跨径12米贝雷钢便桥计算书.doc

xx高速公路（惠州段）第x合同段 跨径12m贝雷钢便桥受力计算跨径12米贝雷钢便桥计算书一、便桥概况纵向施工便道途经铁场排洪渠及沙河时，采用贝雷钢便桥跨越，车俩单向通行。单孔设计最大跨径12m，桥面宽度为6m。钢便桥结构型式见下图：便桥桥墩处自下而上依次采用的主要材料为：壁厚10、直径800钢管桩基础2根1000*1000*10mm钢垫板2根20a型工字钢（双拼）下横梁双排单层321贝雷片（2榀4片）纵梁25a型工字钢横向分配梁22a型槽钢桥面（卧放满铺）。钢管桩中心间距为350，桩间采用2根壁厚6、直径630钢管作为支撑联结；20a型工字钢（双拼）下横梁每根长度为530；2榀贝雷梁横向中心间距为350，每榀贝雷片横向顶面采用支撑架（45）联结，底面两侧用2段槽钢固定在工字钢下横梁上；25a型工字钢横向分配梁间距为75，每根长度为600；桥面系22a型槽钢间净距4，横向断面布置23根。二、计算依据及参考资料1、公路桥涵设计通用规范（jtg d60-2004）；2、公路桥涵地基与基础设计规范（jtg d63-2007）；3、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（jtj 025-86）；4、公路桥涵施工技术规范（jtj 041-2000）；5、公路桥涵施工手册（交通部第一公路工程总公司 主编）；6、从莞高速公路惠州段第二合同段两阶段施工图设计；7、本合同段相关地质勘探资料；三、主要计算荷载1、汽车-20 重车；2、自重50吨履带式起重机+吊重15吨（便桥施工期作业机械荷载）；3、结构自重；四、结构受力验算（一）、22a型槽钢桥面板（按简支计算，跨径l=0.75m）1、材料相关参数：iy=157.84，wy=28.23，iy=2.23；容许抗弯应力f=215 mpa，容许抗剪应力fy=125 mpa，e=206103mpa；自重24.99/m，截面积31.842。2、荷载情况：“汽20”重载，轴距1.4m，单轴重14吨，半边轮组重7吨；汽车冲击系数取1.3；单个轮胎宽度为20，单侧一组轮胎宽度为60，单侧轮组面与3片槽钢接触；轮组作用在跨中弯矩最大，轮组作用在临近支点处剪力最大。3、强度、刚度计算（1）、汽车作用在跨中最大弯距m =1.30.257.09.80.75=16.7knm；（2）、槽钢自重产生弯距m=0.12524.9910009.80.7523=0.05knm；（3）、 汽车作用在跨中槽钢最大弯曲应力max=（16.70.05）1000（1.0528.23）=188.6 mpaf=215 mpa；（4）、 汽车轮组作用在25a型工字钢横向分配梁临近支点时，槽钢受最大剪应力：max=（1.37.09.824.9910009.80.752）（31.843）10=9.3mpafy=125 mpa；（5）、汽车作用在跨中槽钢产生的挠度v=51.3（16.70.05）1060.752106（384206103157.81043）=0.16v=750400=1.88。4、结论：经验算，桥面系槽钢的强度和刚度满足要求，使用安全。（二）、25a型工字钢横向分配梁（按简支计算，跨径l=3.8m）1、材料相关参数：rx=1.05，wx=4013,ix=50174, sx=231.23, tw=8，ixsx=21.7；容许抗弯应力f=215 mpa，容许抗剪应力fy=125 mpa，e=206103mpa；截面积48.52，自重38.1/m。2、荷载情况：自重50吨履带式起重机+吊重15吨，履带长度530，半边履带宽度70；“汽20”重载，轴距1.4m，单轴重14吨（重车），半边轮组重7吨，汽车冲击系数取1.3。3、强度、刚度计算（1）、22a槽钢桥面板对25a工字钢横向分配梁作用产生的弯距：m=0.12524.990.260.759.810003.82=1.3 knm；22a槽钢对25a工字钢作用产生的剪力：q=2324.999.80.7521000=2.1 kn；（2）、25a工字钢自重产生的弯距：m=0.12538.19.810003.82=0.67 knm；25a工字钢自重产生的剪力：q=3.0538.19.810002=0.57kn；（3）、汽车半边车轮作用在25a工字钢横向分配梁跨中产生的弯距：m=1.30.257.09.83.8=84.7 knm；半边履带作用在25a工字钢横向分配梁跨中产生的弯距（长度530的半边履带与7根25a工字钢横向分配梁作用）：m=0.2532.59.83.87=43.2 knm84.7 knm（汽车荷载作用）；半边汽车车轮作用在临近贝雷片支点，25a工字钢横向分配梁产生的剪力：q=7.09.8=68.6kn；半边履带作用在临近贝雷片支点（长度530的半边履带与7根25a工字钢横向分配梁作用），25a工字钢横向分配梁产生的剪力：q=32.59.87=45.5kn68.6kn（汽车荷载作用）；（4）、在汽车荷载及恒载作用下，25a工字钢横向分配梁跨中最大弯曲应力：max=（1.3+0.67+84.7）1000（1.05401）=205.8 mpaf=215 mpa；在汽车荷载及恒载作用下，25a工字钢横向分配梁产生的最大剪应力：max=（2.10.571.368.6）48.510=18.9 mpafy=125 mpa；（5）、在汽车荷载及恒载作用下，25a工字钢横向分配梁跨中最大挠度：v=5（1.3+0.67+84.7）1063.052106（482061035017104）=8.1v=12000400=30；4、结论： 25a工字钢横向分配梁的强度和刚度满足要求，使用安全。（三）、双排单层贝雷梁：计算跨径12m（按简支计算）1、跨中弯距：重车55吨：m=0.251429.812=823knm；履带式起重机：m=0.25659.812=1911knm；恒载：m=40.1250.19.812120.12524.992310009.81212+0.12538.1610009.80.751212=225.7 knm；履带式起重机加恒载：m =1.31911225.7=2710 knmm=97540.9=3510 knm；2、支点剪力：重车处于临近支点时：q=140+140（10.612）120（3.612）120（1.212）=311.7kn；履带式起重机处于临近支点前方时：q=9.3512650=506.4kn恒载支点处内力：q=0.19.812424.992310009.81238.1610009.80.7512=150.482=75.2kn；履带式起重机加恒载在支点处内力：qmax=1.3506.475.2=733.5knq=2504=1000kn；3、双排单层贝雷梁最大挠度：v=52710106122106（482061034250500104）=19.7v=12000400=30。4、结论：双排单层贝雷梁强度和刚度满足要求，使用安全。（四）、20a型工字钢（双拼）下横梁因双排单层贝雷梁下部支点位于钢管桩顶部中心，双拼20a型工字钢下横梁在钢管桩顶部仅起到传递上部荷载的过度作用，主要受力为桩顶支点的压力，故在此不再对20a型工字钢下横梁进行其它受力验算。（五）、钢管桩基础桩顶设计承载力：p=325+1.3/3.5325+75.2=400.2kn1.3=520.3kn取单桩承载力600kn按摩擦桩验算（不考虑桩端承载力），采用计算公式： 钢管桩周长u=3.140.80=2.512m；1、铁场排洪渠（1#便桥）：便桥位于主线左侧，桥长90m，起点对应主线里程桩号为k19+666.8,地质资料采用桩号k19+712.6处钻探孔qszk191，钢管桩桩底标高选取在7.21米处；r=0.52.512（2.4200.61300.73.2801.12.2500.61.9150）=824kn600kn；钢管桩长度：6.569+7.21=13.779m，取14.0m。2、沙河（2#便桥）：便桥位于主线左侧，桥长60m, 起点对应主线里程桩号为k21+830.8, 地质资料采用桩号k21+884.5处钻探孔qszk233，钢管桩桩底标高选取在12.0米处；r=0.52.512（4.8301.12.8901.11.0150）=735 kn600kn；钢管桩长度：4.996+12=16.996m，取17.0m。3、沙河（3#便桥）：便桥位于主线右侧，桥长114m, 起点对应主线里程桩号为k24+118.2, 地质资料采用桩号k24+171.8处钻探孔qszk273，钢管桩桩底标高选取在12.0米处；r=0.52.512（3.4501.12.6251.11.8901.11.5150）=708 kn600kn；钢管桩长度：5.396+12=17.396m，取17.5m。4、沙河（4#便桥）：便桥位于主线右侧，桥长165m, 起点对应主线里程桩号为k25+151.0。（1）、地质资料采用桩号k25+203处钻探孔qszk291，钢管桩桩底标高选取在15.0米处；r=0.52.512（3.3200.62.9501.12.2801.13.4301.10.58150）=743 kn600kn；钢管桩长度：4.4+15=19.4m，取20m。（2）、地质资料采用桩号k25+237.97处钻探孔zk100，钢管桩桩底标高选取在15.0米处；r=0.52.512（3.5301.11.9301.14.0251.11.61001.0150）=751 kn600kn；钢管桩长度：4.4+15=19.4m，取20m。（3）、地质资料采用桩号k25+308处钻探孔qszk292，钢管桩桩底