鋼箱的案例
（大型鋼箱梁焊接收縮變形及其控制）
五、結語
本文測量并分析了南京長江二橋鋼箱梁制造過程中各種情況下板單元焊接橫向收縮量，建立了相應的經驗公式，并依據分析結果采取補償措施，同時還采取一系列措施有效控制了鋼箱梁的長度、高度、拱度、平面度及梁段間匹配，使鋼箱梁外型尺寸達到設計精度要求。
港珠澳大橋主體工程橋梁工程鋼箱梁大節段制作技術研究
鋼箱梁制造橫向分段和縱向分段方案的對比分析［J］． 鋼結構，2008，23( 2) : 65－ 66，72．
［8］ 汪維建． 大跨度斜拉橋大型鋼箱梁焊接及螺栓連接鉆孔的制造技術研究［C］/ /2008 全國鋼結構學術年會論文集． 北京: 2008．
［9］ 楊國忠，徐翚． 公路橋鋼箱梁制造技術條件和要求［J］． 交通標準化，2009( 8) ．
［10］ 張冉． 大型鋼箱梁橋施工監控技術分析［D］． 天津: 河北工程大學，2011．
［11］ 管樂． 扁平鋼箱梁局部構造研究［D］． 成都: 西南交通大學，2007．
來源：劉吉柱. 港珠澳大橋主體工程橋梁工程鋼箱梁大節段制作技術研究[Ｊ]. 鋼結構，2018，33（8）：90-94.
展開 基于Ansys的鋼箱梁焊接有限元模擬
鋼箱梁是我國當今橋梁建設中的主要梁結構，在建與已建橋梁中有很大部分橋梁的上部結構采用鋼箱梁。而鋼箱梁一般是由工廠預制加工的，加工過程中必然會有鋼板間的接縫需要進行焊接，使兩塊獨立的鋼板焊接成一個整體。在鋼箱梁的鋼板焊縫焊接過程中，移動的焊頭會在瞬間產生高度集中的熱量輸入，熱量的快速集中輸入會導致鋼板溫度的驟升與驟降。鋼屬于一種溫度敏感型的材料，受熱升溫時其體積會膨脹，降溫時體積會收縮，體積的變化會導致結構內部應力分布的變化，鋼箱梁結構的安全性也可能受到影響。所以若想了解鋼箱梁焊接時的應力分布變化，保證鋼箱梁結構的安全性與穩定性，有必要對焊接溫度場的定量分析、預測、模擬。傳統的焊接溫度場和應力預測依賴于試驗和統計基礎上的經驗曲線或經驗公式，但是在航天、機械、土木等行業，焊接試驗的成本巨大，當試驗的工況較多或者試驗失敗時，會導致經濟上的巨大損失。故本章運用大型商業有限元軟件ANSYS經典界面進行數值模擬，在研究過程中利用了ANSYS內置的腳本語言APDL進行建模，分析鋼板焊接過程的溫度場。
1 鋼板幾何模型建立
為了簡化鋼箱梁的形狀，節約數值模擬與實驗的成本，本章將鋼箱梁結構簡化為一個長為0.2m、寬為0.15m、厚度為0.03m的塊狀幾何模型，ANSYS中的幾何模型效果如下圖所示。
在上圖的模型中，筆者標明了坐標系系統，在本章此后的位置信息的描述中，均采用此坐標系系統。
2 移動焊接熱源的施加
在鋼板焊接過程中，焊點熱源作用在鋼板上有一定面積，在該面積上的熱量分布不是均勻的，中心點附近的熱量較高，周圍的熱量較低。對于該種焊接熱源的不均勻分布，現今很多學者將該熱源的分布形式簡化為高斯積分函數，本章參考前人的研究，采用高斯熱源分布函數。
展開 基于ANSYS經典 連續鋼箱梁橋頂推施工分析與 施工監控技術 ￥300
一、依托背景
合肥某跨高速連續鋼箱梁橋采用頂推施工，主橋與既有高速交角77度，主橋由140（40m+60m+40m）三跨連續等高鋼箱梁構成，箱梁為單箱四室斷面，腹板之間呈封閉箱型，箱梁高度2.6m，上部頂寬19.40m，下部底寬12.56m，橋面板為正交異性結構。橋型設計縱坡為雙向坡，分別為2.385%～2.462%，豎曲線半徑為3000m，橫坡為2％，如圖1-1示。
圖1-1 施工關鍵結構布置
圖1-2 鋼箱梁橫斷面示意
鋼箱梁橋沿縱向分15節拼裝，頂推段為1～12節，長度112.8m；原位拼裝段為13～15節，長度27.2m。縱橫向鋼箱梁分塊編號見圖1-3，頂推施工分以下七個施工階段見表1-1。
展開 
【施工技術】跨高速鋼箱梁頂推施工技術
主梁采用等高箱型截面梁，單箱三室直腹板截面，梁高2.4m，寬20（26）m，混合梁體系。其中跨為混凝土梁，總長120m；邊跨為鋼梁，總長168m。鋼-砼結合段設在邊跨，在距次中墩中心6.0m處，結合段長2.0m。
2 跨高速鋼梁施工情況
2.1 跨高速鋼粱結構
跨高速鋼箱梁為全焊鋼箱梁結構。截面外形和副跨混凝土梁截面對應。每300cm設置一道橫隔梁，鋼箱梁頂板板厚采用16mm，底板板厚14mm，邊腹板板厚20mm，中腹板板厚14mm。
鋼箱梁橋面板采用正交異性板構造，頂板行車道范圍內縱向加勁肋為U型板肋，高度280mm，板厚8mm。頂板U型肋布置間距約600mm；翼緣人行道范圍采用T型肋，T肋豎版高150mm，厚10mm，T肋水平板高100mm，厚10mm。箱梁底板加勁肋均采用U型肋，高度200mm，板厚8mm，間距700mm。腹板加勁肋均采用板肋，高度150（180）mm，板厚14mm。橫隔板厚12mm，中室和邊室均設置人孔。
為了使鋼箱梁節段截面特性逐漸過渡，鋼梁梁端頂板、底板U型加勁肋設置倒T型加勁板進行過渡，截面過渡段長度3500mm；該節段頂、底板厚度局部加厚至20mm，腹板局部加厚至24mm。
2.2 鋼梁節段劃分
跨高速鋼箱梁材料為Q345qD，總重量為1162t。鋼梁橫向分為5 個節段，縱向劃分8個節段，全跨共計40個節段，其中最重節段為50t，外形尺寸13200×7072×24
2.3 施工環境
橋梁所經區域分布有林帶、荒地、少量水塘及民房。高速與橋梁斜交，其交角為48°，路肩在順橋向的寬度為37.6m。施工過程中，不得封閉外環線車道或阻斷交通。跨高速橋下凈空不得小于5.5m。
展開 鋼箱梁系桿拱橋靜動力分析
摘要: 以某下承式鋼箱梁系桿拱橋為研究對象,利用有限元軟件MIDAS/Civil建立橋梁仿真模型,對施工和成橋階段的靜力?動力特性進行分析?結果表明,成橋狀態下受力和承載能力均滿足規范要求,極限承載力狀態下主梁?拱肋及吊桿的動力特性滿足規范要求?
關鍵詞: 橋梁;鋼箱梁系桿拱橋;靜力分析;動力分析
系桿拱橋按先梁后拱施工,當主梁承受荷載作用時,荷載通過吊桿傳遞給拱肋,使其與主梁共同分擔荷載,充分體現了梁受彎?拱受壓的受力特點?其獨特性能使其成為土木領域學者潛精研思的方向,如戴公連等采用有限變形理論,考慮幾何非線性的影響,對連續鋼管拱系桿拱橋進行了穩定性分析;李新平等基于倒拆法和影響矩陣法,利用ANSYS軟件對空間系桿拱橋的吊桿張拉力進行了研究;劉釗基于最小應變能原理,對有無約束條件下系桿拱橋的吊桿最優內力進行了研究;張振偉等對正常使用和承載能力極限狀態下飛燕式系桿拱橋的靜動力特性進行了分析;黃云等采用基于纖維單元模型的核心砼本構關系,考慮鋼管徑向應力梯度影響的套箍效應,對灌注拱肋弦管砼工況和成橋運營階段結構穩定性進行了分析?該文以某下承式鋼箱梁系桿拱橋為研究對象,分析其在施工和成橋中的靜力及動力性能?
1 工程概況
賞月路橋位于湖南省長沙市賞月路起點附近,上跨龍王港河道,為跨越龍王港連接梅溪湖西延線與梧桐路的橋梁工程?主橋采用鋼箱梁系桿拱橋結構,引橋采用簡支現澆箱梁結構,跨徑布置為18m+78m+18m?兩側懸挑濱河慢行步道,橋面寬度為37.4~46.4m,為雙向六車道?鋼主梁為兩幅,縱向包括3道腹板和1道外封板的扁平箱梁截面,截面尺寸見圖1?
主橋采用跨徑為75m的系桿拱肋,主拱和鋼主梁互相垂直,取二次拋物線為其設計拱軸線;系桿設在橋面中央,為鏤空結構,以平衡拱腳推力;雙拱放置在橋面中心,采用工字形橫梁連接,間距3m,與吊桿對齊;
展開 無錫西互通鋼箱梁橋 結構計算書(ANSYS) ￥2
無錫西互通鋼箱梁橋結構計算書(ANSYS)
無錫西互通鋼箱梁橋結構計算
第一部分 全橋結構整體計算
一 計算軟件與模型
1、計算簡圖及箱梁截面（圖1、2）
圖 1 全橋結構計算簡圖（單位：cm）
圖 2 箱梁截面（單位：cm）
2、計算軟件與單元：
采用大型通用空間有限元程序進行計算。鋼箱梁塊件采用殼體單元模擬。
3、計算模型：
約束條件：A、B、D 點處簡支（僅約束豎向線位移），C 點約束三向線位移。考慮橫坡（2%）影響，按實際尺寸取右半橋橫橋向矮半箱梁建立空間實體模型。
空間模型見圖3；有限元模型見圖4。
二 材料及參數
鋼箱梁（截面圖見圖2）：
彈性模量Ec=2.06×1011Pa，剪切模量G=0.79×1011Pa，泊松比γ=0.3，密度ρ=8000㎏/m3（鋼材密度為7850 ㎏/m3，這里考慮焊縫及部分未建模裝飾板的增重取8000 ㎏/m3），線膨脹系數а=1.2×10-5。
三 作用及組合
因全橋整體模型較大，為節省計算時間，因此依靠人為判斷來確定對結構最不利的作用組合。
在僅考慮恒載作用下，順橋向最大應力出現在第2 跨跨中下緣，因此車道荷載布于第2跨最不利；全橋（不包括支座處）在恒載作用下，箱梁下緣出現的拉應力較上緣出現的壓應力大，因此對中跨跨中不利溫度作用為頂板升溫；使中跨下緣產生不利拉應力的不均勻沉降為B、C 處不均勻沉降。
展開 abaqus做用殼單元節段鋼箱拱時的幾何錯誤問題
部件1.png
路徑1.png
部件3.png
路徑3.png
截面.png
幾何診斷.png
因為拱是鋼箱做的，按照工程給的CAD圖逐個描點繪制路徑，然后采用同一截面掃掠，結果出現有的掃掠能出現正常部件，有的掃掠出現某些單元丟失的現象，經查找幾何診斷，發現可能是兩段的幾何沖突，請問這種問題該如何解決，有快速解決的辦法嗎？
我想過每一段單獨做出來然后合并，但是這樣工作量太大，因為該橋有四個拱，而且合并會導致尺寸和原來不一致，后面的工作也不再準確。
【編寫中】基于SolidThinking Inspire的鋼箱梁架設支架優化設計
為確保某市政橋梁鋼箱梁臨時支架的安全性，采用鋼立柱、槽鋼、工字鋼相互連接的方法構建臨時支架，在SolidThinking Inspire軟件中建立臨時支架的初始模型，通過拓撲優化，得到優化后的臨時支架基礎模型，通過有限元仿真分析，用許用應力法驗算臨時支架受力及變形，分析得到臨時支架應力和變形分布，給工程實踐提供參考
鋼架橋極限載荷分析
對鋼橋進行建模，其構件如下：
構件
構件尺寸/mm
中間上弦桿
300x450x8 鋼箱梁
過渡上弦桿
300x450x10 鋼箱梁
端部上弦桿
300x450x12 鋼箱梁
下弦桿
300x450x8 鋼箱梁
豎腹桿
300x300x8 鋼箱梁
上橫梁
HW150x150x7/10熱軋 H型鋼
下橫梁
HM 244x175x7/11熱軋H型鋼
端下橫梁
300x300x8 鋼箱梁
上平聯
HW200x200x8x12 熱軋H型鋼
下平聯
HW200x200x8x12 熱軋H型鋼
橋門架
HW200x200x8x12熱軋 H型鋼
門楣
2[14a 普通槽鋼
橋面板
6mm厚Q235鋼板
首先，在整個鋼引橋上施加恒載和橫向風荷載，然后再橋面系上施加豎向均布荷載，直至結構發生失穩，由此求出相應的極限承載力，然后，逐漸改變橫向風荷載的大小，得出極限承載力與橫向風載的關系。通常提高拱肋穩定性一般采用以下兩種方法：一種就是改變截面寬度，另一種就是提高截面高度。前面，我們從拱肋內傾，研究表明拱肋適當內傾，能夠影響鋼引橋的橫向穩定性，接下來，我們將從拱肋截面形式變換，來探討分析不同拱肋截面形式改變，致使鋼引橋的穩定性的改變。
展開 國內首座獨柱分離式主梁鋼塔斜拉橋
（3）拉索在塔上的錨固方式
拉索在塔上的錨固如采用鋼錨箱，則塔柱壁板和內外側腹板均受較大水平力，不利于豎向分塊的螺栓連接。而采用鋼錨梁，錨梁平衡了恒載拉索水平力，塔柱壁板和腹板受力很小，有利于簡少豎向螺栓拼縫， 且構造上，拉索錨固區用鋼量相近，錨梁只多了中間梁的部分，全橋一共增加鋼材130噸。另外，錨箱必須與塔柱一起在工廠制作后整體吊裝，錨梁可與塔柱分開吊裝，可減輕吊重8～10噸。因此從受力和安裝角度考慮，本橋采用錨梁方案。錨梁構造見圖5。
圖5 錨梁構造圖（單位：mm）
（4）塔底連接
鋼塔底部與混凝土承臺的連接，采用高強螺桿的錨固方案，塔柱根部的壓應力主要通過塔柱底板傳遞到承臺混凝土中，而拉應力則通過錨固螺桿傳遞到基礎中。由于索塔在成橋后，除裸塔和地震工況外，塔柱基本不出現拉應力，預拉力的數值根據最不利工作狀態下，塔底截面無拉力出現狀況（底板不出現縫隙）來控制。
鋼箱梁設計
（1）橫斷面設計
主橋標準橫斷面總寬54.4m，鋼箱梁斷面分幅布置在索塔兩側，外腹板外側設置行人與非機動車道，單幅箱梁（含人非系統挑臂）寬22.05m。分幅式箱梁具有良好的顫振穩定性能，根據主梁節段模型風洞試驗表明，顫振臨界風速均大于120m/s，滿足顫振穩定性檢驗要求。鋼箱梁標準橫斷面見圖6。
展開 
屢冠全球！江蘇14座跨江大橋美不勝收！
本橋懸吊系統采用銷鉸式吊索和索夾的結構方案，吊索與索夾、鋼箱梁（過渡墩）為銷鉸式連接。全橋加勁梁共設（26+89+23）×2=276處吊點，每處吊點設2根吊索。大橋于2008年1月6號奠基開工，核批建設工期五年。南京長江第四大橋于2012年12月24日正式通車。2013年2月8日正式通公交。
6.南京大勝關長江大橋：南京大勝關長江大橋位于既有南京長江大橋上游20km處，是京滬高速鐵路和滬漢蓉鐵路一越江通道，同時搭載雙線地鐵，為六線鐵路橋。大橋全長14.789km，跨水面正橋長1615m，采用雙孔通航的六跨連續鋼桁拱橋（109+192+2×336+192+109）m，采用三桁承重結構，三個主墩基礎采用46根Φ3.2m/Φ2.8m的鉆孔樁基礎，承臺平面尺寸為34m×76m，樁長107~112m。
7.潤揚長江大橋：即鎮江-揚州長江公路大橋。潤揚長江大橋于2000年10月20日開工建設，她跨江連島，北起揚州，南接鎮江，全長35.66公里，主線采用雙向6車道高速公路標準，設計時速100公里，工程總投資約53億元，工期5年，2005年10月1日前建成通車。該項目主要由南汊懸索橋與北汊斜拉橋組成，南汊橋主橋為鋼箱梁懸索橋，索塔高有209.9m，兩根主纜直徑為0.868m，跨徑布置是470+1490+470m；北汊橋為主雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，跨徑布置是175.4+406+175.4m，倒Y型索塔高146.9m，鋼絞線斜拉索，鋼箱梁橋面寬38.3m。潤揚大橋連接京滬、寧滬、寧杭三條高速公路，并使這三條高速公路和312國道、同三國道主干線、上海至成都國道主干線互連互通，成為長三角地區又一重要的路網樞紐。
展開 世界上最寬公鐵兩用斜拉橋架設首節段鋼梁
摘要：1月31日下午5點18分，隨著3600噸海鷗號起重船將重約2220噸的鋼箱梁精準吊裝到位，由廣珠城際投資建設、中鐵大橋局承建的世界首座公鐵同層多塔斜拉橋—珠機城際金海特大橋首節段鋼箱梁成功架設，標志著大橋建設全面進入上部結構施工階段。
1月31日下午5點18分，隨著3600噸海鷗號起重船將重約2220噸的鋼箱梁精準吊裝到位，由廣珠城際投資建設、中鐵大橋局承建的世界首座公鐵同層多塔斜拉橋—珠機城際金海特大橋首節段鋼箱梁成功架設，標志著大橋建設全面進入上部結構施工階段。
據中鐵大橋局五公司珠機城際金海大橋項目經理陳曉劍介紹，珠機城際金海特大橋起自珠海橫琴新區，跨越西江磨刀門水道，終至珠海機場東路，是珠機城際二期關鍵控制性工程。
展開 橋梁歷史上的今天(12月26日)
武漢陽邏長江大橋主橋為雙塔單跨鋼箱梁懸索橋，全長2725m，主跨為1280m，結構布置為：5x55m預應力混凝土連續箱梁(北引橋)+1280m雙塔單跨鋼箱梁懸索橋(主橋)+4x70m+65m(連續剛構)+5x55m+5x55m+5x55m預應力混凝土連續箱梁(南引橋) 。本橋設置2根主纜, 中心距為 35.0m，主纜垂跨比為1:10.5。南邊跨及中跨主纜由154股索股組成，北邊跨主纜由162股索股組成，其中有8股索股錨固于北索塔塔頂的主索鞍上。每根索股由127絲直徑為5.35mm的鍍鋅高強鋼絲組成，鋼絲極限抗拉強度1670MPa。索塔采用帶剪刀撐的框架結構, 設置2道橫梁。橫梁為預應力混凝土結構, 剪刀撐采用鋼箱結構。南、北索塔塔柱均為鋼筋混凝土箱形結構，高度分別為169.812m和163.312m。加勁梁采用流線型扁平鋼箱梁，鋼箱梁梁高取3.0m，箱梁全寬(含導流板)38.5m。大橋為雙向六車道設計，橋面凈寬33m，計算行車速度120km/h，橋下通航凈高24m，凈寬425m。大橋在懸索橋主跨長度排名中位于世界第16，中國第七。大橋獲得第十一屆中國土木工程學會詹天佑獎。
7. 2008年12月26日，中國重慶魚洞長江大橋上游半幅建成通車，下游半幅于2011年8月13日建成通車。橋梁全長1541.6m。主橋為四跨145.32+2x260+145.32m預應力混凝土連續剛構橋。橫向為并列雙幅橋，布置六個車道和兩個輕軌道。主橋主梁為單箱雙室斷面，橋面總寬41.6m，單幅寬20.3m，箱寬12.9m，最大懸臂4.8m，根部梁高15.1m，跨中梁高4.6m，箱梁高均以外腹板外側邊緣為準，箱梁高度從合龍段中心到懸臂根部按1.8次拋物線變化，邊跨現澆段底板厚從合龍段到支承端按直線變化。大橋榮獲2014-2015年度中國施工企業管理協會國家優質工程獎。
展開 橋梁鋼結構焊接裝備應用現狀與發展
三、我國橋梁鋼結構焊接裝備的發展
通過近十年的發展，我國公路鋼箱梁橋正交異性板鋼結構的焊接裝備得到長足發展，今后需要針對公路鋼箱梁整體拼裝和鐵路桁梁橋桿件鋼結構制造發展焊接裝備，提升自動化水平，減少人工焊接，提高焊接質量。
1.大力推廣應用角焊縫跟蹤器
面對鋼結構產量的逐年提高，而焊接工人短缺、技術水平高的焊接工人更少的境地，我們需要針對鋼結構制造中大量平位、立位角焊縫，大力推廣角焊縫跟蹤器的應用（見圖7），從而減輕焊工勞動強度，這是提高鋼結構焊接效率和焊縫質量的簡便途徑。
圖7 角焊縫跟蹤器焊接
2.小型焊接機器人的應用
小型焊接機器人能夠全自動進行坡口檢測、編程和焊接，設備體積小、重量輕、方便靈活、適用性強，焊接位置包括平焊、橫焊、立焊等，可以進行對接焊縫和角焊縫的焊接。鋼箱梁整體拼裝現場焊接時的板單元間對接焊縫、節段間斜底板對接焊縫、腹板立位對接焊縫以及鋼錨箱主角焊縫等，焊縫質量要求高，焊接難度大。為了提高此類焊縫的焊接質量和效率，可應用小型焊接機器人（見圖8）。
（a）鋼箱梁斜底板爬坡對接
(b) 鋼錨箱角焊縫焊接
圖8 小型焊接機器人的應用
小型焊接機器人具有自動檢測焊縫坡口、自動編程、自動焊接、電弧跟蹤等優點，通過大量生產實際應用，焊縫的質量100%合格，焊接效率比以往提高20%以上，降低了焊工操作技術難度，大大節省人力。
3.橫隔板焊接機器人和高效雙粗絲埋弧焊的應用
針對桁梁結構橋梁，為了提高弦桿、橫梁、縱梁等箱型和工形桿件的焊接效率，大量箱型隔板角焊縫可開發應用橫隔板焊接機器人，實現橫隔板平位、立位角焊縫的自動化焊接；針對箱型和工形桿件的主角焊縫可采用高效雙粗絲埋弧自動焊裝備（見圖9），提高焊接質量和效率。
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