桥梁养护业务知识——6 钢板梁与钢箱梁
2018-09-21 本文已影响151人
养护部贾大花
本次的讲解，我们要结合西南交通大学伍星老师所做的PPT进行。在这里，我要对几个问题加以说明。
一、钢箱梁与钢板梁的区别
钢箱梁：之前我们讲过混凝土箱梁，钢箱梁，就是将混凝土的箱体全部用钢板代替，形成“钢”箱。所以叫做钢箱梁。钢箱是上部的主要承重构件，上层的混凝土现浇层主要起到衔接钢板与路面的作用。
钢板梁：确切属于——钢—混凝土组合梁桥，钢材位于混凝土桥面板下方，主要承受弯拉作用力；混凝土桥面板位于上方，主要承受压弯作用，这一点与钢箱梁不同，这里，混凝土桥面板属于主要受力构件。我们呼分公司G6高速上，就有一座2001年设计的跨径1-48.5m的预应力钢—混凝土组合箱梁桥，箱体由混凝土桥面板及开口钢箱组成。
从工期上相比，钢箱梁通常在工厂制作完成，运往现场直接架设，而后完成桥面系施工，更多应用在有保通需求的跨线桥上。而钢板梁，施工工序较多，施工工期与小箱梁相差无几。但钢材较混凝土轻，所以预制节段较混凝土节段大。前段时间，在抖音上爆红的“成都铁路局火车压桥抗洪”的视频中，涪江大桥就是钢结构桥梁，因梁体较轻，为防止梁体被洪水冲走，故采用了重车压桥的方案，重车压桥也是铁路部门在防洪期间常用的“桥梁保护措施”。
二、最重要的构造——加劲肋与平纵联（横撑、斜撑）
钢结构的设计与混凝土截然不同。
通常混凝土结构在做完主体受力验算以后就完成了80%，构造设计相对较为成熟，不需要花费太多的时间与精力，所以一个设计师在拿出他的混凝土桥梁设计图纸时，通常告诉你，他——使用某软件、选用梁单元建模、采用了较为准确的边界条件——对这座桥进行了验算，抗弯剪、抗裂验算均满足要求，那么我们基本可以判定，这座桥的设计不会有太严重的问题。
但是，钢结构的设计，主体受力验算仅占设计工作的10%左右，使用常规软件计算，只能初步确定主板板厚，而这离钢结构的出炉还有很长的路要走，对于钢结构而言，构造设计的好坏，决定了钢结构在使用过程中的耐久性、施工中安装操作的方便性等等，可以说构造设计决定了钢结构一生的命运。很多设计师，刚开始从事钢结构设计的时候，会把钢结构当做混凝土来考虑，这与钢结构设计理念相去甚远。因为钢板是一种薄壳型构件，就像一张薄薄的纸，纸拿在手里会弯曲、局部翘曲（变皱），钢板也一样，所以为了防止钢材在达到它的设计强度前变得“皱皱的”（专业术语叫做局部屈曲失稳），我们会增加很多的构造设计。加劲肋就是其中一种。
大家都见过瓦楞纸吧？
瓦楞纸为什么要这样做呢？如果只是一层纸板，很容易弯曲变形，但是加上中间像波浪一样的“加劲肋”，瓦楞纸板就可以承受很大的荷载。加劲肋，也会出现在钢结构中，它有很多种形状：I形、U形、L形等。
平纵联和横撑、斜撑，大家可以想象一把梯子。梯子中间的横撑，除了是提供攀爬的着力点以外，其实是起到了防止两条纵梁因受压而失稳弯曲的作用。
加劲肋的设计，要经过设计师的手工计算或编程计算，反复调整以后，方为最佳选择。钢结构上还有很多构造，比如剪力钉、桥面板……这些都是无法依赖传统计算软件进行计算的，都是结合半经验公式的计算和设计师个人的创意而来的。所以如果有一天，大家遇见一位设计师跟您讲“我这座钢结构桥梁，是用MIDAS（或者其他通用软件）计算过的”，您只需要问几个问题“构造设计的计算书带了吗？这些构造都是怎么选用的？为什么选这个型式不选那个型式？计算结果是怎么样的？计算书带了吗，没带没关系，回答我刚才的问题。”如果他回答不清楚，您就可以告诉他“您的设计还需要重新进行构造设计验算！改好了，我们再聊吧！”
