第2章 斜拉桥计算(5)

2019-03-16 13:32

5、颤振稳定性分级 If?[Ucr]ft1B?35.830.433?23?3.6

由表2-9可知抗风颤振稳定性为Ⅱ级。

第七节 钢箱梁的承压局部稳定性验算

钢斜拉桥等受压的钢箱梁在轴向压力作用下的局部稳定问题必须予以高度的重视,目前国内规范尚无明确的计算规定,下面结合日本和英国有关规范给出具体算法,可供参考。

局部稳定性计算必须解决以下三个问题:

1、 钢板需要多少数量的加劲肋才能保证局部稳定性? 2、 加劲肋应采用何种型式,需要多大的刚度? 3、 加劲肋自身的局部稳定性如何计算? 一、 承受压应力的加劲板 (带加劲肋的钢板)

(摘自《日本本州四国联络桥上部结构设计标准及解说》 1989年)

承受压应力的双侧支承的(单向)加劲板,在满足第二条规定的加劲肋时,其厚度及局部压屈时的容许应力规定如下。但此规定对板梁的腹板及钢桥面板不适用。

(1)承受压应力的加劲板的板厚必须大于表1中的规定值,但在架设过程中临时承受压应力的加劲板只需满足(1)式就可以了。

表1 承受压应力的加劲板的最小板厚 钢种 板厚 SS41,SM41 SMA41W b56fnb80fnSM50 SM50Y SMA50W b46fnSM58 SMA58W b40fnHT70 HT80 b48fn b35fn b33fn t≥ (1)

表中:

t : 板厚(cm)

b : 加劲板的总宽(cm) (参照图1) n : 由纵向加劲肋分隔的板格数(n≥2)

?2? f : 由应力斜度决定的系数,f=0.65()?0.13()?1.0

nn ?:应力斜度,???1??2?1

?1,?2:分别是加劲板两侧的应力 (压为正)

21

??4 ?? 图1 加劲板的总宽 图2 加劲板的两侧应力

(2) 承受压应力的两侧支承的(单向的)加劲板的考虑局部内的容许应力值列在表2中。

表2 加劲板考虑局部压屈的容许应力值 钢种 SS41 SM41 SMA41W 考虑局部压屈的容许应力(b28fnb56fnb80fnb24fnb48fnb80fnb22fnb46fnb80fnkgcm?t 2) 1,400 :1,400-25 (btfn2?28) :?t?b28fnb 2,200,000( SM50 tfnb) : ?t?56fn 1,900 :?t 1,900-39(btfntfnb?24) :?t?b24fnb48fn 2,200,000( SM50Y ) :2?t? 2,100 :?t 2,100-45(btfntfnb?22) :?t?b22fnb46fn 2,200,000() :2?t? 22

SM58 SMA58W 2,600 :b22fnb?t 2,600-67(btfntfnb?22) :40fnb80fnb21fnb?t?b22fnb40fn 2,200,000( HT70 ) :2?t? 3,200 :?t 3,200 -100(btfn2?21) :35fnb80fnb21fnb33fnb80fn?t?b21fnb35fn 2,200,000( HT80 tfnb) :?t? 3,600 :?t 3,600 -123(btfn2?21) :?t?b21fnb33fn 2,200,000(tfnb) :?t? (3)加劲肋的间距不相等时,加劲板的最小板厚及考虑局部压屈的容许应力可用最大间距来代替(1),(2)两项中的bn值。

二、加劲肋的规定

按第一条设计的加劲板(带加劲肋的钢板)的加劲肋必须满足以下的规定。 (1) 纵向加劲肋的钢种必须与被加劲钢板有相同或超过的等级。

(2) 按第(4)项计算所得的每个纵向加劲肋的截面二次矩Il(cm)以及截面面积Al(cm),

必须分别满足(2)式及(3)式。 Il? Al?bt34211bt?l,req (2) (3)

10n式中:

t : 加劲板的厚度(cm)

23

b : 加劲板的总宽(cm)

n : 被纵向加劲肋分隔的板格数 ?l,req : 按(3)项算得的纵向加劲肋的所需刚度比

(3) 纵向加劲肋的所需刚度比 ?l,req如下所示:

①当???0,且由第(4)项算得的每个横向(竖向)加劲肋的截面二次矩It(cm)满足式4(5)时:

?t02?2?1)2l,req=4?2n(t)(1?n?l)?(n(t?t0) 22 =4?2n(1?n??1)l)?(?n(t?t0) Ibt31?n?l,reqt?11?4?3

② 除了①的规定以外时: ?=1???2??l,reqn?2t?2n(0)2(1?n??l)?1??1?(t?t ???t??0) ? =1?2n2(1?n?2n??l)?1???1?(t?t0)

式中:

? :加劲板的纵横尺寸比,??ab (参照图3)

?0 :纵横尺寸的限值?0=41?n?l a :横(竖)向加劲肋的间距(cm) ?All :每个纵向加劲肋的截面比,?l=bt

?l :纵向加劲肋的刚度比,?Ill=

bt3

11 t0 :表3中的板厚(cm)

表3 板 厚 t0(cm)

24

(4a)

(4b)

(5)

(6a)

(6b)

钢种 SS41,SM41,SM50 SMA41W b28fnSM50Y SM58 HT70 SMA50W SMA58W b22fnHT80 t0 b24fn b22fn b21fn b21fn 式中: f :第一条中所示的由应力斜度决定的系数 图3 加劲板的纵横尺寸比??ab (4) 加劲肋的截面二次矩应按以下的规定计算。 ① 加劲肋设置于被加劲钢板的单侧时,加劲肋的截面二次矩应为被加劲钢板的加劲肋一侧表面的计算值。 ② 加劲肋设置于被加劲钢板的双侧时,加劲肋的截面二次矩为被加劲钢板的中心线的数值。 (5) 在按第一条(3)项设计的加劲板中,即使加劲肋的间距是不等值,可将加劲板的宽度与板

格数固定,以bn作为加劲肋的平均间距来计算。

三、加劲肋自身稳定性的规定

(摘自英国规范BS5400 Part3(1982年)中关于腹板和受压翼缘板中的加劲肋的规定) 1、 开口加劲肋

(1)开口加劲肋的尺寸应满足(2)或(3)或(4)或(5)或附录c的要求。 (2) 一字形加劲肋 加劲肋尺寸参数

hsts?ys355应不超过:

(a) 10;或者 (b) 当

bt?y355小于31时,从英图2中得到的一个较大值。

如英图1所示。

其中:

hs、ts :加劲肋的高度和厚度。

b :加劲肋的间距或加劲肋与翼板、腹板边界之间的距离。 注:在不等间距情况下,可取肋两侧的平均值。

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