60m 60m 60m节段预制拼装钢箱梁桥设计文献综述

1. 文献综述（或调研报告）：

3.1 钢箱梁桥综述

钢箱梁由顶板、底板、腹板、横隔板和纵、横向加劲肋等板件组成，其常用的截面形式有单箱单室、单箱三室、双箱单室、三箱单室、多箱单室、倾斜腹板的倒梯形、3个以上腹板的单箱多室等^[1]。

钢箱梁桥的桥面板一般选用正交异性板，其梁肋和底板选用薄钢板，因而具有较大的抗弯刚度和抗扭刚度。由于结构独特的优势，钢箱梁结构越来越受到重视，在桥梁建设中得到不断的发展。钢箱梁和混凝土梁相比减轻了自重，和钢桁梁相比又节约了钢材^[2]。由于钢材抗拉强度和抗压强度基本相同，所以钢箱梁能够承受等量的正弯矩与负弯矩，因为这个原因，钢箱梁截面尤其适宜应用于连续梁结构。

针对钢箱梁桥桥梁，国内《钢结构设计规范》(GB50017-2003)^[3]、《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64—2015）^[4]等对受弯构件的强度、整体稳定、局部稳定、疲劳等提出了设计计算方法及主要理论依据。虽然没有具体的关于钢箱梁桥的设计规范，但一系列规范^[4-17]等都给钢箱梁的设计提供了依据和参考。

3.2 钢箱梁的优缺点

主要优点：

1. 钢桥与混凝土桥梁相比自重轻，跨越能力大^[18]，且钢箱梁桥与钢桁架桥相比，钢材使用量更少，自重更轻，且抗扭刚度大，下部结构造价更低。
2. 钢箱梁是现代大跨径桥梁常用的构形式，具有施工安全、自重轻、跨度大、强度高、工期短、受力明确、耐久性好等优点^[19]。
3. 钢箱梁截面为箱型，具有抗弯和抗扭刚度大的优点，同时易于养护，箱内为闭合空间，可以很好地抗锈蚀。
4. 钢筋混凝土箱梁在外荷载和混凝土的收缩徐变影响下，腹板处常会出现剪切裂缝，混凝土箱梁截面削弱，造成性能降低，而钢材的抗剪性能比混凝土好^[20]。
5. 钢箱梁绿色环保，桥梁寿命期结束后，钢材可以回收利用^[21]，达到了资源的节能环保和回收剩余价值。

典型缺点：

1. 因为钢箱梁的质量比较轻，所以稳定性比较差，并且容易出现横向倾覆，需要进行抗倾覆验算，但这个问题能在构造上解决^[18]。
2. 钢材的防火和防腐性能差，需要进行额外的防火、防腐蚀设计，比如在防火设计中一般采用防火涂料。
3. 钢箱梁支座处承受了较高的面外压力，而该处钢板的面外刚度小^[22]，所以在支座处容易出现应力集中的现象。

3.3 钢箱梁节段预制优点

1. 大多数钢箱梁桥梁可以模块化施工建设，即在加工车间进行加工预制，然后托运到施工场地进行整体拼接组装，操作方便，可加快施工进度^[20]。
2. 连续钢箱梁施工对机械设备要求较低，还可以降低现场空间的压力，整个施工过程作业简单，现场管理效率更高^[19]，由于这个施工特点，预制节段拼装的质量、安全可以得到保障，并且可以大大提高施工效率。
3. 现场吊装与连接梁段的方法和工序，既能保证梁段的制造质量，又能节约施工时间，加快桥梁的建造速度^[23]。

3.4 国内外钢箱梁研究

国外关于钢箱梁桥的设计出现比较早，并且随着大型轧制钢板、自动化切割和焊接等技术的发展，钢箱梁技术得到了快速发展，20世纪70年代末期以后，伴随着薄壁结构计算理论、有限元理论和计算机技术的进步，钢箱梁得到了更大的发展，比如1978年德国巴登—符腾堡州建成的5跨连续钢箱桥内卡和谷桥（233.6m 3times;134.3 253.2m）。直到20世纪60年代，铁路钢箱梁桥逐渐在我国桥梁建设中得到发展，20世纪90年代，我国的钢箱梁桥开始采用正交异性桥面板，2011年年底建成通车的崇启大桥（主桥102m 4times;185m 102m=944m）是国内的最大跨度正交异性桥面板钢箱梁桥的记录保持者^[24]。