钢便桥计算书

..狮子山施工钢便桥计算书中铁航空港集团峨米铁路项目经理部三分部二〇一六年八月..第1章概述1工程概况1.1便桥设计方案本便桥设计全长为13m，纵向设计跨径为1跨11.5m，宽7m，采用上承式工字钢组合结构。构成形式为：主要承重构件为10排I56b工字钢组成，排间距0.75m，长12m；桥面防滑花纹钢板，钢面板下设置I20a工字钢做为横向分配梁，间距根选取0.4m，与槽钢桥面板焊接；桥台采用混凝土桥台，基础和台身采用C25混凝土。尺寸根据施工现场情况而定，基础为7.6m长，高0.5m，1.5m宽，桥台长7.2m，高3.5m，宽1.4。本栈桥按容许应力法进行设计。1.2设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）(3)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）(4)《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）(5)《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）1.3技术标准(1)设计桥长：13m，单跨11.5m(3)设计桥宽：净宽7m(4)设计控制荷载：设计考虑以下三种荷载：汽车-20，根据《公路桥涵通用设计规范》，取1.3的冲击系数。50T履带吊机：履带接地尺寸4.5m×0.7m。③挂车-100级平板车，根据《公路桥涵通用设计规范》，取1.3的冲击系数。设计仅考虑单辆重车在桥上通行。..图1、汽车-20车荷载布置图图2、履带吊车荷载布置图3、挂车-100级加载布置图1.4自重荷载统计1）栈桥面层：桥面钢板，单位延米重31.42kg，长12m，中心间距30cm，总重：0.3142*12*23=86.72KN，沿桥跨方向均布线荷载为：86.72/12=7.23KN/m2）横梁I20a，单位重27.9kg/m,即0.279kN/m，长7m，间距0.4m，总重0.279×7×30=58.59kN，沿桥跨方向总均布线荷载为：5.859kN/m.3）纵梁I56b，单位重115kg/m,即1.15kN/m，长12m，间距0.75m，总重1.15*10*12=138KN，沿桥跨方向总均布线荷载为：11.5kN/m.1.5行人荷载根据《公路桥涵设计通用规范》，取值3kN/m。第2章横梁计算2.1横梁最不利荷载确定由于车辆是压在桥面板上，故认为车辆荷载传递到横梁上时是均衡传递的，认为车辆最前后轴距间的横梁承担车辆集中荷载，这是偏于安全考虑的，对比三种车辆荷载作用下单根横梁受力见表2-1：表2-1三种车辆荷载作用下单根横梁受力车辆荷载前后轴距和（m）分配横梁根数总轴重（kN）单根横梁承受（kN）..汽车-204.51165059.09履带4.51150045.5挂车-100级6.415100066.67从表中可以看出，挂车荷载作用下，对横梁的受力最不利。2.2挂车荷载下横梁检算荷载分析：桥面槽钢自重荷载为7.23kN/m，横梁自重荷载0.279kN/m作用在横梁I20a工字钢上的均布线荷载为：7.23*0.4/7+0.279=0.692kN/m人群荷载：不考虑与汽车同时作用轮压荷载：按挂车-100车轮压计算活载P=250*1.3/2=162.5KN/m,恒载q=0.692KN/m采用RBCCE计算..根据计算结果可知：查的I20a：I=2370cm4W=237cm3最大弯矩M=24.62kn，最大剪力155.65kn，按照容许应力法进行相关验算σw=Mmax/rw=24.62×103/237×10-6=103.89Mpa145Mpa强度满足要求；剪应力τ=VS/Ib其中剪力V=155.65kN，I/s=17.2cm，腹板厚b=7mm,代入得τ=155.65×1000/(172×7)=129.28MPa[τ]=140MPa,满足抗剪强度要求；第3章11m跨纵梁计算3.1荷载计算纵向主梁：每排主梁延米重量为115kg/m，总重为：115×10×10-3×12×10＝138kN，换算成桥跨方向均布线荷载为：11.5kN/m1）自重均布荷载：根据前面的计算可知均布荷载为：q=7.23+5.859=13.089kN/m2）人群荷载:不考虑与车辆同时作用；3）车辆荷载：按挂车-100验算；3.2纵向主梁计算为简化计算，贝雷架的上承受的荷载有集中荷载和均布荷载，均布荷载为桥面系和纵梁自重，集中荷载为车辆荷载，集中荷载按汽车轮压荷载计算，计算模型如图所示，对单片I56b工字钢q=13.089/10+1.15=2.46kN/m，集中荷载：挂车-100，p1=p2=p3=p4=1.3×(250/10)=32.5KN..用rbcce求得：最大弯矩M=245.42kn.M，最大剪力79.14kn查的I56b：I=68512.5cm4W=2446.69cm3σw=Mmax/rw=245.42×103/2446.69×10-6=100.31Mpa145Mpa强度满足要求；剪应力τ=VS/Ib其中剪力V=79.14kN，I/s=47.14cm，腹板厚b=14.5mm,代入得τ=79.14×1000/(471.4×14.5)=11.57MPa[τ]=83MPa,满足抗剪强度要求；由计算可见：I56b工字钢作为纵梁，间距0.75m情况，各种车辆均能满足受力要求。第4章桥面槽钢计算桥面板采用[28a槽钢，槽钢下设中心间距400mm的I20a工字钢横梁，桥面板净跨径为300mm（20a工字钢翼板宽度为100mm）。4.1、荷载计算其荷载分析如下：1）自重均布荷载：0.3142*23=7.23kN/m(沿桥跨方向菌斑荷载，对于每根纵梁的均布荷载为0.3142kN/m2）人群荷载：不同时考虑3）[28a纵向槽钢间距30cm，横向分配梁间距为0.4m，纵梁受力计算按照跨径为0.4m的5跨连续梁进行验算..4）汽车轮压汽车-20级轮压：车轮接地尺寸为0.6m×0.2m,纵梁间距0.3m，0.3×2=0.6，故每组车轮压在2根[28a上，在槽钢上的分布宽度为0.2m；考虑冲击系数1.3，则单根[28承受的线荷载为1.3×140÷2÷2÷0.2=227.5kN/m；挂车-100级轮压：车轮接地尺寸为0.5m×0.2m,纵梁间距0.3m，0.25×2=0.5，故每组车轮压在2根[28a上，考虑冲击系数1.3，则单根[28a承受的线荷载为1.3×250÷2÷2÷0.2=406.25kN；对比上面3种车辆荷载，分别计算挂车-100级作用和75t履带时。4.2桥面纵梁计算当挂车-100级作用在纵梁上，考虑横梁间距为40cm时，其计算模型、弯矩、剪力为：最大弯矩：4.58KN.m，最大剪力：48.6KN查的[28a开口侧截面抵抗矩W=35.718cm3，I=217.9cm4tw=1.25cm，A=40.02cm2最大弯矩M=6.28KN.M，最大剪力56.64knσw=Mmax/w=4.58×103/(35.7×10-6)=128.3Mpa＜145Mpa强度满足要求；..τ=V/A，其中剪力取V=48.6kN，A=40.02τ=48.6×1000/(40.02)=12.14MPa[τ]=140MPa满足抗剪强度要求；刚度验算：由以上模型可知，将汽车轮压荷载简化为集中荷载，处于跨中时计算的挠度是远远大于实际情况的。以此计算挠度：刚度验算:fmax＜[f]fmax=Pl3/(48EI)其中E=2.05×105MPafmax=(81.25×0.43)/(48×2.05×1011×2.179×10-6)=0.024mm＜[f]=1/400m=10mm故刚度满足要求由计算可见：[28a槽钢作为纵梁，间距0.4m情况，各种车辆均能满足受力要求。第5章基础设计5.1基础承载力计算桥身钢结构自重27.54吨，荷载：拖车100吨桥梁上部恒载反力N1=27.54/2=13.77T桥梁上部活载反力N2=100T桥台自重G=2.5×7.6×0.85×0.4+2.5×7.2×3.5×1+2.5×7.6×1.5×0.5=83.71T不考虑偏心作用，墩身受中心荷载作用，其地基承载应为：σ=AGNN21=5.16.771.8310077.13=173.2KPa注意：桥台基础底部承载力必须174KPa，因一般河岸淤泥质地基承载力较低，建议开挖至相应基础深度，并通过试验确定地基承载力，确保满足要求。5.2抗滑移稳定验算台侧土压力按朗肯土压力公式计算。取γ=18kN/m3，ka=0.33，则墩侧土压力Pa=0.5γh2ka=0.5×18×42×0.33=47.52kN∑Ni=G=83.71=837kN∑Pi=Pa=47.42kN基底摩擦系数按沙砾取μ=0.35..则kc=0.35×837/47.52=6.16＞1.3满足要求。5.3抗倾覆验算墩侧土压力按朗肯土压力公式计算。取γ=18kN/m3，ka=0.33，则墩侧土压力Pa=0.5γh2ka=0.5×18×42×0.33=47.52kN于是，倾覆力矩M1=Pa×0.3h=47.52×0.33×4=62.73kN·m墩身抗倾覆力矩M2=G·0.5×4=837×2=1674kN·m抗倾覆稳定系数K0=M2/M1=1674/62.73=26.68＞1.5满足