狮子山施工钢便桥计算书

计

算

书

二。一六年八月

第1章概述

1工程概况 1.1便桥设计方案

本便桥设计全长为13m纵向设计跨径为1跨11.5m,宽7m采用上承式工字 钢组合结构。构成形式为：主要承重构件为10#I56b工字钢组成，排问距0.75m, 长12m桥面防滑花纹钢板，钢面板下设置I20a工字钢做为横向分配梁，间距根 选取0.4m,与槽钢桥面板焊接；桥台采用混凝土桥台，基础和台身采用

C25昆凝

土。尺寸根据施工现场情况而定，基础为7.6m长，高0.5m, 1.5m宽，桥台长7.2m, 高3.5m,宽1.4。本栈桥按容许应力法进行设计。

1.2设计依据

(1) «公路桥涵设计通用规范》 (2) 《公路桥涵地基与基础设计规范》 (3) 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 (4) 《公路桥涵施工技术规范》

(5) «公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》 1.3技术标准

⑴ 设计桥长：13m单跨11.5m (3) 设计桥宽：净宽7m (4) 设计控制荷载： 设计考虑以下三种荷载：

汽车-20，根据《公路桥涵通用设计规范》，取1.3的冲击系数。 50T履带吊机：履带接地尺寸 4.5mX 0.7m。

③挂车-100级平板车，根据《公路桥涵通用设计规范》，取1.3的冲击系数。 设计仅考虑单辆重车在桥上通行。

(JTG D60-2004) (JTJ024-85) (JTJ025-86) (JTJ041—2000) (JTG D62-2004)

图1、汽车-20车荷载布置图 总重501 每条笥带甲住压力5. C1 iJ L1 ii 111H111IJ t H H11 CD 1 、 , L 卫. 5 .1

图2、履带吊车荷载布置

------------------------- 1 A 图3、挂车-100级加载布置图

耳

1.4自重荷载统计

1） 栈桥面层：桥面钢板，单位延米重 31.42kg,长12m中心问距30cm,总 重：0.3142*12*23=86.72KN，沿桥跨方向均布线荷载为：86.72/12=7.23KN/m

2）

横梁I20a，单位重27.9kg/m,即0.279kN/m,长7m 间距0.4m,总重0.279 X

7X 30=58.59kN,沿桥跨方向总均布线荷载为：5.859 kN/m.

3） 纵梁I56b，单位重115 kg/m,即1.15kN/m,长12m 问距0.75m,总重 1.15*10*12=138KN，沿桥跨方向总均布线荷载为：11.5kN/m.

1.5行人荷载

根据《公路桥涵设计通用规范》，取值3 kN/m。

第2章横梁计算

2.1横梁最不利荷载确定

由丁车辆是压在桥面板上，故认为车辆荷载传递到横梁上时是均衡传递的， 认为车辆最前后轴距间的横梁承担车辆集中荷载， 这是偏丁安全考虑的，对比三 种车辆荷载作用下单根横梁受力见表2-1 :

表2-1三种车辆荷载作用下单根横梁受力

车辆荷载 前后轴距和（m） 分配横梁根数 总轴重（kN） 单根横梁承受（kN） 汽车-20 4.5 11 650 59.09 履带 4.5 11 500 45.5 挂车-100级 6.4 15 1000 66.67

从表中可以看出，挂车荷载作用下，对横梁的受力最不利。 2.2挂车荷载下横梁检算 荷载分析：

桥面槽钢自重荷载为7.23kN/m，横梁自重荷载0.279kN/m

作用在横梁I20a工字钢上的均布线荷载为：7.23*0.4/7+0.279=0.692kN/m 人群荷载：不考虑与汽车同时作用 轮压荷载：按挂车-100车轮压计算

活载 P=250*1.3/2=162.5KN/m,包载 q=0.692KN/m

0B692kN/m

采用RBCCE算

-7.24

-11.79

-2.69

1.86

6-42

10.97

15.S2

2Q.07

24,62

-127.97

-72.61

-100.29

-44.94

-17.26

10.42

38,1

65.78

-155.65

根据计算结果可知：查的I20a : I=2370cm4 W=237cm3

最大弯矩M=24.62kn，最大剪力155.65kn ,按照容许应力法进行相关验算 b w=Mmax / rw = 24.62 x 103/ 237 x 10-6=103.89Mpa<145Mpa 强度满足要求； 剪应力r =VS/Ib

其中剪力 V=155.65 kN , I/s=17.2cm，腹板厚 b=7mm｛弋入得 r =155.65 X 1000/(172 X 7)=129.28MPa<[ r ]=140MPa,满足抗剪强度要求；

第3章11m跨纵梁计算

3.1荷载计算

纵向主梁：每排主梁延米重量为115kg/m，总重为：115X 10X 10-3 X 12 X10=

138kN,换算成桥跨方向均布线荷载为：11.5kN/m

1） 自重均布荷载：根据前面的计算可知均布荷载为： q=7.23+5.859=13.089kN/m

2） 人群荷载：不考虑与车辆同时作用； 3） 车辆荷载：按挂车-100验算； 3.2纵向主梁计算

为简化计算，贝雷架的上承受的荷载有集中荷载和均布荷载，均布荷载为桥 面系和纵梁自重，集中荷载为车辆荷载，集中荷载按汽车轮压荷载计算，计算模 型如图所示，对单片I56b工字钢q=13.089/10+1.15=2.46kN/m ,

集中荷载：挂车-100 , p1=p2=p3=p4=1.3X （250/10）=32.5KN

用rbcce求得:

最大弯矩M=245.42kn.M,最大剪力79.14kn 查的 I56b : I=68512.5cm4 W=2446.69cm3

b w=Mmax / rw =245.42 x 103/ 2446.69 x 10-6=100.31Mpa<145Mpa 强度满足要求； 剪应力r =VS/Ib

其中剪力 V=79.14kN, I/s=47.14cm，腹板厚 b=14.5mm代入得 i =79.14 x 1000/(471.4 X 14.5)=11.57MPa<[ r ]=83MPa,满足抗剪强度要求；

由计算可见：I56b工字钢作为纵梁，问距0.75m|f况，各种车辆均能满足受 力要求。

第4章桥面槽钢计算

桥面板采用[28a槽钢，槽钢下设中心间距400mm勺I20a工字钢横梁，桥面 板净跨径为300mm（ 20a工字钢翼板宽度为100mm。

4.1、荷载计算 其荷载分析如下：

1） 自重均布荷载：0.3142*23=7.23kN/m（沿桥跨方向菌斑荷载，对丁每根纵 梁的均布荷载为0.3142 kN/m

2） 人群荷载：不同时考虑

3） [28a纵向槽钢间距30cm横向分配梁间距为0.4m,纵梁受力计算按照 跨径为0.4m的5跨连续梁进行验算

4）汽车轮压

汽车-20级轮压：车轮接地尺寸为 0.6mX 0.2m,纵梁问距0.3m, 0.3 X 2=0.6 ,

故每组车轮压在2根［28a上，在槽钢上的分布宽度为0.2m；考虑冲击系 数1.3，则单根［28承受的线荷载为1.3 X 140 -2-2-0.2=227.5kN/m ;

挂车-100级轮压：车轮接地尺寸为 0.5mX 0.2m,纵梁问距 0.3m, 0.25 X 2=0.5，故每组车轮压在2根［28a上，考虑冲击系数1.3，则单根［28a承受的线 荷载为 1.3 X 250 士 2士 2士 0.2=406.25kN ;

对比上面3种车辆荷载，分别计算挂车-100级作用和75t履带时。 4.2桥面纵梁计算

当挂车-100级作用在纵梁上，考虑横梁 间距为40cm时，其计算模型、弯矩、剪力为：

-2.22

-3.19

-1.25

-0.28

0.7

1.67

2.64

3.61

4.S8

-36.45

-48.6

-24.3

-12.15

0

12*15

24.3

36.45

48.6

最大弯矩：4.58KN.m,最大剪力：48.6KN 查的［28a 开口侧截面抵抗矩 A=40.02cm2

最大弯矩M=6.28KN.M 最大剪力56.64kn

b w= Mmax /w = 4.58 x 103/ (35.7 x 10-6)=128.3Mpa < 145Mpa 强度满足要求；

W=35.718cm3 I=217.9 cm4 tw=1.25cm

r =V/A，其中剪力取 V=48.6kN, A=40.02

r =48.6 X 1000/(40.02)=12.14MPa<[ r ]=140MPa 满足抗剪强度要求； 刚度验算：

由以上模型可知，将汽车轮压荷载简化为集中荷载，处丁跨中时计算的挠度 是远远大丁实际情况的。以此计算挠度：刚度验算

fmax=Pl3/(48EI) 其中 E=2.05X 105 MPa

fmax=(81.25 X 0.43)/(48 X 2.05 X 1011X 2.179 X 10-6)

=0.024mm < [f]=1/400m=10mm 故刚度满足要求

由计算可见：[28a槽钢作为纵梁，问距0.4m情况，各种车辆均能满足受力 要求。

:fmax < [f]

第5章基础设计

5.1基础承载力计算

桥身钢结构自重27.54吨，荷载：拖车100吨 桥梁上部包载反力N1=27.54/2=13.77T 桥梁上部活载反力N2=100T

桥台自重 G=2.5X 7.6 X 0.85 X 0.4+2.5 X 7.2 X 3.5 X 1+2.5 X 7.6 X 1.5 X 0.5=83.71T

不考虑偏心作用，墩身受中心荷载作用，其地基承载应为：

N1 N2 G 13.77 100 83.71 b = A = 7.6 1.5=173.2KPa

注意：桥台基础底部承载力必须>174 KPa,因一般河岸淤泥质地基承载力较 低，建议开挖至相应基础深度，并通过试验确定地基承载力，确保满足要求。

5.2抗滑移稳定验算

台侧土压力按朗肯土压力公式计算。取 Y =18kN/m3 ka=0.33 , 则墩侧土压力 Pa=0.5 T h2ka=0.5 x 18X 42x 0.33=47.52kN E Ni=G=83.71=837kN E Pi= Pa =47.42 kN

基底摩擦系数按沙砾取M =0.35 则 kc=0.35 X 837/47.52= 6.16 > 1.3 满足要求。 5.3抗倾覆验算

墩侧土压力按朗肯土压力公式计算。取

T =18kN/m3 ka=0.33,

则墩侧土压力 Pa=0.5 T h2ka=0.5 x 18X 42x 0.33=47.52kN 于是，倾覆力矩 M1=Pa< 0.3h = 47.52 X 0.33 X 4= 62.73kN - m 墩身抗倾覆力矩

M2=G 0.5 X 4= 837 X 2= 1674kN - m 抗倾覆稳定系数

K0 =M2/M1 =1674/62.73 = 26.68 > 1.5 满足