天桥钢箱梁计算书
一、概述
大王店互通ZSK190+557.544 车行天桥跨越京港澳高速，桥梁布跨（18+3×24+18）m ，全长114m ，桥梁宽度8.5m ，桥面宽度组成为2×0.5m 防撞护栏+7.5m行车道。该桥上部结构原设计采用现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式墩，肋板台，钻孔灌注桩基础。由于本桥所跨京昆高速公路交通繁重，为避免支架施工对下穿高速公路交通造成过大的干扰，应相关部门要求，将本桥上部结构由现浇预应力混凝土连续箱梁变更为钢箱梁，桥跨布置及下部结构维持原设计不变。
本次变更设计的钢箱梁顶宽8.5m ，单箱双室断面，翼缘悬臂2m ，梁高取1.2m ，顶板、腹板厚16mm ，底板厚20mm ，纵向按跨间梁段按间距2.4m 左右设置横隔板保证结构的整体性、提高横向刚度并限制箱梁发生扭转畸变等，桥墩位置根据支座布置调整横隔板位置并适当加密隔板。顶板、底板沿纵向设置U 形加劲肋保证结构局部受力及稳定，U 形加劲肋厚8mm 。钢箱梁主要受力板件采用Q345钢，加劲肋、中间隔板等次要板件采用Q235钢。
桥梁设计荷载为公路－II 级，按2车道计算。
二、结构计算
(一) 结构离散化模型
本次复算按空间有限单元法对箱梁进行分析，采用MIDAS
Civil2006进行计算，箱梁按板单元进行分析。本钢箱梁跨径组合为（18+3×24+18）m ，由于由于空间计算模型过于庞大计算不便，考虑本桥3个24m 中跨受力相当，结构模型中只取一个中跨进行建模（即计算模型跨度组合为18+24+18m）。结构离散化分析模型如下图所示：
结构计算模型（俯视图）
结构计算模型（透视图）
(二) 计算条件及参数说明
1. 恒载
钢材容重按77kN/m3计，按实际用料计算重量。二期恒载包括护栏、桥面铺装根据实际作用情况加在箱梁顶板上。
2. 活载
设计荷载：公路－II 级。结构整体受力分析按车道荷载进行计算，局部受力分析按汽车轮压进行计算。
3. 支座沉降
支座不均匀沉降按0.5cm 计，并考虑各墩的最不利组合。
4. 结构验算
根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）相关规定，钢箱梁验算按容许应力法进行，验算应力取荷载标准组合应力。
(三) 整体计算结果
根据箱梁整体计算结果，荷载标准组合应力分别如下：
顶板最大（上）、最小（下）正应力
底板最大（上）、最小（下）正应力
腹板有效应力
(四) 顶板局部计算结果
本互通中除ZSK190+557.544 车行天桥上构采用钢箱梁外，其余尚有主线、集散车道、A 匝道、C 匝道等跨高速位置采用钢箱梁，各钢箱梁顶板厚度均采用16mm ，顶板U 形加劲肋即隔板布置间距相当，钢箱梁顶板在汽车轮压作用下的局部应力情况分别如下所示：
纵桥向正应力（桥面视图）
纵桥向正应力（顶板底面视图）
横桥向正应力（桥面视图）
(五) 结构强度验算
钢箱梁计算结果最不利应力如下表：
4.1.4-1计算，有效应力=
计算结果表明，钢箱梁各部位标准组合最不利组合应力均小于规
范容许应力，结构受力安全。
(六) 结构刚度验算
计算表明，钢箱梁在汽车荷载作用下最大挠度为10.5mm ，根据规范要求，钢箱梁活载容许挠度为L/600＝40mm ，结构刚度满足规范要求。桥梁恒载作用下引起的边跨挠度为4mm ，中跨挠度为9mm ，设计按恒载+1/2活载设置钢箱梁预拱度，边跨预拱度计算值为4+10.5/2＝9.2mm ，中跨预拱度计算值为9+10.5/2＝14.2mm 。设计预拱度取为：边跨10mm ，中跨15mm 。
天桥钢箱梁计算书
一、概述
大王店互通ZSK190+557.544 车行天桥跨越京港澳高速，桥梁布跨（18+3×24+18）m ，全长114m ，桥梁宽度8.5m ，桥面宽度组成为2×0.5m 防撞护栏+7.5m行车道。该桥上部结构原设计采用现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式墩，肋板台，钻孔灌注桩基础。由于本桥所跨京昆高速公路交通繁重，为避免支架施工对下穿高速公路交通造成过大的干扰，应相关部门要求，将本桥上部结构由现浇预应力混凝土连续箱梁变更为钢箱梁，桥跨布置及下部结构维持原设计不变。
本次变更设计的钢箱梁顶宽8.5m ，单箱双室断面，翼缘悬臂2m ，梁高取1.2m ，顶板、腹板厚16mm ，底板厚20mm ，纵向按跨间梁段按间距2.4m 左右设置横隔板保证结构的整体性、提高横向刚度并限制箱梁发生扭转畸变等，桥墩位置根据支座布置调整横隔板位置并适当加密隔板。顶板、底板沿纵向设置U 形加劲肋保证结构局部受力及稳定，U 形加劲肋厚8mm 。钢箱梁主要受力板件采用Q345钢，加劲肋、中间隔板等次要板件采用Q235钢。
桥梁设计荷载为公路－II 级，按2车道计算。
二、结构计算
(一) 结构离散化模型
本次复算按空间有限单元法对箱梁进行分析，采用MIDAS
Civil2006进行计算，箱梁按板单元进行分析。本钢箱梁跨径组合为（18+3×24+18）m ，由于由于空间计算模型过于庞大计算不便，考虑本桥3个24m 中跨受力相当，结构模型中只取一个中跨进行建模（即计算模型跨度组合为18+24+18m）。结构离散化分析模型如下图所示：
结构计算模型（俯视图）
结构计算模型（透视图）
(二) 计算条件及参数说明
1. 恒载
钢材容重按77kN/m3计，按实际用料计算重量。二期恒载包括护栏、桥面铺装根据实际作用情况加在箱梁顶板上。
2. 活载
设计荷载：公路－II 级。结构整体受力分析按车道荷载进行计算，局部受力分析按汽车轮压进行计算。
3. 支座沉降
支座不均匀沉降按0.5cm 计，并考虑各墩的最不利组合。
4. 结构验算
根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86）相关规定，钢箱梁验算按容许应力法进行，验算应力取荷载标准组合应力。
(三) 整体计算结果
根据箱梁整体计算结果，荷载标准组合应力分别如下：
顶板最大（上）、最小（下）正应力
底板最大（上）、最小（下）正应力
腹板有效应力
(四) 顶板局部计算结果
本互通中除ZSK190+557.544 车行天桥上构采用钢箱梁外，其余尚有主线、集散车道、A 匝道、C 匝道等跨高速位置采用钢箱梁，各钢箱梁顶板厚度均采用16mm ，顶板U 形加劲肋即隔板布置间距相当，钢箱梁顶板在汽车轮压作用下的局部应力情况分别如下所示：
纵桥向正应力（桥面视图）
纵桥向正应力（顶板底面视图）
横桥向正应力（桥面视图）
(五) 结构强度验算
钢箱梁计算结果最不利应力如下表：
4.1.4-1计算，有效应力=
计算结果表明，钢箱梁各部位标准组合最不利组合应力均小于规
范容许应力，结构受力安全。
(六) 结构刚度验算
计算表明，钢箱梁在汽车荷载作用下最大挠度为10.5mm ，根据规范要求，钢箱梁活载容许挠度为L/600＝40mm ，结构刚度满足规范要求。桥梁恒载作用下引起的边跨挠度为4mm ，中跨挠度为9mm ，设计按恒载+1/2活载设置钢箱梁预拱度，边跨预拱度计算值为4+10.5/2＝9.2mm ，中跨预拱度计算值为9+10.5/2＝14.2mm 。设计预拱度取为：边跨10mm ，中跨15mm 。