度荷载
整体温差：体系整体按升温36°C，降温50°C计。
局部温差：按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条计算，铺装层厚为9cm沥青混凝土，即正温差T1=14℃，T2=12.65℃，负温差T1=-7℃，T2=-6.33℃。
（6）支座沉降：基础不均匀沉降取为5mm。
3.2.2荷载组合
设计荷载组合：
（1）组合Ⅰ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0支座沉降
（2）组合Ⅱ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体升温+1.0正温度梯度+1.0支座沉降
（3）组合Ⅲ：1.0恒载+1.0汽车荷载+1.0整体降温+1.0负温度梯度+1.0支座沉降
（4）组合Ⅳ：弹性包络
3.2.3验算内容
（1）正截面正应力验算
正截面正应力验算，对构件正截面的正应力按容许应力法进行验算，在组合Ⅰ-Ⅳ作用下须满足：σ≤γ[σ]
式中：σ——结构标准荷载的计算应力，不考虑荷载组合系数；[σ]——设计规范规定的容许应力；γ——不同荷载组合的容许应力提高系数。
（2）结构变形验算
结构变形验算包括恒载挠度和活载挠度验算。当最大恒载挠度
（1）结构正截面应力计算如下图所示
组合Ⅰ截面应力包络图(MPa)组合Ⅱ截面应力包络图(MPa)
组合Ⅲ 截面应力包络图(MPa) 组合Ⅳ截面应力包络图(MPa)
由计算得结构正截面的最大拉应力σ=137.9MPa≤γ[σ]=1×210=210Mpa，最大壓应力σ=-156.2MPa≤γ[σ]=1×210=210 Mpa满足规范要求。
（2）结构挠度计算
通过软件计算看出，边跨最大活载挠度为40.52mm
4.2 计算荷载
一期恒载：计算中取1m单位长度平面框架进行横向计算，钢板材料容重采用78.5kN/m3, 框架具体尺寸。
二期恒载：二期铺装采用两层铺装：10cm混凝土铺装，其容重为25KN/m3；9cm沥青混凝土铺装，容重为23kN/m3，桥面铺装按均布荷载考虑，宽度按行车道宽度计入。
混凝土防撞栏杆：11.7kN/m（每道），按均布作用。
汽车荷载：公路–I级。汽车冲击系数按1.18取用。
4.3车辆荷载分布宽度计算
挑臂横隔板的间距为2m，公路I级车辆荷载最不利布载形式为：
（1）轮重70kN后轴，作用在挑臂横隔板正上方：
车轮荷载分布宽度为：
=3.512
其中为悬臂板的跨径。
（2）两间距1.4m轮重70kN的车后轴，作用在挑臂横隔板的两侧：
车轮荷载分布宽度为：
－1.4=5.624
其中为悬臂板的跨径。
4.4车辆荷载作用下悬臂根部的最大弯矩
（1）悬臂根部的恒载弯矩为：=－(3.025×1.993×0.997+1.1×0.997+0.417×0.997+0.76×0.997+11.7×1.993+9.11×0.997)= －40.69kN.m
（2）轮重70kN后轴作用下活载产生的弯矩：
=－22.96kN.m
（3）两间距1.2m轮重70kN作用下活载产生的弯矩：
=－28.67 kN.m
对比以上两个结果得出，在两间距1.2m的轴重为140k作用下悬臂根部产生的活载弯矩较大。
4.5悬臂根部的最大应力
桥面板悬臂根部的最大弯矩：=－69.36kN.m
顶板拉应力为：==3.94Mpa
悬臂斜撑压应力为：==11.01 Mpa
式中：为顶板、挑臂横隔板、挑臂斜撑所组成的共同受力截面的惯性矩；为共同受力截面顶端到截面形心轴的距离；为共同受力截面底端到截面形心轴的距离。
5结语
本文对新康立交桥钢箱梁设计计算分析，此结构安全设计合理。可为工程节约成本，降低造价。
作者简介：林俊峰 男 黑龙江哈尔滨市市政设计院工程师多年来从事桥梁设计工作。