附件：仰拱栈桥结构检算资料

附件9：仰拱栈桥结构检算一、仰拱栈桥设计1、行驶车辆状况分析在衬砌前，通过仰拱栈桥的主要施工机械、车辆为挖掘机日立240、自卸汽车(后八轮)、厦工250装载机等，其自重、宽度等基本参数见表1。表1主要施工机械车辆状况序号设备名称空载重量/t重载重量/t行走宽度/mmm1自卸汽车17t29t23002日立24018t18t28203厦工25016t20t29762、仰拱栈桥承受荷载分析根据表1，以自卸汽车重载时作为仰拱栈桥的验算荷载，其前桥满载重量为29t。工字钢为整体共同承担重车荷载，工字钢自重、按1.15系数设计，动载及安全系数设计为1.1。3、仰拱栈桥宽度及每片梁工字钢数量的确定仰拱栈桥的单片宽度1.00m，为达到仰拱栈桥的宽度，考虑每片梁采用2根I32a工字钢上下翼缘焊接为一组，栈桥每边采用三组并排，工字钢的间距为15cm。顶部用Φ22螺纹钢筋连成整体，纵向间距10~15cm，以提高栈桥结构的平面内、外强度和刚度。纵向两端做成1m长坡道方便车辆通行，两幅栈桥横向间距根据车轮轮距布置，保证车轮压在栈桥中部，考虑2.15m。4、仰拱栈桥长度根据单根工字钢的长度为14m，确定仰拱栈桥的长度为14m，计划每次最大浇筑9m。设计如图：图1仰拱栈桥设置图二、仰拱栈桥力学简化仰拱栈桥两端都有转动及伸缩的可能，故仰拱栈桥力学模型可简化为简支梁。受力分析图如下：图2仰拱栈桥结构简图由于截面上的弯矩随荷载的位置变化而变化，因此在进行结构强度计算时，应使在危险截面上(最大弯矩截面)的最大正应力不超过材料的弯曲许用应力［σ］。根据经验可知，当红岩金刚自卸汽车的第一个后轮位于仰拱栈桥中间时，为最不利荷载，前轮与后轮的间距为3500mm,两个后轮的间距为1300mm，梁的长度为9m。其受力示意图为：图3仰拱栈桥最不利荷载(弯矩)图考虑工字钢的自重，查表知I32a每延米重52.7㎏/m，即q=0.52KN/m。其受力示意图如下：图4工字钢分布荷载分布图计算最大剪应力时，取最不利荷载靠近支座位置，如下图：图5剪力计算简图三、仰拱栈桥结构受力验算1、对单片梁进行受力验算汽车前轮重17t/2=6t,后轮重(29-17)t/2/2=7t。用静力学验算最大弯矩及剪力⑴、汽车荷载汽车前轴：汽车后轴：.在图3中计算得A点反力为：.汽车荷载产生的弯矩：⑵、工字钢均布荷载产生的弯矩：查表知工字钢I32a的每延米重量为52.72㎏/m，即q=0.527KN/m。故m5.336m5.336KN/8ql2M钢所以m45m45KN.306MMM钢汽⑶、最大剪力：当载靠近支座位置时，剪力最大。由图3知：2、根据初选结构进行力学计算：按每侧共4根I32a工字钢进行检算。查《路桥施工计算手册》—热轧普通工字钢截面特性表，得I32a型工字钢。；⑴、平面内强度计算；σmax—工字钢最大弯曲应力(Mpa)；[σ]----钢材容许弯曲应力(Mpa)Wx-----x轴截面抵抗矩(cm3)；Wy-----y轴截面抵抗矩(cm3)由以上计算可知，单侧按照4根I32a工字钢选用，平面内强度可以满足工作要求，且未考虑工字钢、横向连接螺纹钢筋共同作用的富余系数，平面内是偏于安全的。⑵、平面外强度计算考虑到车辆行驶在栈桥上时，方向不一定与桥纵向平行，存在横向弯矩，按平面最大弯矩的15%考虑，计算如下：由以上计算也可知，按照单边4根I32a工字钢选用，平面外强度可以满足设计要求。⑶、剪应力计算使用剪应力强度条件公式校核最大剪应力需先计算I32a型工字钢截面中性轴一侧的面积对中心轴的静矩。每根工字钢分担的最大剪力为：查表得I32a型工字钢力学参数如下：，，故得到栈桥纵梁最大剪应力，并据此校核剪应力强度τmax---最大剪应力；[τ]---钢材容许剪应力(MPa)Q----剪力(KN)；Sxmax---最大半截面面积矩(cm3)Ix----轴截面惯性矩(cm4)；d----腹板厚度(mm)剪应力满足要求，此结构安全。⑷、刚度计算：一般简支梁结构允许挠度对挠度要求高的结构，，对挠度要求小的结构，，fmax—最大挠度值(mm)；[f]---允许挠度值(mm)p---后轴荷载(N)；L