2011年2月1日 星期二

第一座鋼箱型梁橋

第一座鋼箱型梁橋如何開始?
圖:(取得圖,然後問"這張圖要表達什麼?",然後畫,再問"為了畫,我要知道甚麼?")
     A-01:一般說明
     S-01:橋梁平立面圖
     S-02:橋梁斷面圖
     S-11: B001鋼梁平面配置及立面圖
     S-12: B001鋼梁拱度圖
     S-13: B001鋼梁詳圖(一)
     S-14: B001鋼梁詳圖(二)
     S-15: B001橫梁及隔鈑詳圖(一)
     S-16: B001橫梁及隔鈑詳圖(二)
     S-17: B001工地續接詳圖
     S-18: B001橋面版詳圖
     S-19: 鋼橋標準圖
     S-20: 支承詳圖
   ST-01: 鋼筋彎紮標準圖
   ST-02: 護欄詳圖
      J-01: 伸縮縫詳圖
   DS-01: 橋面排水配置圖
   DS-02: 橋面排水詳圖
計算書:
鋼箱型梁橋若考慮RC橋面板所提供強度為合成箱型梁,若僅把RC橋面板視為附加靜載重而不考慮強度則為非合成箱型梁。非合成箱梁因為只考慮鋼梁斷面之貢獻所以設計步驟較為簡單。梁深受限時仍須以合成斷面處理。國內橋梁結構鋼梁設計仍以ASD為主。
鋼鈑的產製尺寸受現有鋼廠製鈑能力控制,鈑厚及對應可產製長寬尺寸可參考各鋼廠的型錄,一般鋼梁設計時,應力求選擇常見鈑厚及鈑寬,除非遇到特殊情況只得用超厚鈑或斷面接續方式處理。
(非合成梁為例)
基本鋼箱型梁由上翼鈑、腹鈑、下翼鈑構成。鋼梁因屬薄壁構件,受壓側強度由"挫屈"條件控制。為提高各鈑元之抗挫屈強度而發展出"加勁"的概念:包含翼鈑縱向、橫向加勁材配置影響翼鈑容許應力;腹鈑豎向加勁材提供挫屈後強度;腹鈑於彎矩受壓側的縱向加勁材可避免局部挫屈。另有考量鋼梁整體抗扭之隔鈑,支承處之支承加勁材。且每個突出肢亦須滿足寬厚比限制條件。
初步設計時,假設你會配置足夠的加勁材,所以大梁受壓翼鈑容許抗壓強度Fb=0.55Fy,翼鈑厚假設 t,翼鈑寬B,箱梁深 H(腹鈑),則可約略推出 M/H=C=0.55Fy*B*t。M可由靜載重及活載重組合估算,H約取1/20~1/25L(跨徑),故上式可應用於鈑厚先決模式(採用常用鈑厚PL22)估算鋼梁寬B,或寬度先決模式(鋼廠出產尺寸有限,約取2.5m)估算鈑厚。
範例:
以公路橋簡支梁40m為例,有關M的快速算法可利用箱梁自重DL1=3 tf/m,附加靜載重DL2=5 tf/m,活載重LL=1 tf/m(假設單車道載重控制時),衝擊 I=0.3,M,center=1/8(3+5+1*(1+0.3))(40)^2=1860 tf-m。其中活載重估算應考慮短跨時TruckLoad控制,及多車道分配係數的計算。
H=1/20(40)=2 m,採寬度先決取B=2.5m,則1860/2*1000=0.55(3500)*(2.5*100)*t,t=1.93cm,或採常用單位mm表示,取翼鈑PL22,OK。腹鈑採PL13應足以應付H=2m的情況,如果擔心仍可依實際剪力估算腹鈑厚。最後考量加勁材間距等常用配置尺寸,再修正成初設斷面。