工字钢便桥荷载计算实例_secret.pdf

工字钢便桥设计及荷载验算书一、概况为保证施工便道畅通，并保证xx 山后峡水库定期泻水的需要，经研究决定在 xx 河上修建一座跨河便桥从结构可靠性、经济性及施工工期要求等多方面因素综合考虑，便桥采用 12 片 45b 工字钢作为主梁， 6 片为一组，两组工字钢间净距90cm ，各组工字钢分别由 Ф22 钢筋横向连接为一整体，保证6 片工字钢整体受力，两组工字钢间由 10mm 钢板连接，钢板底部横向焊接 Ф22 钢筋做肋，保证小型车辆及三轮农有用车通过二、荷载分析根据现场施工需要， 便桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q，及车辆荷载P两部分组成，其中车辆荷载为主要荷载如图1 所示：Pq图 1 为简便计算方法，桥梁自重荷载按均布荷载考虑，车辆荷载按集中荷载考虑以 单片工字钢 受力情况分析确定q、P值1、q 值确定由资料查得 45b 工字钢每米重 87.4kg ，再加上联结钢筋及钢板重量，单片工字钢自重按1KN/m 计算，及 q=1KN/m2、P值确定根据施工需要，并通过调查，便桥最大要求能通过后轮重60 吨的大型车辆，及单侧车轮压力为300KN，单片 45b工字钢尺寸如图2：单侧车轮压力由6 片梁同时承受， 其分布如图 3：单侧车轮压力非平均分配于6 片梁上，因此必须求出车轮中心点处最大压力maxf，且车轮单个宽 25cm ，45b 工字钢翼板宽 15cm ，每片工字钢间横向间距为5cm ，因此单侧车轮至少同时直接作用于两片工字钢上。

而f 按图 3 所示转换为直线分布，如图4：fmaxmaxffff图 4 由图 4 可得到maxf=F/2，单片工字钢受集中荷载为maxf/2=75KN由于便桥设计通过车速为5km/小时，故车辆对桥面的冲击荷载较小，故取冲击荷载系数为0.2 ，计算得到KNKNP90)2.01(75三、结构强度检算由图 1 所示单片工字钢受力图示， 已知 q=1KN/m，P=90KN，工字钢计算跨径l=11.2m，根据设计规范，工字钢容许弯曲应力w=210MPa，容许图2（单位： mm）图3Ff剪应力=120MPa1、计算最大弯矩及剪力最大弯距（图 1 所示情况下）：mKNmmKNmmKNPlqlM68.26742.11/908)2.11(/14822max最大剪力（当 P接近支座处时）KNKNmmKNPqlV6.959022 .11/12max2、验算强度正应力验算：MPaMPacmmKNwM2105.178150068.267/3 max（w为 45b 工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为1500cm3）剪力验算：由于工字钢在受剪力时，大部分剪力由腹板承受，且腹板中的剪力较均匀，因此剪力可近似按)/(wwthV计算。

wh为腹板净高（除去翼板厚度），wt为腹板厚度，由图2 可得到wh=414mm，wt=13.5mm计算得到：MPaMPammmmKNthVww1201.17)5.13414(6.95max3、整体挠度验算工字钢梁容许挠度cmcmlf8. 2400/1120400/, 而梁体变形为整体变形，由单侧 6 片工字钢为一整体进行验算，计算得到：EIFllqf483846534其中 q=1KN/m F=360KN E=206×105/cm2I=33760cm4×6 633760/10206 48)1120(360384)1120(/16542534 cmcmcmKNcmmKNfcm82.2考虑车辆荷载非集中荷载，后轮轴重如达60 吨时为双桥或三桥车，按《桥梁设计规范》中，双桥车两轴间间距为1.4 米， 及 F可认为如图 5 所示分布0.5F0.5Fq图 5 根据图 1 和图 5 中集中荷载弯矩计算公式分别为：41FlM和lFabM2cma)140560(cmb)140560(94.042 12 labMM由于挠度主要由车辆荷载产生，因此可近似将视为挠度的折减系数，及cmfcmcmf8.265.282.294. 0四、验算结果分析根据以上验算，可见本便桥可通过的最大车重为60 吨，但根据进出工地车辆统计，一般车重不超过40 吨，因此次设计可以完全满足使用要求。