¶ 公路橋梁設計規範-981223_本文(Final)(第 291–298 頁)
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261均可不需考慮。由公用設施等附屬載重所產生橫向彎曲應力不得超過350kgf/cm2 34.2MPa。
超過這些限制之結構物,對任何原因所產生之橫向彎曲應力,均必須詳加核算。這些應力不得超過最大應力或應力範圍1,400kgf/cm2 137.9MPa。
¶ 4 下翼板設計
(1) 受拉翼板簡支跨徑,若下翼板之寬度不超過其跨徑之1/5,於抵抗彎矩時其下翼板應視為全部有效。若下翼板寬度超過跨徑之1/5,則有效寬度僅可考慮1/5之跨徑。連續跨徑時,上項規定所稱之跨徑應適用於反曲點間之長度。
(2) 無加勁受壓翼板依基本容許應力0.55yF ,設計之無加勁受壓翼板,其寬厚比應等於或小於下式計得之值:
yF
509.62(9-73)
式中,b:腹板間之翼板寬度,cm(m)。
t:翼板厚度,cm(m)。
b/t值大於上式計得之值但不超過Fy3527Fy
1103.9 時,無加勁下翼板之應力不得超過下式計得之值:
)]189935272sin(1[224.055.0tFbFFfyyyb−×−−=π(9-74)
)]59411042sin(1[022455.0tFbFFyyy−×−−πb/t 值超過Fy3527Fy
1103.9 時,翼板之應力不得超過下式計得之值:
6210)
(05.4×=btfb
2)
(854,396bt(9-75)
除靜重反曲點附近之低應力區外,b/t值以不超過60為宜。
b/t值超過45時,應加設縱向加勁材。
| t | F y |
|---|
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無加勁受壓翼板也應滿足9.2.10節4.項(1)之規定,有效翼板寬度用以計算翼板彎曲應力,全翼板寬度用以計算翼板容許彎曲應力。
(3) 縱向加勁之受壓翼板縱向加勁材應以等間距配置於梁翼全寬,且每一加勁材對於平行於翼板之加勁材底部之慣性矩至少應等於:
式中,φ :0.07
,n 值大於1 時。
φ :0.125
K ,n=1 時。
ft :翼板厚度w :縱向加勁材間翼板之寬度,或腹板與最近之縱向加勁材之 距離。
n :縱向加勁材根數。
K :挫屈係數,不得超過4。一般可假設K 值介於2 至4。
含加勁材在內之翼板,依基本容許應力0.55yF 設計時,其w/t值不得超過下式計得之值:
yF
814w/t值大於上式計得之值但不超過60或yFK1763者,含加勁材在內之翼板應力,不得超過下式計得之值。
)]9491763sin(1[224.055.0KtFwKFFfyyyb−−−=π(9-78)
)]594552sin(1[224.055.0KtFwKFFyyy−−−πw/t值大於yFK1763力,不得超過下式計得之值:
×=2×wtK
| 254.810 K | |
|---|---|
| F y | |
| 551.950 K | |
|---|---|
| F y | |
| 515.950 K | |
|---|---|
| F y | |
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263使用縱向加勁材時,在其靜重反曲點附近宜至少設置一處橫向加勁材,橫向加勁材之尺寸應與縱向加勁材相同。
若縱向加勁材之最大w/t值係依基本容許設計應力0.55yF 設計,且數量過2時,則應設置橫向加勁材。
縱向加勁受壓翼板也應滿足9.2.10節4.項(1)之規定,有效翼板寬度用以計算翼板彎曲應力,全翼板寬度用以計算翼板容許彎曲應力。
(4) 縱向及橫向加勁之受壓翼板縱向加勁材應以等間距配置於翼板全寬,且每一加勁材對於平行於翼板之加勁材底部之慣性矩至少應等於:
橫向加勁材必須適當選用,以使每一橫向加勁材對於通過其斷面中心而平行下翼板之軸之慣性矩,至少應為:
EfwnIst3
3)1(10.0+=aAf(9-81)
式中,fA :包括縱向加勁材之下翼板斷面積。
a :橫向加勁材之間距。
sf :橫向加勁材兩側節間翼板之最大縱向彎曲應力。
E :鋼材之彈性模數。
含加勁材在內之翼板,依基本容許應力0.55yF 設計時,其縱向加勁材之w/t值,不得超過下式計得之值:
yFKtw1814=yFK1
254.810(9-82)
式中,)]1(1.01[)
/()1(
87.3](a/b)
[122221+++++=nbanK(9-83)
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264圖9.4 有縱向加勁材之箱型梁受壓翼板
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265bayFtb)
/(2cmkg圖9.5 橫向加勁材之間距及尺寸(用於縱向及橫向加勁之翼板)
| b | F y |
|---|
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w/t 值大於上式計得之值但不超過60,或yFK11763yFK1950.
515兩者之較小者,含加勁材在內之翼板應力不得超過下式計得之值:
)]94917632sin(1[224.055.0KtFwKFFfyyyb−×−−=π(9-84)
)]297552sin(1[224.055.0KtFwKFFyyy−×−−πw/t值大於yFK11763yFK1950.5但不超過60時,含加勁材在內之翼板應力不得超過下式計得之值。
62110)
(
1.01×=wtKfb214)
(10
9.94wtK×(9-85)
挫屈係數K1 之最大值應為4,當K1 為最大值時,橫向加勁材之間距a 應等於或小於4w。若a/b 值超過3 時,不須設置橫向加勁材。
橫向加勁材不必連接於翼板,但應連接於箱梁之腹板及每一縱向加勁材。與腹板之連接設計應能抵抗下式之垂直力:
b2SFRsyw =(9-86)
與每一縱向加勁材之連接設計,應能抵抗下式計得之垂直力:
nbSFRsys =(9-87)
縱向及橫向加勁受壓翼板也應滿足9.2.10節4.項(1)之規定,有效翼板寬度用以計算翼板彎曲應力,全翼板寬度用以計算翼板容許彎曲應力。
(5) 受壓翼板加勁材之一般規定翼板加勁材之任何突出元件之寬厚比,不得大於下式計得之值:
'=yF216(9-88)
式中,b':加勁材突出元件寬度。
縱向加勁材應延伸至翼板最大應力不超過鄰近或填角銲接合之母材容許應力
| t' | F y |
|---|
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267處。
¶ 5 翼板與腹板之銲接設計
腹板與翼板之銲接總有效厚度不得小於腹板之厚度。但當每跨具有2個或以上之內部中間隔板時,9.1.22節所規定最小尺寸之填角銲可予以使用。不管所用銲接之型式,被連接之翼板或腹板之兩側必須予以銲接。
¶ 6 隔板
隔板、橫構架或其他方式之組構等應設置於每一支點上之箱梁內部,以抵抗橫向轉動、位移及扭曲。
依照本規範所設計之箱梁鋼橋,不需設置中間隔板或橫構架。
¶ 7 橫向支撐
在各箱梁之間一般不需設置橫向支撐系統。應以245kgf/m2 2,394N/m2之水平風力作用於箱梁外側立面,其中一半水平力作用於下翼板面上,而抵抗此一水平載重之斷面應假設包括將下翼板當做腹板及12倍腹板厚當做翼板之斷面。如規定之水平力與鋼梁及橋面板靜重所產生之組合應力超過容許設計應力之150%時,應設置橫向支撐系統。
¶ 8 進出孔及排水孔
為供作模板拆除、檢查、維護及排水等使用,在橋面板或箱梁所設置之人孔或其他開口,應考慮配合氣候狀況、位置及材料。
¶ 9.2.11 混合梁
¶ 1 通則
本節規定適用於腹板鋼材之強度比其中一翼板或兩翼板之強度為低之大梁設計,可適用於合成或非合成板梁及合成箱梁。在任何斷面之任一翼板彎曲應力超過腹板鋼材規定最小降伏強度之55%時,則受壓翼板面積不得少於受拉翼板面積。凡任何部份之橋面板、鋼筋與鋼梁合成者,上翼板面積應包括該換算面積。
除9.2.11節1.項至9.2.11節4.項之特別規定外,本規範之其他相關規定亦應遵守。
¶ 2 容許應力
(1) 彎曲每一翼板之應力若不超過9.1.2或9.1.3節中規定之鋼材容許應力乘以折減
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268因數R之值時,腹板之彎曲應力可超過其鋼材之容許應力。
6Ψ
()
βΨ+−(見圖9.6及9.7)
式中,α =腹板之最小規定降伏強度除以受拉翼板之最小規定降伏強度。
β =腹板斷面積除以受拉翼板斷面積。
Ψ =自受拉翼板之外緣至(合成梁換算斷面之)中性軸之距離除以鋼梁斷面之高度。
合成梁中混凝土橋面板之彎曲應力不得超過混凝土之容許應力乘以R;上下翼板彎曲應力皆小於容許應力時,取R=1.0。腹板縱向加勁材不宜設置於腹板降伏部分。
(2) 剪力除9.2.4節4.項中具豎向加勁之非混合梁的腹板平均剪應力改以豎向加勁混合梁之腹板平均剪應力,如下式取代之外,混合梁腹板設計應依照9.2.4節
3.項之規定設計之。
3式中,Fy 為腹板最小降伏強度。公式(9-34a)之A 值及公式(9-32)並不適用於混合梁。
9.2.4節4.項中有關彎曲應力(Fs)之限制以及中間豎向加勁材總橫斷面積計算不適用於混合梁。
(3) 疲勞混合梁應依9.1.3節表9.3所規定之容許疲勞應力差值設計之。
¶ 3 板厚規定
計算翼板之最大寬厚比應依9.2.4節2.項之規定,腹板之最小厚度應依9.2.4節3.項之規定,fb值取受壓翼板之計算彎曲應力除以折減因數R或受壓翼板之容許彎曲應力之較小值。