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加劲肋设置原则(配置横向加劲肋的作用)

2023-09-23 16:58:00

1. 配置横向加劲肋的作用

防止受弯构件腹板局部失稳的途径：　　(1)增加腹板的厚度tw但此法不很经济；　　(2)设置加劲肋作为腹板的支承，将腹板分成尺寸较小的区段，以提高其临界应力，此法较为有效。加劲肋布置方式有：　　①仅加横向加劲肋；　　②同时设横向加劲肋和纵向加劲肋；　　③同时设横向加劲肋和受压区的纵向加劲肋及短加劲肋。

2. 设置横向加劲肋的目的

MSteel结构工具箱功能

1、钢结构计算：截面参数查询、计算不规则截面参数、焊缝计算、螺栓群计算、稳定计算、受扭计算、连续梁计算；实腹柱计算、钢管混凝土柱计算、柱计算长度系数、管桁架节点计算、横向加劲肋计算

门刚铰接柱脚计算、门刚刚接柱脚计算、门刚端板计算、门刚梁柱节点刚度计算、构件表面积、重量统计、钢板重量统计、统计线长

2、砼结构计算：柱截面估算、砼柱受压配筋计算、不规则截面受压验算、地下室外墙计算、连续梁计算；竖向折梁计算、空心板计算、雨篷计算、梯板计算、弯剪扭构件计算、桩考虑压曲后强度计算

独立基础计算、主动土压力计算、构件裂缝计算、梁附加箍筋、吊筋计算、折梁折角处附加箍筋计算、预埋锚筋计算、剪力墙边缘构件配筋率、配箍率、锚固长度、钢筋排列

3、辅助计算：幕墙荷载计算、玻璃板块计算、线材下料优化、天沟断面及落水管计算、弹簧刚度计算；构基本自振周期估算、高宽比计算、风荷载标准值计算、风速风压换算、消防车荷载折减计算

地震影响系数、计算插值、方程求解、PKPM标准层结果合并

4、层与显示：层与显示、部分显示、部分隐藏、按层显示、按层隐藏、按颜色显示、按颜色隐藏；按颜色后置、层锁住、层解锁、单层锁住、单层解锁、图层批量修改/新建；图层自动转换、图层切换填充切换、线型切换、标注切换、设置当前层、设置当前标注样式、设置当前字体样式。

1、将MSteel软件安装到非系统目录，即不要安装到像C:\Program这种系统目录下；

2、启动AutoCAD时，点击鼠标右键，选择<以管理员身份运行>；

3、点击AutoCAD快捷图标，点击鼠标右键选择<属性>，在属性对话框内选择<兼容性>分页，在里面勾选<以管理员身份运行此程序>，这样AutoCAD每次启动都会默认按管理员身份运行。

3. 纵向加劲肋和横向加劲肋

按照承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度确定的。

按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第4.4节的规定计算其抗弯和抗剪承载力，而直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或其他不考虑屈曲后强度的组合梁，应按《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第4.3.2条的规定配置加劲肋。

加劲肋有横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋，另外，在梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。

加劲肋宜在腹板两侧成对配置，也可单侧配置，但支承加劲肋(注明：支承加劲肋指承受固定集中荷载或梁支座反力的横向加劲肋)、重级工作制吊车梁的加劲肋不应单侧配置。

4. 横向加劲肋是什么意思

正交异性板，是由纵、横加劲肋和盖板共同承受荷载的桥面结构。该结构最早始于二十世纪五十年代的德国，后来被很多国家广泛应用。目前已成为世界上大、中跨度钢桥所普遍采用的一种桥面结构形式。

由于纵肋和横肋的刚度不同，所以在这两个主要方向的弹性性能也不同，故正交异性板除了具有桥面板和桥面系的作用外，还作为主梁的一部分发挥作用，它的盖板既形成纵肋、横肋的翼缘部分，同时又作为主梁的上翼缘部分共同受力。因此在分析正交异性钢桥面板在荷载作用下的应力状态时，通常将上述盖板分成三种结构体系来研究。

5. 纵向加劲肋

梁腹板加劲肋的配置规定是提高梁的局部稳定性。

梁的腹板高度hw≥450mm时,在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋,其间距a不宜大于200mm。当梁下部纵向钢筋为一层时,s取至钢筋中心位置;当设计注明梁侧面纵向钢筋为抗扭钢筋时,侧面纵向钢筋应均匀布置。

加劲肋的注意事项: 承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度,按《钢结构设计规范》(GB50017-2003)第4.4节的规定计算其抗弯和抗剪承载力。

6. 纵向加劲肋的作用

190米跨拱肋拱轴线形式为二次抛物线，矢跨比为1/4，拱肋断面形式为桁架式，拱肋高度为4.5米，宽2.6米，上层桥面以上每一拱肋由4根Φ950mm的钢管通过腹杆和上下平联组成，钢材采用Q345C，纵向四根钢管的壁厚四分点以下为24mm，以上为22mm；腹杆采用Φ400×14mm的钢管；上下平联采用Φ500×10mm的钢管，上下平联水平向间距为2.0米。上层桥面以下至拱脚，拱肋断面由横哑铃形的上下弦杆通过腹杆连接而成。纵向四根钢管和哑铃形断面内灌注C50混凝土，其余为空钢管。上层桥面以上设置五道桁架式风撑，风撑弦杆采用Φ900×16mm的钢管，腹杆和平联采用Φ400×10mm的钢管。在上层桥与拱肋相交处设置二道钢结构的拱肋横梁。85米跨拱肋拱轴线形式也为二次抛物线，矢跨比为1/7。采用单钢管，直径为1700mm，壁厚为22mm，为了增加拱肋的刚度，纵向设置6道厚22mm高250mm的钢板加劲肋，与钢管内壁焊接。为了保证拱肋的横向稳定性，拱肋之间设置3道风撑，风撑直径为Φ900mm，厚16mm。上述钢材均采用Q345C钢。拱肋钢管内灌注C50混凝土。拱上建筑包括拱上立柱和吊杆。拱上立柱均采用钢管混凝土结构。190米跨钢管规格为Φ900×10mm；85米跨钢管规格为Φ800×10mm，钢管内灌注C50混凝土。吊杆为成品索，工厂生产，现场安装，由强度为1670MPa的高强度镀锌钢丝外包PE套制成，锚具采用冷铸锚。190米跨吊杆采用双吊杆，在拱肋锚箱处共有两对四根吊杆，每对吊杆分别吊一层桥面。吊杆纵桥向间距为8米，横桥向吊杆中心距为29.4米。上层吊杆规格为2×55Φ7，下层吊杆为2×85Φ7。85米跨吊杆为单吊杆，吊杆纵向间距为6.1米，横向中心距为10.4米，规格为109Φ7。 190米跨系梁为2500×2500mm的钢箱断面。系梁在纵向分为标准段系梁及拱脚段系梁两部分，其中标准段顶、底板及腹板厚度均为20mm，拱脚段顶底板及腹板厚度为30mm。钢系梁设置横隔板和纵向加劲肋。系梁内设置平衡水平推力的预应力束。预应力束采用外包PE护套的环氧喷涂钢绞线成品索，标准为ASTMA416-900a（270k），标准强度为Rby=1860MPa。预应力束在钢箱内采用圆钢滚轴定位，进入拱脚混凝土范围内采用预埋弯钢管作为预应力管道。预应力束数量为16×37Φj15.24。85米跨系梁采用劲性骨架预应力混凝土结构，系梁断面尺寸为2500×2000mm，壁厚为400mm。每一系梁内设置12束31Φj15.24的高强度低松弛钢绞线。这里所说的桥面系包括横梁和桥面板及桥面铺装等。190米横梁包括下层吊杆横梁、上层吊杆横梁、拱肋横梁、拱上立柱横梁、墩上立柱横梁和端横梁六种。除墩上立柱横梁采用预应力混凝土结构和端横梁采用劲性骨架预应力混凝土结构外，其余横梁均采用钢结构。85米跨横梁包括下层吊杆横梁、拱上立柱横梁、墩上立柱横梁和端横梁四种。下层吊杆横梁由C50混凝土预制后通过现浇湿接头与系梁连成整体；拱上立柱横梁为预制构件，施工时直接安装于拱上立柱上；墩上立柱横梁为现浇预应力混凝土构件；端横梁为3.9×3.8米的劲性骨架预应力混凝土现浇箱梁结构。无论是190米跨还是85米跨，钢管拱肋、端横梁和系梁在拱脚位置相互连成整体。同时端横梁预应力、系梁预应力和拱脚处的竖向预应力使拱脚节点处于三向预应力状态。桥面板除轻轨位置采用空心板外，其余均采用预制π形C50钢筋混凝土板。π形预制板高为50厘米（85米跨为40厘米），肋宽20厘米，翼板厚10厘米，边板宽200厘米，中板宽175米厘米。预制板间纵向接缝宽50厘米，横向接缝有50厘米和15厘米两种，接缝混凝土采用补偿收缩混凝土。桥面铺装厚12厘米，其中钢纤维混凝土厚8厘米，中粒式改性沥青混凝土厚4厘米，并将8厘米厚的现浇钢纤维混凝土计入桥面板的受力中。钢横梁与桥面板的横向接缝连成整体，使横梁在承受二期恒载和活载时成为钢混叠合梁。主桥共有主孔大墩四个，上部结构计算跨径190米，每墩采用21Φ200厘米的钻孔灌注桩基础，承台厚度4.5米；主桥小孔桥墩共有8个，上部结构计算跨径为85米，每墩采用13Φ200的钻孔灌注桩基础，承台厚度3.5米。钻孔桩均为嵌岩桩。

7. 横向加劲肋和支承加劲肋

桥梁顶升技术采用整体液压同步升高方案，也就是利用原有灌注桩承重，不破坏原桥面铺装层、栏杆扶手、人行道、梁板间的连接等，先用“液升”装置整体顶住桥梁上部结构，然后截断各墩、台帽梁下的立柱，再进行操作“液升”装置，使该桥整体升高到设计高度，最后接长立柱钢筋立模浇灌二期砼。-------------------------------------------------------------------------------实例:杭州九堡大桥的建设理念与技术创新（图）《中国公路》　　傅翼俞菊虎　　杭州九堡大桥采用了新型组合结构桥梁型式，创新了顶推施工工法，体现了全寿命经济性理念，作为我国第一座全桥采用组合结构的越江桥梁，旨在通过建设理念与技术创新，为推动我国组合结构桥梁的发展做出贡献。　　工程概况　　杭州九堡大桥（即钱江八桥）是钱塘江（杭州段）规划建设的十座大桥之一，位于彭埠大桥（即钱江二桥）下游5公里，下沙大桥（即钱江六桥）上游8公里处，全长1855米，是杭州新一轮城市总体规划“两绕三纵五横”城市快速路网系统中东边一纵的主要组成部分。　　九堡大桥道路等级为城市快速路，设置双向六车道，设计行车速度80公里/小时，设计汽车荷载为城－A级。标准段桥面宽度31.5米，主桥根据结构需要加宽至37.7米，行车道单向净宽11.75米，两侧各设置3米宽慢行道。全桥孔跨布置为：55+2×85米+90（北侧引桥）+3×210米（主航道桥）+90+9×85+55米（南侧引桥）。主航道桥与非航道引桥分别采用大跨度连续组合拱桥与连续组合箱梁桥，是国内第一座全桥采用组合结构的大型越江桥梁。项目概算投资为9.7亿元，工程于2009年3月16日正式开工建设，计划于2011年12月30日前完成主体工程竣工验收。　　建设理念　　钱塘江的自然条件决定了不可能在这里追求桥梁跨度的世界纪录，而着眼于桥梁科技的发展，杭州希望建成一座技术创新并且全寿命经济的大桥。　　正因确立了这样的建设目标，在桥型方案选择过程中，设计师们对各个比选方案从结构合理性、施工难易度、工程经济性、环境匹配度以及景观效果等方面进行了综合分析。混凝土结构桥梁具有取材方便、造价低等优点，但存在自重大、工期长、质性脆、抗裂性差等缺点；钢结构桥梁具有自重轻、工期短、塑性与韧性好等优点，但存在造价高、抗火性差、耐腐蚀性差等缺点；而组合结构可以充分利用两种结构优点、弥补各自缺点，实现节约钢材、发挥混凝土性能，降低造价，施工方便，易于养护等特点，使结构具有全寿命经济性。经过综合的对比分析而最终采用了组合结构桥梁方案。　　技术特点　　主航道桥　　基础和下部结构。主桥下部结构采用V形薄壁墩，C50混凝土，V墩顶纵向横梁配预应力平衡水平力，墩身线形顺接梁上拱轴曲线。对应主梁截面V墩分为两个独立V撑，两个独立V撑通过统一的V墩台座与单幅承台相接。主桥各墩承台均为哑铃型截面，C35混凝土，承台顶面标高均为+1.0米。桩基础采用18根2米直径钻孔灌注桩，主桥各墩平均桩长95米。　　上部结构。主桥上部结构采用结合梁－钢拱组合体系拱桥，支承跨径组合为188米+22米+188米+22米+188米，是连续结构（如图2所示）。拱桥主梁为等截面钢－混凝土结合梁结构。钢拱跨径188米，拱肋系统由主拱肋、副拱肋、主副拱肋之间的横向连杆以及拱顶横撑等构件组成。　　主拱肋外倾12°，立面矢高43.784米，是主要承重构件。副拱肋轴线为空间曲线，立面矢高33米。主副拱肋之间的横向连杆采用圆钢管，间距8.5米。　　组合桥面系全宽37.7米，横向两侧窄箱型主纵梁间距27.6米、梁高4.5米，纵梁之间设有间距4.25米的“工”字型钢横梁。人行道为钢结构，置于主纵梁外侧，其横向加劲肋与“工”字型钢横梁对应设置。桥面板采用C50混凝土、厚26c米，桥面板无预应力束，纵向采用允许桥面板开裂、控制裂缝宽度的原则设计。钢主纵梁内部设系杆索。拱桥吊杆间距8.5米，吊杆上端锚固于主拱肋，下端锚固于钢主纵梁，全桥共设57对吊杆。　　施工方案。桥梁下部结构钻孔灌注桩施工采用旋转钻机成孔，主桥桩基利用钻孔平台辅助施工，承台采取钢套箱围堰施工，V型主墩采用劲性骨架配平衡架法分节对称施工。　　主桥上部结构施工，按照常规施工方案，需在江上搭设临时墩和支架，进行桥面系与拱肋安装，施工难度大、造价高、对通航影响大，而且质量、安全隐患多。为了优化施工方案，主桥采用了拱梁整体顶推的施工方法，即钢拱与钢梁在岸上先期组拼一体，配合钢梁与拱肋之间的临时杆件共同受力，进行整体顶推。每拼装完成一孔顶推一孔，直至3孔主拱全部顶推到位。然后按照顺序张拉吊杆并拆除临时杆件，铺设预制桥面板并浇注接缝混凝土，完成桥面施工。　　主桥顶推施工时，210米跨间仅设置1座临时墩，这在世界上属首次。　　非航道引桥　　基础和下部结构。引桥下部结构采用单体板式空心墩，承台均采用倒角矩形形式，桩基采用5根1.8米直径钻孔灌注桩，桩长90～95米。　　上部结构。引桥以85米为标准跨径，上部结构采用大悬臂的等高度单箱单室钢－混凝土组合结构连续箱梁。主梁结构断面由混凝土桥面板及整体成槽形的钢梁组成。槽形钢梁整体上由顶板、腹板、底板、空腹式横梁、实腹式横梁、腹板加劲肋、底板加劲肋组成。槽形钢梁顶面宽度13.1米，底板宽度11.05米，以4.25米的标准间距设置横隔系，在支承处箱梁内侧由实腹横隔板取代横隔系，在横梁位置设置撑杆及横向连接系统，横向连接系统总宽度31.5米，在空腹式横梁位置设置外侧挑臂撑杆及内部撑杆支撑桥面板系统。　　预制桥面板采用C50混凝土，横向由3块变厚度预制板组成，内侧中板变厚范围0.26～0.3米，支点厚0.3米，结构中心线处厚0.26米，外侧边板变厚范围0.22～0.3米。桥面板横向以2道腹板上翼缘为分割点，纵向以4.25米间距的钢横隔系为分割点。组合箱梁的桥面板横向配有体内预应力，纵向采用允许桥面板开裂、控制裂缝宽度的原则设计，桥面板内无纵向预应力。　　引桥桥面宽度31.5米，悬臂超过8米，梁中心线高4.5米。整幅梁31.5米的宽度居于同类桥梁前列，更是国内同类桥梁的首次实践。　　施工方案。引桥钢结构也采用顶推法施工。两岸均需要在岸侧搭设拼装平台，南北两侧引桥由各自岸侧开始顶推，以一孔梁长为单位逐孔进行，直至一联多跨钢梁全部顶推到位。再按照顺序铺设预制桥面板并浇注接缝混凝土，完成主体结构的施工。预制桥面板的安装采用专用桁车与运梁台车配合进行，专用桁车与运梁台车的轨道设置在对应钢梁腹板处。　　引桥顶推施工时，85米跨间不设置临时墩，这在国内尚属首次。　　技术创新结构体系。主桥采用跨度3×210米结合梁－钢拱组合体系连续拱桥，桥面系为钢梁与混凝土桥面板组合结构；引桥采用85米标准跨径大悬臂的等高度单箱单室钢－混凝土组合结构连续箱梁桥；是国内第一座全桥采用组合结构的大型越江桥梁。　　引桥采用大悬臂的整幅桥面，桥面宽31.5米。整幅梁31.5米的宽度居于同类桥梁前列，更是国内同类桥梁的首次实践。　　施工方法。非航道引桥的85米跨连续组合箱梁，在国内首次采用无临时墩顶推施工方案，相关实践经验将具有示范意义与重要参考价值。　　主桥设计采用了顶推施工方案，并且210米跨间仅设置1座临时墩，这无疑是一次新的尝试，为拱桥的技术发展提供了有益的经验。　　施工装备。主航道拱桥开发了大吨位多点同步顶推设备系统，非航道引桥开发了超长联多点连续顶推施工设备系统。九堡大桥的顶推施工不同于国内常用的推动或拖动梁体在支点上滑移的方法，顶推时不必对主体钢结构进行加强，通过千斤顶的同步平衡控制技术保证结构受力的均匀与可靠，施工方法经济性好。　　主航道拱桥研制了超高大型桥梁施工龙门吊，实现了超高、超宽与大吊重情况下的设备投入的经济性、质量可靠性及施工安全性；非航道连续组合箱梁桥研制了大尺度桥面板快速安装与运吊设备，为桥面板实现吊装快捷施工和准确安装定位提供了保证。