钢便桥设计计算

1、1某大桥装配式公路钢便桥工程专项施工方案之一设计计算书二一六年三月六日2目录1、 工程概况 .41.1 * 大桥.41.2钢便桥.52、 编制依据 .53、 参照规范 .54、 分析软件 .55、 便桥计算 .55.1主要结构参数 .55.1.1跨度 .65.1.2便桥标高 .65.1.3桥长 .65.1.4结构体系 .65.1.5设计荷载 .65.1.6材料 .85.2桥面计算 .85.2.1桥面板 .85.2.2轮压强度计算 .95.2.3桥面板检算 .95.3桥面纵梁检算 .105.3.1计算简图 .105.3.2截面特性 .105.3.3荷载 .115.3.4荷载组合 .135.3.5

2、弯矩图 .145.3.6内力表 .145.3.7应力检算 .155.3.8跨中挠度 .165.3.9支座反力 .175.4横梁检算 .175.4.1计算简图 .175.4.2装配式公路钢桥弹性支承刚度 .175.4.3横梁模型 .185.4.4作用荷载 .185.4.5计算结果 .195.4.6截面检算 .205.4.7挠度检算 .205.5主桁计算 .215.5.1分配系数计算 .215.5.2计算模型 .225.5.3截面特性 .225.5.4作用荷载 .245.5.5荷载组合 .2535.5.6主要杆件内力及检算 .265.5.7支座反力 .335.6桩顶横梁计算 .335.6.1上部恒

3、载计算 .335.6.2作用效应计算 .345.6.3荷载分配系数计算 .345.6.4荷载分配效应 .375.6.5横梁计算模型 .375.6.6横梁作用荷载 .375.6.7横梁荷载组合 .385.6.8横梁弯矩图 .385.6.9横梁应力图 .385.6.10 横梁挠度 .395.7钢管桩计算 .395.7.1钢管桩顶反力 .395.7.2钢管桩材料承载力检算 .405.7.3钢管桩侧土承载力检算 .406、 钻孔平台计算 .415.8.1桥面板计算 .415.8.2纵向分配梁计算 .425.8.3墩顶横梁 .455.8.4平台钢管桩检算 .497、 剪力支承设计 .507.1水平支承系

4、 .507.1.12.3m 水平支承检算 .507.1.22.5m 水平支承检算 .507.1.35m 水平支承检算 (双根对肢 ) .517.2斜支承系 .514* 大桥工程专项施工方案装配式公路钢便桥设计计算书1、工程概况1.1 * 大桥* 大桥工程位于福建省 * 。* 位于东溪中游，新建 * 大桥距离 * 大坝约 5km。桥梁建成后，将代替既有 * 成为跨越 * 的主要通道，往西方向可通往 * 和* ，往东途经县道 * 可通往 * 和* 市区。* 大桥桥梁中心桩号为 K0+102.5，桥跨布置为 (5x35)m，起始桩号：K0+009， 终止桩号 : K0+196，桥梁全长 187m。本

5、桥平面位于直线上，纵断面纵坡 1.4%。上部横断面采用4 片预应力混凝土后张T 梁布置，先简支后连续结构，梁墩正交，梁高2.3m。桥梁单幅布置，宽度为8m，双向二车道，横断面布置1m(人行道)+7m(行车道 )+1m(人行道）。桥面铺装采用12cmC50 防水混凝土。该桥桥墩采用双柱式桥墩，柱径1.6m，中间设置柱间系梁，墩上接1.6m 高的盖梁，桥墩基础采用钻孔桩，直径为1.8m；两侧桥台均采用U型台，扩大基础，两侧桥台各设一道D160 型伸缩缝。桥梁于人行道处设置单侧路灯，以方便居民和车辆的夜间通行。桥梁设计洪水频率按百年一遇进行设计，并考虑以后水库扩容后库水位提升对桥梁的影响。根据 *

6、大桥防洪影响评价报告 ， * 大坝百年一遇水位为 98.66m，按水面坡降换算到桥址处为 98.78m，水库扩容后库水位提升 1.02m，因此百年一遇设计水位为 99.80m，本设计梁底最低高程104.39m。Page 4 of 525桥梁详细情况参见附件1: * 大桥桥型布置图。1.2 钢便桥为克服河流障碍，完成和安大桥基础和墩身工程施工作业，必须修建施工临时便桥，根据桥梁工程建设管理规定，编制该专项报告。2、编制依据1) * 大桥工程一阶段施工图设计文件 ，* 交通勘测设计院。 2015 年9月。2) * 大桥工程施工招标文件3) * 大桥工程施工投标文件4) HNJ5253GJB(9m)

7、的砼搅拌运输车技术资料 ，海诺集团。5) 321 装配式公路钢桥使用手册 ；3、参照规范1) 公路桥涵施工技术规范 ，JTG/T F50-2011；2) 公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2015；3) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG 62-2004）；4) 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTGD63-2007）；5) 钢结构设计规范 GB50017-2003；6) 公路圬工桥涵设计规范 JTG D61-2005；4、分析软件CsiBridge 17.2 版5、便桥计算5.1 主要结构参数Page 5 of 526跨度受插打钢管桩基础履带吊车吊臂限制，便桥跨度采用9m。便桥

8、标高根据 * 管理处提供库区水位调洪资料，确定桥面标高为常水位高程，采用 91.5m。桥下净空设定为3m，则梁底高程确定为94.5m。桥长根据桥跨布置，桥长为180m。结构体系便桥采用 9m 连续梁结构，由装配式公路钢桥拼装， 基础采用 630*10钢管桩基础， 每墩位设置六根钢管， 桩顶安装 2I32b 作为横梁， 梁部采用6 榀贝雷架，间距0.9+0.9+1.2+0.9+0.9m，贝雷梁上横向安装I20b 横梁，横梁位于贝雷架节点位置， 间距 705+705+705+705mm，横梁上铺设由 25槽钢和钢板焊接空心方钢，槽向向上，间距300mm，在桥面槽钢上焊制 12mm带肋短钢筋作为防滑

9、设施。设计荷载根据施工阶段可能出现的荷载，设计采用以下荷载条件计算：1) 混凝土运输车车辆荷载 (以下简称 " 车辆荷载 ")根据 HNJ5253GJB(9m3)的砼搅拌运输车技术资料 ，其荷载布置如图。1 跨内仅布置 1 台。Page 6 of 527图混凝土运输车车辆荷载2) 履带吊荷载 (以下简称 "履带荷载 ")架梁时采用 55t 履带吊，吊重按15t 考虑， 1 跨内仅布置 1 台。参考SCC550C55t 履带吊技术资料，其荷载布置如图如下：Page 7 of 528图履带吊荷载材料1) 桁架桁架采用 16Mnq，fs=310Mpa; fv=

10、180Mpa;fce=400Mpa。2) 销子材料为 30CrMnTi ，直径为 49.5mm，重 3kg。3) 弦杆螺栓规格为 M36×110，材料为 16Mn，重 kg，容许抗剪力为150kN，容许拉力为 80kN。4) 外购材料钢板和型钢采用Q345B 钢。5) 钢弹性模量Es 2.06 ×105MPa；5.2 桥面计算桥面板纵梁采用 C25a 加焊 10mm 钢板形成箱型结构， 其计算简图为4 跨连续梁。 C25a 主要参数如下 :Page 8 of 5295.2.2轮压强度计算表 5.2.1轮压强度计算序号车辆类型项目变量单位计算公式参数值1分布宽度Bm0.62跨

11、度Lm0.23混凝土运输车PKn125后轮轴重4面积分布压力oakPa5/4/31041.6675履带宽度BLm0.7006履带集度QLkn/m72.0007履带吊车履带面积集度qa1kPa6/5102.8578吊载不均匀系数k1考虑 1/3 着地3.0009分布集度qakPa7*8308.57110最不利轮压qa1042.000桥面板检算桥面板宽度 250mm，厚度 6mm，承受轮压 1042Kpa，按 2 边支撑无限长 (分析采用 3m)单向板计算。计算结果如下：1) 主应力Page 9 of 5210其最大主应力 s11=245Mpa，满足要求。2) 挠度最大挠度： f=1.4mm，L/

12、f=250/1.4=178>150。5.3 桥面纵梁检算纵梁计算时，因不利荷载工况明确，可采用CsiBridge 静力计算。计算简图计算简图采用 4 跨等间距连续梁 ,模型如图图桥面纵梁 ,模型图截面特性Page 10 of 5211图截面几何参数荷载恒载程序根据材料密度自动计算。车辆荷载车辆轮压分布宽度为0.6m，纵肋间距为0.30m，考虑 2 片梁共同承受，则 P=125/2=62.5kN。车轮间距为1.35m，另 1 轮作用在邻跨。程序通过移动荷载加载。Page 11 of 5212图车辆移动荷载参数履带荷载履带分布宽度 0.7m，长度 4.5m，分配梁数 n=0.7/0.3=2.

13、333,则所分配履带压力 QL=34.286kN/m 。图履带移动荷载参数Page 12 of 5213荷载组合车辆荷载组合履带荷载组合Page 13 of 52145.3.5弯矩图5.3.5.1车辆荷载组合履带荷载组合内力表表 5.3.6纵梁内力表序号FrameOutputCaseStepTypeV2M3TextTextTextKNKN-m11COMB_TRUSSMax5.642021COMB_TRUSSMin-46.53031COMB_TRACKMax1.32041COMB_TRACKMin-5.423052COMB_TRUSSMax5.7398.192462COMB_TRUSSMin-4

14、6.433-1.002972COMB_TRACKMax1.4170.947282COMB_TRACKMin-5.326-0.241393COMB_TRUSSMax42.3510.1975103COMB_TRUSSMin-12.011-2.0228113COMB_TRACKMax4.11.4123COMB_TRACKMin-1.047-0.4996134COMB_TRUSSMax42.4476.3767144COMB_TRUSSMin-11.915-3.0599154COMB_TRACKMax4.1971.1201164COMB_TRACKMin-0.95-0.7751175COMB_TRUSS

15、Max8.4321.0341185COMB_TRUSSMin-73.114-5.1831195COMB_TRACKMax1.6030.1942205COMB_TRACKMin-18.904-2.3474216COMB_TRUSSMax15.0345.9292Page 14 of 5215226COMB_TRUSSMin-35.343-3.944236COMB_TRACKMax2.8431.0942246COMB_TRACKMin-6.415-0.6926257COMB_TRUSSMax15.1318.3444267COMB_TRUSSMin-35.246-3.919277COMB_TRACKM

16、ax2.941.7536287COMB_TRACKMin-6.318-0.7396298COMB_TRUSSMax54.255.2935308COMB_TRUSSMin-8.843-3.9219318COMB_TRACKMax12.2220.9645328COMB_TRACKMin-1.869-0.8038339COMB_TRUSSMax8.7471.1197349COMB_TRUSSMin-54.352-5.0474359COMB_TRACKMax2.3110.4431369COMB_TRACKMin-12.32-2.12433710COMB_TRUSSMax8.8445.29433810C

17、OMB_TRUSSMin-54.255-3.92193910COMB_TRACKMax2.4080.90314010COMB_TRACKMin-12.223-0.83744111COMB_TRUSSMax35.2428.34324211COMB_TRUSSMin-15.135-3.9194311COMB_TRACKMax6.8561.71884411COMB_TRACKMin-2.941-0.89484512COMB_TRUSSMax35.3395.93084612COMB_TRUSSMin-15.038-3.94434712COMB_TRACKMax6.9531.08644812COMB_T

18、RACKMin-2.844-0.96954913COMB_TRUSSMax1.2731.03415013COMB_TRUSSMin-76.503-5.1835最大正弯矩 : Mmx=10.1975kNm最大正弯矩 : Mmn=-5.1831 kNm应力检算1) 截面特性Page 15 of 5216表 5.3.7桥面纵梁几何特性序宽度厚度面积型心面积矩自身惯心心差面积惯矩合计惯截面模部件高度矩矩量号BTAycAycI0HcIAIxW1顶板250102500832075002083336.423331655433373881877692腹板247818723973008949104-7.5771

19、0747810565823底板250717502.6546387146-43.92733767953383941612246.58285146977083680082877779111669902) 截面检算表 5.3.7-2纵梁截面检算序号项目变量单位计算公式参数值备注1最大弯矩MnxKN/M10.19752下缘截面模量W2mm31669903上缘截面模量W1MM31877694下缘应力S2MpaMmx/W2615上缘应力S1Mpa546材料容许应力SMpa310满足跨中挠度表 5.3.8纵梁跨中挠度序号JointOutputCaseStepTypeU3TextTextTextm13DEAD-6.53E-0723TRUSSMax5.90E-0533TRUSSMin-2.69E-0443TRACKMax1.50E-0553TRACKMin-4.00E-0567DEAD-3.07E-0777TRUSSMax1.13E-0487TRUSS