鋼便橋計(jì)算書

1、 獅子山施工鋼便橋 計(jì) 算 書中鐵航空港集團(tuán)峨米鐵路項(xiàng)目經(jīng)理部三分部二一六年八月第1章 概 述1工程概況1.1便橋設(shè)計(jì)方案本便橋設(shè)計(jì)全長為13m，縱向設(shè)計(jì)跨徑為1跨11.5m，寬7m，采用上承式工字鋼組合結(jié)構(gòu)。構(gòu)成形式為：主要承重構(gòu)件為10排I56b工字鋼組成，排間距0.75m，長12m；橋面防滑花紋鋼板，鋼面板下設(shè)置I20a工字鋼做為橫向分配梁，間距根選取0.4m，與槽鋼橋面板焊接；橋臺(tái)采用混凝土橋臺(tái)，基礎(chǔ)和臺(tái)身采用C25混凝土。尺寸根據(jù)施工現(xiàn)場情況而定，基礎(chǔ)為7.6m長，高0.5m，1.5m寬，橋臺(tái)長7.2m，高3.5m，寬1.4。本棧橋按容許應(yīng)力法進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)(1)公路橋涵

2、設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004）(2)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ024-85）(3)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ025-86）(4)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （JTJ0412000）(5)公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D62-2004）1.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)設(shè)計(jì)橋長：13m，單跨11.5m(3)設(shè)計(jì)橋?qū)挘簝魧?m(4)設(shè)計(jì)控制荷載：設(shè)計(jì)考慮以下三種荷載：汽車-20，根據(jù)公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范，取1.3的沖擊系數(shù)。50T履帶吊機(jī)：履帶接地尺寸4.5m×0.7m。掛車-100級平板車，根據(jù)公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范，取1.3的沖擊系數(shù)。設(shè)計(jì)僅考慮

3、單輛重車在橋上通行。圖1、汽車-20車荷載布置圖圖2、履帶吊車荷載布置圖3、掛車-100級加載布置圖1.4自重荷載統(tǒng)計(jì) 1）棧橋面層：橋面鋼板，單位延米重31.42kg，長12m，中心間距30cm，總重：0.3142*12*23=86.72KN，沿橋跨方向均布線荷載為：86.72/12=7.23KN/m2）橫梁I20a，單位重27.9kg/m,即0.279kN/m，長7m，間距0.4m，總重0.279×7×30=58.59kN，沿橋跨方向總均布線荷載為：5.859 kN/m.3） 縱梁I56b，單位重115 kg/m,即1.15kN/m，長12m，間距0.75m，總重1.1

4、5*10*12=138KN，沿橋跨方向總均布線荷載為：11.5kN/m.1.5行人荷載根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，取值3 kN/m。第2章 橫梁計(jì)算 2.1橫梁最不利荷載確定由于車輛是壓在橋面板上，故認(rèn)為車輛荷載傳遞到橫梁上時(shí)是均衡傳遞的，認(rèn)為車輛最前后軸距間的橫梁承擔(dān)車輛集中荷載，這是偏于安全考慮的，對比三種車輛荷載作用下單根橫梁受力見表2-1：表2-1三種車輛荷載作用下單根橫梁受力車輛荷載前后軸距和（m）分配橫梁根數(shù)總軸重（kN）單根橫梁承受（kN）汽車-204.51165059.09履帶4.51150045.5掛車-100級6.415100066.67從表中可以看出，掛車荷載作用下，對橫梁

5、的受力最不利。2.2掛車荷載下橫梁檢算荷載分析：橋面槽鋼自重荷載為7.23kN/m，橫梁自重荷載0.279kN/m作用在橫梁I20a工字鋼上的均布線荷載為：7.23*0.4/7+0.279=0.692kN/m人群荷載：不考慮與汽車同時(shí)作用輪壓荷載：按掛車-100車輪壓計(jì)算 活載P=250*1.3/2=162.5KN/m,恒載q=0.692KN/m采用RBCCE計(jì)算根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知：查的I20a：I=2370cm4 W=237cm3最大彎矩M=24.62kn ，最大剪力155.65kn ，按照容許應(yīng)力法進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算 w=Mmax / rw = 24.62×103/ 237×1

6、0-6=103.89Mpa<145Mpa 強(qiáng)度滿足要求；剪應(yīng)力=VS/Ib其中剪力V=155.65 kN，I/s=17.2cm，腹板厚b=7mm,代入得=155.65×1000/(172×7)=129.28MPa<=140MPa,滿足抗剪強(qiáng)度要求；第3章 11m跨縱梁計(jì)算 3.1 荷載計(jì)算 縱向主梁：每排主梁延米重量為115kg/m，總重為：115×10×10-3×12×10138kN，換算成橋跨方向均布線荷載為：11.5kN/m1）自重均布荷載：根據(jù)前面的計(jì)算可知均布荷載為：q=7.23+5.859=13.08

7、9kN/m2）人群荷載: 不考慮與車輛同時(shí)作用；3）車輛荷載：按掛車-100驗(yàn)算；3.2縱向主梁計(jì)算為簡化計(jì)算，貝雷架的上承受的荷載有集中荷載和均布荷載，均布荷載為橋面系和縱梁自重，集中荷載為車輛荷載，集中荷載按汽車輪壓荷載計(jì)算，計(jì)算模型如圖所示，對單片I56b工字鋼q=13.089/10+1.15=2.46kN/m，集中荷載：掛車-100，p1=p2=p3=p4=1.3×(250/10)=32.5KN用rbcce求得：最大彎矩M=245.42kn.M，最大剪力79.14kn查的I56b：I=68512.5cm4 W=2446.69cm3w=Mmax / rw =245.42

8、5;103/ 2446.69×10-6=100.31Mpa<145Mpa 強(qiáng)度滿足要求；剪應(yīng)力=VS/Ib其中剪力V=79.14kN，I/s=47.14cm，腹板厚b=14.5mm,代入得=79.14×1000/(471.4×14.5)=11.57MPa<=83MPa,滿足抗剪強(qiáng)度要求；由計(jì)算可見：I56b工字鋼作為縱梁，間距0.75m情況，各種車輛均能滿足受力要求。第4章 橋面槽鋼計(jì)算橋面板采用28a槽鋼，槽鋼下設(shè)中心間距400mm的I20a工字鋼橫梁，橋面板凈跨徑為300mm（20a工字鋼翼板寬度為100mm）。4.1、荷載計(jì)算其荷載分析

9、如下：1）自重均布荷載：0.3142*23=7.23kN/m(沿橋跨方向菌斑荷載，對于每根縱梁的均布荷載為0.3142 kN/m2）人群荷載：不同時(shí)考慮3）28a縱向槽鋼間距30cm，橫向分配梁間距為0.4m，縱梁受力計(jì)算按照跨徑為0.4m的5跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算4）汽車輪壓 汽車-20級輪壓：車輪接地尺寸為0.6m×0.2m,縱梁間距0.3m，0.3×2=0.6，故每組車輪壓在2根28a上，在槽鋼上的分布寬度為0.2m；考慮沖擊系數(shù)1.3，則單根28承受的線荷載為1.3×140 ÷2÷2÷0.2=227.5kN/m；掛車-100級輪壓：

10、車輪接地尺寸為0.5m×0.2m,縱梁間距0.3m，0.25×2=0.5，故每組車輪壓在2根28a上，考慮沖擊系數(shù)1.3，則單根28a承受的線荷載為1.3×250 ÷2÷2÷0.2=406.25kN；對比上面3種車輛荷載，分別計(jì)算掛車-100級作用和75t履帶時(shí)。4.2橋面 縱梁計(jì)算當(dāng)掛車-100級作用在縱梁上，考慮橫梁間距為40cm時(shí)，其計(jì)算模型、彎矩、剪力為：最大彎矩：4.58KN.m，最大剪力：48.6KN查的28a開口側(cè)截面抵抗矩W=35.718cm3，I=217.9 cm4 tw=1.25cm，A=40.02cm2最大彎矩M

11、=6.28KN.M，最大剪力56.64knw= Mmax /w = 4.58×103/ (35.7×10-6)=128.3Mpa145Mpa 強(qiáng)度滿足要求；=V/A，其中剪力取V=48.6kN，A=40.02 =48.6×1000/(40.02)=12.14MPa<=140MPa滿足抗剪強(qiáng)度要求；剛度驗(yàn)算：由以上模型可知，將汽車輪壓荷載簡化為集中荷載，處于跨中時(shí)計(jì)算的撓度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際情況的。以此計(jì)算撓度：剛度驗(yàn)算:fmaxffmax=Pl3/(48EI) 其中E=2.05×105 MPa fmax=(81.25×0.43)/(

12、48×2.05×1011×2.179×10-6) =0.024mmf=1/400m=10mm故剛度滿足要求由計(jì)算可見：28a槽鋼作為縱梁，間距0.4m情況，各種車輛均能滿足受力要求。 第5章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5.1基礎(chǔ)承載力計(jì)算橋身鋼結(jié)構(gòu)自重27.54噸，荷載：拖車100噸橋梁上部恒載反力N1=27.54/2=13.77T橋梁上部活載反力N2=100T橋臺(tái)自重G=2.5×7.6×0.85×0.4+2.5×7.2×3.5×1+2.5×7.6×1.5×0.5=83.71T不考慮

13、偏心作用，墩身受中心荷載作用，其地基承載應(yīng)為：=173.2KPa注意：橋臺(tái)基礎(chǔ)底部承載力必須>174 KPa，因一般河岸淤泥質(zhì)地基承載力較低，建議開挖至相應(yīng)基礎(chǔ)深度，并通過試驗(yàn)確定地基承載力，確保滿足要求。5.2 抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算臺(tái)側(cè)土壓力按朗肯土壓力公式計(jì)算。取=18kN/m3，ka=0.33，則墩側(cè)土壓力Pa=0.5h2ka=0.5×18×42×0.33=47.52kNNi=G=83.71=837kNPi= Pa =47.42 kN 基底摩擦系數(shù)按沙礫取=0.35則kc=0.35×837/47.52= 6.161.3滿足要求。5.3 抗傾覆驗(yàn)算墩側(cè)土壓力按朗肯土壓力公式計(jì)算。取=18kN/m3，ka=0.33，則墩側(cè)土壓