72米钢便桥计算书

第1页钢便桥受力计算书...........................................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..................................11.5计算过程（手算）......................................1§1.5.1活载计算........................................2§1.5.2桥面板计算......................................2§1.5.3I12.6工字梁纵梁计算............................2§1.5.4I25a工字梁横梁计算.............................3§1.5.5贝雷主梁计算...................................5§1.5.62根I32b桩顶横梁计算...........................66电算复核...............................................7第1页钢便桥受力计算书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→I12.6工字梁纵梁→I25a工字梁横梁→顺桥向贝雷梁→横桥向I32b工字钢→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①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。第2页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Ⅱ～Ⅴ）。本便桥弯曲容许应力取MPa2031454.1，容许剪应力取MPa119854.1。§1.5.1活载计算活载控制设计为9m3砼运输车（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，单辆砼运输车荷载为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I25a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mkNg/14.0，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/2=38.5KN。（2）材料力学性能参数及指标第3页I12.6工字钢：461088.4mmI3510775.0mmW21810mmA2646211100248.11088.4/101.2NmmmNEI（3）力学计算混凝土运输车荷载下前轮受力简化图示如下：计算可得，在混凝土运输车荷载作用单根I12.6工字钢纵梁：kNmmKNPLM54.1445.179.384maxkNkNPQ4.19279.382maxa、强度检算MPaMPammNmmWM2036.18710775.01054.14356maxmax，合格；MPaMPammNmmAQ1197.101810104.1923maxmax，合格；b、刚度检算mmmmEIEIPlf5.2600150001.23845.179.388384833max，合格。§1.5.4I25a工字梁横梁计算横梁采用I25a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。I25a工字钢横梁荷载按混凝土运输车荷载分别验算；恒载为I12.6纵第4页梁及桥面板自重，按均布荷载考虑，每根I25a横梁承受恒载：mkNg/6.96210)2.145.121785001.055.1(1，I25a自重：mkNg/3.02，恒载为：mkNggg/9.113.06.92.12.121。（1）混凝土运输车荷载汽车后轮纵向间距1.4m，按两后轮其中一侧轮作用在跨中考虑，集中力大小kNP77701.1。（2）材料力学性能参数及指标I25a工字钢：471002.5mmI351001.4mmW24850mmA2645211105.101002.5/101.2NmmmNEI（3）力学计算混凝土运输车荷载下受力简化图示如下：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2－8，计算如下:mKNmmKNPLqLM5.21.138156.05.2/9.1107.0156.007.022maxkNm1.59kNKNmmKNPqlQ7.1131.138688.05.2/9.11625.0688.0625.0maxa、强度检算第5页MPaMPammNmmWM2034.1471001.4101.59356maxmax＜，合格；MPaMPammNAQ1194.234850107.11323maxmax，合格；b、刚度检算23323434max105.101005.21.138911.0105.101005.2/9.11521.0100911.0100521.0KNmmKNKNmmmKNEIplEIqlfmmmmmmmmmm2.460025001.2872.1231.0，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I32b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：mkNg/4.135100/]2.14122161.389785001.0612[2.1则单排贝雷梁上恒载自重为135.4/12/3＝3.76KN/m。（1）混凝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1576.4KN·m，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：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）：计算简图第6页12(1)弯矩图yx12(1)1011.171027.38581.44剪力图yx12(1)217.17165.8520.8510.93-134.07-163.23-202.23-228.47kNmM6.1023maxkNQ5.228max故：m4.15766.1023maxKNMkNmM，合格。KNQkNQ5.4905.228max，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。§1.5.62根I32b桩顶横梁计算钢管桩顶分配梁采用2根I32b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I32b工字钢：481016.1mmI第7页351026.7mmW27345mmA27411102.431016.1101.2NmEImKgg/60（2）承载力验算kNmqlPlM8.538225.06.0225.0239822maxkNqlpQ48156.023922maxa、强度检算MPaMPammNmmWM2031.741026.7108.53356maxmax，合格；MPaMPammNAQ1195.6573451048123maxmax，合格；b、刚度检算根据《路桥施工计算手册》第P741附表2－3，计算如下:)5.2225.045.2225.03(5.21043.26239)43(6222422maxmmmmmmKNKNlaalEIlPfmmmmmm2.460025004.2，合格。6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第8页汽车荷载作用下挠度计算结果图示汽车荷载作用下贝雷梁挠度计算结果图示第9页汽车荷载作用下梁应力计算结果图示排架桩整体稳定性第10页便桥总体模型（一联）便桥总体模型（最大反力）(中间约束为虚拟嵌固点位置)便桥总体模型（最大竖向位移）第11页便桥总体模型（最大横向位移）便桥总体模型（最大应力）由以上图示可知，在成桥状态下钢管桩最大反力为40.5t,最大竖向挠度1.2cm，最大侧向位移2.2cm，梁单元最大应力178.8Mpa，值得注意的是，由于程序定义的挠度均为累计挠度。第12页综上所述，本贝雷便桥能满足我标段施工和使用要求。