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文档简介
1、钢便桥受力计算书11.1 概述11.2 计算范围11.3 主要计算荷载11.4 便桥主要控制计算工况21.5 计算过程(手算)2§1.5.1 活载计算2§1.5.2 桥面板计算2§1.5.3 I12.6工字梁纵梁计算3§1.5.4 125a工字梁横梁计算4§1.5.5 贝雷主梁计算6§1.5.6 2根132b桩顶横梁计算86电算复核9钢便桥受力计算书1.1 概述根据本便桥施工荷载要求,参照公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)及港口工程荷载规范(JTJ254一98)。由于本便桥使用时间较短,受自然条件影响较小,所以直接计算工作
2、状态下荷载,风、雨等影响条件忽略。便桥承受的荷载为自重、车辆荷载。1.2 计算范围计算范围为便桥的基础及上部结构承载能力,主要包括:桥面板-112.6工字梁纵梁-I25a工字梁横梁一顺桥向贝雷梁一横桥向132b工字钢一钢管桩。1.3 主要计算荷载恒载:结构自重;活载:9立方混凝土罐车荷载;冲击系数:汽车(1.1)荷载组合:1、恒载汽车荷载1.4 便桥主要控制计算工况跨径为12m钢便桥在活载工况下的整体刚度、强度和稳定性;1.5 计算过程(手算)本便桥主要供混凝土罐车、各种小型农用车走行,因而本便桥荷载按9立方米混凝土罐车荷载分别检算。本便桥恒载主要为型钢桥面系、贝雷梁及墩顶横梁等结构自重。并按
3、以下安全系数进行荷载组合:恒载1.2,活载1.3。根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范规定:临时结构容许应力可提高1.3(组合I)1.4(组合HV)本便桥弯曲容许应力取1.4>d45=203MPa,容许剪应力取1.6 x85=119MPa。§1.5.1 活载计算活载控制设计为9m3硅运输车(按车与载总重35t计),参考国内混凝土运输车生产厂家资料及规范汽车-20级荷载布置,单辆硅运输车荷载为3个集中荷载70kN、140kN和140kN,轮距为4.0m、1.4m,计入冲击系数1.1后,其集中荷载为77kN、154kN和154kN。§1.5.2 桥面板计算(1)结构型式本平
4、台面板为10mm厚花纹A3钢板,焊接在中心间距300mm的I12.6工字钢纵梁上。(2)荷载9立方米混凝土罐车轮胎宽度(前轮宽300mm,中后轮宽600mm)均大于工字钢纵梁间距,荷载直接作用在I12.6工字钢上,故桥面板可不作检算。§1.5.3I12.6工字梁纵梁计算I12.6工字钢纵梁焊接于间距1500mm的125a工字钢横梁上,按三跨连续梁检算。按混凝土罐车荷载验算,I12.6工字钢纵梁自重g=0.14kN/m,桥面板自重不计。(1)混凝土运输车荷载混凝土运输车前轮着地宽30cm(由一根纵梁承受),中后轮着地宽60cm(由三根纵梁承受)。则单根纵梁在前轮作用下受集中力为77KN
5、/2=38.5KN。(2)材料力学性能参数及指标I12.6工字钢:I=4.88106mm4W=0.775105mm32A=1810mmEI=2.11011N/m24.8810m4=1.0248106Nm2(3)力学计算混凝土运输车荷载下前轮受力简化图示如下:P前=3879kN0.14:;kN/m1计算可得,在混凝土运输车荷载作用单根I12.6工字钢纵梁:MmaxPLQmaxP38.79kN=19.4kN38.79KN1.5m一一=14.54kNma、强度检算maxmaxb、fmaxMmax14.54106Nmm_530.77510mm3-Qmax19.410Nmm刚度检算=187.6MPack
6、】=203MPa,合格;一一21810mm338Pl838.791.5384EI384EI=10.7MPa<k】=119MPa,合格;=2.01mm<1500=2.5mm,合格。600§1.5.4I25a工字梁横梁计算横梁采用125a工字钢,工字钢横梁安装在中心间距2500mm的单层双排贝雷梁上。I12.6纵I25a工字钢横梁荷载按混凝土运输车荷载分别验算;恒载为梁及桥面板自重,按均布荷载考虑,每根I25a横梁承受恒载:g1=(1.5x5x0.01x7850+21父1.5m14.2)010+2+6=9.6kN/m,125a自重:g2=0.3kN/m,恒载为:g=1.2M(
7、g1+g2)=1.2M(9.6+0.3)=11.9kN/m。11)混凝土运输车荷载集中汽车后轮纵向间距1.4m,按两后轮其中一侧轮作用在跨中考虑,力大小p=1.1父70=77kN。(2)材料力学性能参数及指标125a工字钢:I=5.02107mm453W=4.0110mm2A=4850mm_112_54_62EI=2.110N/m5.0210m=10.510Nm(3)力学计算混凝土运输车荷载下受力简化图示如下:P=91kNP=91kNq=ll.9kN/m计算可得,在混凝土运输车作用下I25a横梁:根据路桥施工计算手册第P763附表28,计算如下:_22Mmax=0.07qL20.156PL=0
8、.0711.9KN/m2.5m20.156138.1KN2.5m-59.1kNmQmax=0.625ql0.688P=0.62511.9KN/m2.5m0.688138.1KN=113.7kNa、强度检算max-max59.1106Nmm"7-53"4.01105mm3=147.4MPa<k=203MPa合格;-maxQmaxA113.7103N24850mm=23.4MPa<1=119MPa,合格;b、刚度检算max=0.521ql4100EI0.911Pl3100EI=0.521-_411.9KN/m2.5m10010.5103KNm23c138.1KN2.
9、5m0.911zw10010.5103KNm2=0.231mm1.872mm=2.1mm二2500mm600=4.2mm,合格§1.5.5 贝雷主梁计算主梁由六片双排单层贝雷梁组成,中心间距2500mm,安装在2根132b横梁上。主梁按单孔1台70t履带吊(负载15t)及单孔单车道混凝土运输车荷载分别验算,履带吊荷载和汽车荷载均按照最不利状况下简支梁验算。主梁以上恒载为桥面板、I12.6纵梁及I25a横梁自重,其荷载大小为:g=1.21260.017850938.16211214.2/100=135.4kN/m则单排贝雷梁上恒载自重为135.4/12/3=3.76KN/m。11)混凝
10、土运输车荷载最不利状态为一侧汽车轮作用于双排单层贝雷。(2)材料力学性能参数及指标六片双排单层贝雷梁:根据装配式公路钢桥多用途使用手册,查表3得,双排单层不加强贝雷片的容许弯矩1576.4KNm,容许剪力为490.5KN(3)力学计算混凝土运输车荷载下受力简化图示如下:P=:EF=:血七阳用酬|同IIIr口IM口Id(口ES1I卜二处.小"R*j41a计算可得,在混凝土运输车荷载作用下贝雷主梁(按简支梁计算):计算简图¥*¥J2(1)剪力图-228.47Mmax=1023.6kNmQmax=228.5kNx故:Mmax=1023.6kNm<Ml=1576.4
11、KNm,合格。Qmax=228.5kN<Q!=490.5KN,合格由上面计算可知,混凝土运输车荷载作用下,单组贝雷主梁受力就能满足要求,完全能够满足桥梁上混凝土运输车会车的荷载要求。§1.5.6 2根132b桩顶横梁计算钢管桩顶分配梁采用2根132b工字钢,工字钢横梁嵌于钢管桩内240mm并与之焊接牢固。在最不利情况下,即履带吊在支点位置时,所有荷载(包括冲击系数)全部由支点承受,经计算可得,便桥单侧最大支反力为1436.5KN。由于工字钢承受压力的位置正好是钢管桩支撑位置,故其弯矩会比较小。(1)材料力学性能参数及指标132b工字钢:一84I=1.1610mm53W=7.26
12、10mm2A=7345mmEI=2.110111.1610'=2.43107Nm2g=60Kg/m(2)承载力验算P频修3超母国P须旅幽陋旬则ULLI<HIHIIIIIHHIIHMnIjJ蛔1迎口:区里TI>41*U4-MPlq80.60.2252=2390.225=53.8kNmQmax=2pql=22390.65=481kNa、强度检算max-maxMmax53.8106Nmm_537.26105mm33Qmax48110N27345mm=74.1MPa<k】=203MPa,合格;=65.5MPa<k】=119MPa,合格;b、刚度检算根据路桥施工计算手册第
13、P741附表23,计算如下:fmax6EI1_22(3al-4al)=239KN62.43104KNm22.5m一_22(30.225m2.5m-40.225m2.5m)2500mm,=2.4mm<=4.2mm,合格。6006电算复核本次电算仅模拟贝雷片及以上部分,下部结构的计算见手算计算书。由于软件分析时采用的荷载为车道荷载,故电算结果和手算结果会有所差异。采用MIDASCIVIL结构分析软件计算结果图示如下:汽车荷载作用下反力计算结果图示MEDAS/CivilM4CTICH4源匚汇内力Z在卜氏力节点363FZ:4.7117E+Jt»l中点一125口二1一四1忧1£
14、12MAX:125MIN:3S3M件:工M1£:kHBffi:O6/2B/2OCraz:。的汽车荷载作用下挠度计算结果图示MIDAS/OvilPOST卡R.QTFqMR5SPLACLMLNIB誉制了QE03GCOdMe+MKi-1jH312e-DO3-工muomiu口cu001aw珞kk-6O473&3-DO3:h-7.09CHOe-DOJ也14MA=-O<n-0.104444.003-1研.殍TX*-J39iZ5e-0O2KE?-5423-50£+«1cesari-=.lcd2MAX!373M|iH!440Kia-WtEL忖,£&
15、7。0»汽车荷载作用下贝雷梁挠度计算结果图示赛A5,35-*flE*TOlMUDAS/CivirPOST-RRgZCSOR>I5PL向CEM匚MTZ-*nt2.46747-004O.OOOOOe+OOO-1.85i29-003-2,900336-003-3.94934-003-4.9963fe-003-6,O4730-QO3-7,£>9640e-003-注14SW-83-9,19444e-0Q3-1.024356-002CBSall:5LCB2MAX:3ZS-MIN:M件:NM-E:mBffi:Ofi/2B/2OCra汽车荷载作用下梁应力计算结果图示raDWGh
16、nfPOET-PRQTFyiiORH7>I九1丁加.口<临R"1却iDO4&_B93fi3e-i-CIO4.DlMGef-WM-口/3。*.加OODOOOe*DOO-Z_B422e-i-CMM43tKH%+CMM由I7*3681WA5.355BE+CMJ.CSW.ILO32MAX!272M|ft:JOT工士?Q初zoom排架桩整体稳定性HRr嗣kFTFgZEfRfl.B5:dBBHAM:-K419-HIM:WyP?云Jrm”Hemh曲上曾用中»<rr便桥总体模型(一联)便桥总体模型(最大反力)(中间约束为虚拟嵌固点位置)Ml.;."A|I
17、-LJ¥IPO5T-PF'ZCE55OR正陷班阳FLXE内方力2fi(jLaxHtkmFYla.OOMEDISHi七屿疗EHlOZFXW:4.«1>FG2CBSdh1LC68MAX:4J47MP4.为善=,TENPaJS«akH白酒:D#Lfl/2%&F二便桥总体模型(最大竖向位移)P05T-W!'DO_55DI!5a3由ITT-2上匹的"M4白用tHeucm。3h-«l召工却笛”弧3-ULDT7-«-4X3-4.7W3*«I1才白诲7谪3-4.L50344-011-LA133DQ.«u>M2-B.J.UDLv-402-L2UKnw-I22*17口02白塔n_esaMAX:47C&M网一=1mmJS«anr日40升Lfi/2制冶率E黑便桥总体模型(最大横向位移)H1.JW33V-WZ一1.233:L5*-W21
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