钢便桥计算书(新版).docx

钢便桥设计与验算1、项目概况钢便桥拟采用18+36+21m全长共75m钢便桥采用下承式结构，车道净宽4.0m,主梁采用贝雷架双排双层，横梁为标准件16Mn材质I28a,桥面采用定型桥面板，下部结构为钢管桩〔小529〕群桩基础2、遵循的技术标准及标准《公路桥涵设计通用标准》JTGD60-2004〕《公路桥梁施工技术标准》JTGF50-2001〕《钢结构设计标准》〔GBS0017-2003〕《装配式公路钢桥使用手册》《路桥施工计算手册》根据工程需要，该钢便桥只需通过混凝土罐车目前市场上上最大罐车为16m3空车重为16.6T混凝土重16*2.4=38.4T总重=16.6+38.4=55.0T16m罐车车辆轴重1F117,9311753TL7.99T(J[)出CJC*F口信3、主要材料及技术参数材料弹模(MP)屈服极限(MP)容许弯曲拉应力(MP)提图后咨许与曲应力(MP)容许剪应力(MP)提高后容许剪应力(MP)参々资料Q2352.1E+523514585设计标准Q3452.1E+5345210273120156设计标准贝雷架2.1E+5345240-245N/肢-根据《公路桥涵钢结构及木结构设计标准》JTJ025-86,临时性结构容许应力按提高30-40%后使用，本表提高1.3计4、设计计算〔中跨桁架〕18n按照钢便桥两端跨度需有较大纵横坡的实际需要，故每跨断开，只能作为简支架计算，不能作为连续梁来计算。

m简支梁3Gm4.1.2边跨计算简图21rl中跨上部结构采用装配式公路钢桥一一贝雷双排双层横梁为128a43.47kg/m单根重5*43.47=217.4kg=2.17KN;纵梁和桥面采用标准面板：宽2.0m,长6.0m,重1.8T恒载计算列表如下:在舁厅P构件名称单件重〔KM每节〔KN纵桥向〔KN/M1贝雷主梁2横梁3桥面板181864销子5花架6其他合计如上所述采用16M的罐车，总重55.0T因钢便桥净宽4.0M,罐车通过便桥时要求车辆居中行驶，故不考虑偏载的不利影响显然，最大净宽发生在跨度中rr36mrAA最大剪力发生在支座处M跨中=〔q/8〕12=17.3*362/8=2802KN-mQ支座"q1/2=17.3*36/2=311.4KN支座反力F支=Q支座=311.4KN绘制跨中点弯矩影响线〔长度单位mi跨中弯矩:•m支点剪力〔长度单位mi4 3.4-1.85)/36=173.3+166.8+150.4+24.5=515KN5 .3.2.2活载冲击系数1+u6 用简支梁的基数九=兀⑵2JE?Ic/mc式中：Ic-结构跨中的截面惯矩Ic=2148588cm44E-结构材料的弹性模数E=2.1*106kg/cm2=2.1*1011N/mmc-结构跨中处延米结构重力m=17.3KN=1730kg/m=1730N§m2L将上述数据代入式中：f1=3.1416/〔2*362〕,2.1*1011*0.02149/1730=3.1416*1615/〔2*362当1.5HZ<1.957<14HZ时：跨中弯矩：M=M+〔1+u〕M活=2802+1.103*4458.7=7719.9KN-m4.5.1查《装配式公路钢便桥使用手册》表5-6双排双层[M]=2*3265.4=6530.8KN-m<7719.9KN-m〔不安全〕[M]=2*6750=13500KN-m>>7719.9KN-m回=2*490.5=918KN>879.4KN推论：虽然加强的双排层比不加强的双排层的恒载跨中弯矩弯曲的支点剪力均匀略有增加。

但[M]和[Q]均比实际产生的有较大的充裕，故选用加强的双排层应该是安全的补充计算如下：加强杆-根约80kg;每节需增加8根，则每m增加重量A增加的弯矩△乂二曲归勺2=2.133*362/8=345.5KNm增加的剪力△Q=aq/2*l=2.133*36/2=38.4KN[M]=13500KN-m>[7719.9+345.5〕=8065KN•m[Q]=918KN>(841.1+38.4)=879.5KN结论：通过上述演算，可见采用加强的双排双层贝雷横梁，其强度即可满足工程实施〔便桥能通过16m混凝土罐车〕的安全需求5、横梁设计及验算横梁拟采用16MnI28a每节桁架〔3.0m〕配置3根横梁查表的I=7115cm4;Wx33如右下列图所示〔长度单位mi：混凝土罐车过桥时，令其缓慢居中行驶，故不考虑活载的偏载影响qi=18/2/6*1.5=2.25KN/m横梁自重q2总恒载q=qi+q2恒载最大弯矩Me=q*l22=6.796KN-m恒载支剪力Q恒=1/2ql=1/2*2.685*4.5=6.041KN最大罐车的后轴重为17.33T=173.3KN活载的支点反力〔剪力〕R=RB活载的最大弯矩M=MO=86.65*1.35=117KN-m5.3活载冲击系数1+u计算的方法同前，计算简支梁的基频f1=tt/2l2E.Ic/m2]*2.1*1011*7.115*105/43.5=3.1416*0.058*104/〔2*452]=44.99HZ跨中弯矩Mk=6.8+1.45*117=176.45KN-m支点剪力CMax=6.041+1.45*86.65=131.68KN弯曲应力=M/W=1.76.45*104/508.2=3472kg/cm2>2730kg/cm2可见，横梁的弯曲应力已远超材料的容许值1.3*2100=2730kg/m2是不安全的。

故不得不另选工彳钢规格更改的应力验算现将横梁改选为132aI=11080cm4;W33弯曲应力=176.45*104/692.5=2548kg/cm剪应力=Q*S/I*b式中：Q-截面的剪力Q=131.68KNS-截面的净面矩S=400.5cm2I-截面的惯性矩I=11080cm4b-截面的腹板厚度b=0.95cm代入得：剪应力=131.68*102*400.5/11080*0.95=501kg/cm2<[Q]=1200kg/cm2结论：通过上述演算可知，横梁必须改用16Mn材质132a〔或以上的规格〕，其强度才能满足安全的要求，否则将不安全6、设计计算〔边跨桁梁〕j21曾“6.2荷载6.2.1恒载恒载计算列表如下:厅P构件名称单件重〔KM〔KN纵桥向〔KN/rri每节重1贝雷主梁21加强杆3横梁4前圜板18185销子6花架7其他合计与计算中跨时相同最大弯矩发生在跨中最大剪力发生在支座附近6.3.1恒载内力：M跨中=14.3*212/8=788.3KN-mQ支座14.3*21/2=150.2KN支座反力F与Q支座=150.2KNM影响线〔长度单位mi跨中弯矩M=173.3*5.25+173.3*5.25*〔10.5-3.4〕/10.5+173.3*5.25*〔10.5-1.35〕/10.5+30*5.25*〔10.5-3.4-1.85〕/10.5=909.8+615.2+792.8+78.75=2396.6KN-m支点剪力〔长度单位mi3T173WT17.33T17,337Q=173.3+173.3*[21.0-1.35〕/21+173.3*[21-1.35-3.4〕/21+30*〔21-1.35-3.4-1.85〕/21=173.3+162.2+134.1+20.6=490.2KN6.3.2.2冲击系数1+u计算边桁架梁的基频f=兀/2l2VE*Ic/mc式中：IC-结构跨中的截面惯性矩IC=2*1154868cmE-结构材料的弹性模数E=2.1*1011N/m2mc-延米结构重力mc-S2/m2代入公式得：f=3.1416/〔2*212〕＜2.1*1011*0.023097/1430=3.1416*1841/〔2*21u跨中弯矩M=788.3+1.316*2396.6=3942.2KN-m支点剪力Q=150.2+1.316*490.2=795.3KN加强的双排单层[M]=2*3375=6750KN-m>3942KN-m[Q]=2*490.5=981KN>795.3KN结论：边跨采用加强的双排单层贝雷桁架是安全的7、下部结构验算中间墩采用小529的钢管群桩基础。

桥墩主面和横断面见附图中跨延米重q=〔17.3+2.13]=19.43KN/m中跨传给墩的反力F1=1/2*36*19.43=349.7KN边跨延米重q=14.3KN/m边跨传给墩的反力F2=1/2*21*14.3=150.2KN上部包载传给墩的总反力5恒=852=349.7+150.2=499.9=500KN支座反力影响线活载反力F活=173.3KN+173.3*(21-1.35)/21+173.3*(36-3.4)/36+30*(36-5.4-1.85)/36=173.3+162.2+156.9+25.6=518KN7F=F恒+F活=500+518=1018KN桩：小G桩G连梁=6*4*0.577=13.8KNG支座梁=2*6.5*0.875=11.4KN拉杆，剪刀撑估重2.0T=20KNG墩=286.7+13.8+11.4+20=331.9KN7.3 荷载组合F=〔500+331.9〕+518=1350KN该桩由9根桩组成，考虑到每根桩很难平均受力，故引入偏载系数1.2,则每根桩要求承载能力：N=1350/9*1.2=180KN7.4 钢管桩承载力验算钢便桥水中位于2-2粉土层中，该土层厚达30ml地基承载力基本容许值[fac]=135kpa;土层的桩侧土摩擦阻力标准值qik=35kpa。

钢板桩的入土深度按8.0m考虑求得单桩承载力：[P]=1/2U2ailiZi=1/2*兀*0.529*8*35=232KN7.5 钢管桩承载力验算[P]=232KN>N=180KN结论：钢管桩入土8.0m就能保证群桩基础安全将I28a改为I32a的方案，虽然在设计计算中行的通，但经过多方努力，16Mn材质的I32a在市场上很难找到，而且其他配件匹配也有问题，所以只能采取对原横梁加强的方法先对原横梁在中部3m范围的底部加焊“T”型钢其腹板为87*11mrm翼板为176*13mmT钢总高100mmI28a：I=7115cm4求重心:55.37*(1410)1.1*8.7*(10-8.7/2)17*1.32/255.379.5722.1君6cm2138.72131.32。