钢便桥计算书

1、 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

2、设计通用规范 （JTG D60-2004）(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 （JTJ0412000）(5)公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）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。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

3、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：5.859 kN/m.3） 纵梁I56b，单位重115 kg/m,即1.15kN/m，长12m，间距0.75m，总重1.1

4、5*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3 kN/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

5、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=2370cm4 W=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 w=Mmax / rw = 24.62×103/ 237×1

6、0-6=103.89Mpa<145Mpa 强度满足要求；剪应力=VS/Ib其中剪力V=155.65 kN，I/s=17.2cm，腹板厚b=7mm,代入得=155.65×1000/(172×7)=129.28MPa<=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：115×10×10-3×12×10138kN，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=13.08

7、9kN/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=68512.5cm4 W=2446.69cm3w=Mmax / rw =245.42

8、5;103/ 2446.69×10-6=100.31Mpa<145Mpa 强度满足要求；剪应力=VS/Ib其中剪力V=79.14kN，I/s=47.14cm，腹板厚b=14.5mm,代入得=79.14×1000/(471.4×14.5)=11.57MPa<=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

9、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0.3142 kN/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：

10、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=217.9 cm4 tw=1.25cm，A=40.02cm2最大弯矩M

11、=6.28KN.M，最大剪力56.64knw= Mmax /w = 4.58×103/ (35.7×10-6)=128.3Mpa145Mpa 强度满足要求；=V/A，其中剪力取V=48.6kN，A=40.02 =48.6×1000/(40.02)=12.14MPa<=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:fmaxffmax=Pl3/(48EI) 其中E=2.05×105 MPa fmax=(81.25×0.43)/(

12、48×2.05×1011×2.179×10-6) =0.024mmf=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

13、偏心作用，墩身受中心荷载作用，其地基承载应为：=173.2KPa注意：桥台基础底部承载力必须>174 KPa，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=18kN/m3，ka=0.33，则墩侧土压力Pa=0.5h2ka=0.5×18×42×0.33=47.52kNNi=G=83.71=837kNPi= Pa =47.42 kN 基底摩擦系数按沙砾取=0.35则kc=0.35×837/47.52= 6.161.3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=18kN/m3，ka=0.33，则墩侧土压