高速公路大橋鋼箱梁設計研究

袁 飛

(山西省交通規劃勘察設計院)

1 高速公路大橋鋼箱梁設計形式分析

1.1 主梁高度

主梁是當前受力結構的重要組成部分，在設計過程中必須重視設計形式的應用效果，并按照固定的設計形式對其進行分析。根據常規性設計模式的要求，在設計過程中需要考慮到抗風穩定性因素等特點，按照加工制造模式和受力結構的特殊性，對其進行優化分析。和常規性受力結構不同，大跨徑柔性結構的鋼索橋其性能比較高，在設計階段要以現有的設計規范為目標，最終確定合理的設計形式。

1.2 合理選擇材料

材料的選擇和應用過程中有重要的作用，基于鋼箱梁設計的特殊性在實踐過程的中必須確定合理的主體結構，考慮到受力因素的干預效果，在允許的范圍內的對其進行優化分析。同時由于鋼箱梁加工制造模式的差異性，在拼接過程中會產生比較大的誤差，因此要以附加應力為主，按照焊接設計形式對其進行優化分析。材料屬性各不相同，為了選擇合理的材料，需要在整體設計過程中對材料類型進行合理的分析，最終確定具體設計模式。

1.3 鋼箱梁上下底板設計

以現有的設計形式來看，鋼箱梁頂板設計的干擾因素比較多，多采用12 mm 的底板進行設計，底板比較厚，如果內在控制體系不明顯，則會出現剛度過小的情況，直接對現有的鋪裝程序造成影響。同時基于影響因素的差異性，如果存在超載的情況，則會直接對路面造成損害，甚至出現控制不當的情況。針對設計程序的差異性，在后期建設設計中體現出該設計體系的應用效果，例如、蘇通橋、南京長江二橋均采用了14 mm 頂板(對應8 mm 槽肋)，鋪裝問題就有了明顯的改善。在整體優化建設過程中需要以固定的設計形式為目標，考慮到影響因素的干預性。實踐證明，超過50 t 的載重車在收費站則被禁止通行，對車輛進項常規性檢查能保證公路的質量，起到有效的控制效果。

2 高速公路大橋鋼箱梁具體設計要點分析

2.1 橫隔板設計

橫隔板是重要設計形式，在各個領域有重要的作用，但是受到多種因素的影響，在優化設計過程中忽視了設計環節的銜接性，因此出現應用體系管理不當的情況。以下將對橫隔板缺陷設計形式進行分析，基于吊點設計和體系的多樣性，在優化設計階段必須重視間距的設計，但是由于設計模式的差異性，在具體設計階段存在開裂的情況，直接對設計體系總成干擾。其次橫隔板開孔比較大，截面削弱嚴重，因此在實踐中會出現承載力過大的情況，直接對設計體系造成影響。公路橋梁設計體系處于一級荷載模式，要將其和和主干道設計在一起，符合具體應用標準。但是在設計階段橋梁連接形式不同，同時存在超載的情況，直接對高速公路的應用程度造成損害。

橫隔板設計形式比較多，包括:實腹式和桁架式兩種方式，不同的設計形式體現出不同的設計模式，在具體設計階段需要按照工程實踐設計要求進行實踐。必要時減少干擾因素的影響，為了避免橫隔板在頂板U 肋過焊孔處的疲勞破壞，過焊孔則遵照固定的設計形式進行分析。

2.2 頂、底板設計形式分析

根據橋梁設計規范的相關要求，在優化設計階段需要考慮到影響因素的應用效果，包括板厚、槽高等，由于現有設計程序的差異性，必要時可以將槽肋厚度增加到8 mm，使其適應第二體系的應用效果，進而對路面進行改善。基于橋面設計剛度的硬性要求，必須采用8 mm 的頂板槽肋，槽肋上口寬300 mm，下口寬170 mm，高280 mm 的設計形式。橫隔板設計體系比較復雜，可以在中間補充一道小隔板，基于三條邊和槽肋內側應用體系的關聯，需要板單元工廠加工時上面一塊橫隔板與頂板、頂板U 肋相焊接，鋼箱梁拼裝現場再完成上下橫隔板之間的焊接焊縫，這樣就避免了仰悍。

2.3 梁段的設計

梁段設計形式比較復雜，在實踐中需要以橋面剛度為基礎，考慮到影響因素的特點，根據工程設計要求對其進行優化分析，使其達到理想的設計效果。橫隔板槽內存在小隔板，為了保證頂板的應用效果，需要將其和頂板結合起來，根據控制標準的要求對其進行優化分析。小隔板的作用比較明顯，涉及到截面變化及預應力因素，必須按照固定的設計標準，對突變因素進行分析，在優化設計過程中禁止出現變形的情況，U 肋開口寬采用了400 mm 的設計模式。

2.4 吊索錨箱設計

吊索錨箱設計主要是以耳板式設計形式為主，該設計體系應用到錨箱外部相關因素，為了便于安裝，對寬度進行適當的調整。但是由于錨頭不易穿入到箱內，會出現鋼梁性能不穩定的情況，直接對工程質量造成影響。

在焊接過程的中需要考慮到影響因素的干預性，保證栓接的有效性。栓接的特點是現場安裝，安裝形式簡單，對外界干擾因素小，需要工作人員對其引起重視，應用合理有效的設計形式，使其適應具體設計標準，達到優化設計的目的。通過對加工制造的嚴格要求來保證鋼箱梁的施工質量，從而保證箱梁的使用安全與壽命。

3 結束語

基于影響因素的差異性，在具體設計過程中必須重視整體設計程序，按照具體設計目標對其進行分析。在優化設計階段需要相關工作人員以固定的設計形式為研究點，考慮到影響因素的特殊性，在具體應用階段按照施工程序進行設計。公路大橋鋼箱梁設計應用范圍比較廣，必須在現有設計體系的要求下優化設計體系，利用相關有限軟件對其進行分析，并考慮到干預因素的效果，使其適應具體設計標準。

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