单悬臂式标志牌结构设计计算书
单悬臂式标志牌结构设计计算书
1 设计资料
1.1 板面数据
1)标志板A数据
板面形状：矩形，宽度W=7.0(m)，高度h=3.5(m)，净空H=5.65(m)
标志板材料：内置照明。单位面积重量：19.999998(kg/m^2)
1.2 横梁数据
横梁的总长度：8.28(m)，外径：203(mm)，壁厚：10(mm)，横梁数目：2，间距：2.5(m) 1.3 立柱数据
立柱的总高度：9.48(m)，立柱外径：377(mm)，立柱壁厚：12(mm)
2 计算简图
见Dwg图纸
3 荷载计算
3.1 永久荷载
1)标志版重量计算
标志板重量：Gb=A*ρ*g=24.50×19.999998×9.80=4802.00(N)
式中：A----标志板面积
ρ----标志板单位面积重量
g----重力加速度，取9.80(m/s^2)
2)横梁重量计算
横梁数目2，总长度为8.28(m)，使用材料：奥氏体不锈钢无缝钢管，单位长度重量：48.315(kg/m)
横梁总重量：Gh=L*ρ*g*n=8.28×48.315×9.80×2=7844.332(N)
式中：L----横梁的总长度
ρ----横梁单位长度重量
g----重力加速度，取9.80(m/s^2)
3)立柱重量计算
立柱总长度为9.48(m)，使用材料：奥氏体不锈钢无缝钢管，单位长度重量：109.649(kg/m) 立柱重量：Gp=L*ρ*g=9.48×109.649×9.80=10186.787(N)
式中：L----立柱的总长度
ρ----立柱单位长度重量
g----重力加速度，取9.80(m/s^2)
4)上部结构总重量计算
由标志上部永久荷载计算系数1.10,则上部结构总重量:
G=K*(Gb+Gh+Gp)=1.10×(4802.00+7844.332+10186.787)=25116.429(N)
3.2 风荷载
1)标志板所受风荷载
标志板A所受风荷载:
Fwb=γ0*γQ**(1/2*ρ*C*V^2)*A+=1.0×1.4×[(0.5×1.2258×1.2×22.00^2)×24.50]=12209.851(N) 式中：γ0----结构重要性系数，取1.0
γQ----可变荷载分项系数，取1.4
ρ----空气密度，一般取1.2258(N*S^2*m^-4)
C----标志板的风力系数，取值1.20
V----风速，此处风速为22.00(m/s^2)
g----重力加速度，取9.80(m/s^2)
2)横梁所迎风面所受风荷载:
Fwh=γ0*γQ**(1/2*ρ*C*V^2)*W*H+=1.0×1.4×*(0.5×1.2258×0.80×22.00^2)×0.203×0.811+=54.732( N)
式中：C----立柱的风力系数，圆管型取值0.80
W----横梁迎风面宽度，即横梁的外径
H----横梁迎风面长度，应扣除被标志板遮挡部分
3)立柱迎风面所受风荷载:
Fwp=γ0*γQ**(1/2*ρ*C*V^2)*W*H+=1.0×1.4×*(0.5×1.2258×0.80×22.00^2)×0.377×9.48+=1187.41 5(N)
式中：C----立柱的风力系数，圆管型立柱取值0.80
W----立柱迎风面宽度，即立柱的外径
H----立柱迎风面高度
4 横梁的设计计算
由于两根横梁材料、规格相同，根据基本假设，可认为每根横梁所受的荷载为总荷载的一半。
单根横梁所受荷载为：
(标志牌重量)
竖直荷载:G4=γ0*γG*Gb/n=1.0×1.2×4802.00/2=2881.20(N)
式中：γ0----结构重要性系数，取1.0
γG----永久荷载(结构自重)分项系数，取1.2
n----横梁数目，这里为2
(横梁自重视为自己受到均布荷载)
均布荷载:ω1=γ0*γG*Gh/(n*L)=1.0×1.2×7844.332/(2×8.28)=568.19(N) 式中：L----横梁的总长度
(标志牌风荷载)
水平荷载：Fwbh=Fwb/n=12209.851/2=6104.925(N)
4.1 强度验算
横梁根部由重力引起的剪力为:
QG=G4+ω1*Lh = 2881.20 + 568.19×7.71 = 7262.794(N)
式中：Lh----横梁端部到根部的距离,扣除与立柱连接部分的长度
由重力引起的弯矩:
MG=ΣGb*Lb+ω1*Lh^2/2
= 2401.00×4.311 + 568.19×7.71^2/2
= 27246.243(N*M)
式中：Gb----每根横梁所承担的标志板重量
Lb----标志板形心到横梁根部的间距
横梁根部由风荷载引起的剪力:
Qw= Fwbh+Fwh= 6104.925+54.732=6159.657(N)
式中：Fwbh----单根横梁所承担的标志板所传来的风荷载
Fwh----单根横梁直接承受的风荷载
横梁根部由风荷载引起的弯矩:
Mw= ΣFwbi*Lwbi + ΣFwhi*Lwhi
= 6104.925×4.311 + 67.445×0.312
= 26343.593(N*M)
横梁规格为υ203×10，截面面积A=6.063×10^-3(m^2)，截面惯性矩I=2.831×10^-5(m^4)，截面抗弯模量W=2.789×10^-4(m^3)
横梁根部所受到的合成剪力为:Qh= (QG^2+Qw^2)^1/2= (7262.794^2+6159.657^2)^1/2= 9523.106(N)
合成弯矩:Mh= (MG^2+Mw^2)^1/2= (27246.243^2+26343.593^2)^1/2= 37899.111(N*M)
1)最大正应力验算
横梁根部的最大正应力为:
σmax= M/W= 37899.111/(2.789×10^-4)= 135.894(MPa) < [σd] = 215(MPa)，满足要求。
2)最大剪应力验算
横梁根部的最大剪应力为:
τmax= 2*Q/A= 2×9523.106/(6.063×10^-3)= 3.141(MPa) < [τd] = 125(MPa)，满足要求。
3)危险点应力验算
根据第四强度理论，σ、τ近似采用最大值即:
σ4= (σmax^2 + 3×τmax^2)^1/2= (135.894^2 + 3×3.141^2)^1/2= 136.002(MPa) < [σd]= 215(MPa)，满足要求。
4.2 变形验算
横梁端部的垂直挠度：
fy = ΣGb*lb^2*(3*Lh-lb)/(γ0*γG*6*E*I) + ω1*Lh^4/(γ0*γG*8*E*I)
= 2881.20×4.311^2×(3×7.71-4.311)/(1.0×1.2×6×210.00×10^9×2.831×10^-5)
+ 568.19×7.71^4/(1.0×1.2×8×210.00×10^9×2.831×10^-5)
= 58.764(mm)
式中：Gb----标志板自重传递给单根横梁的荷载
lb----当前标志板形心到横梁根部的间距
水平挠度：
fx = ΣFwb*lb^2*(3Lh-lb)/(γ0*γG*6*E*I) + ω2*L2^3*(3Lh-l2)/(γ0*γG*6*E*I)
= 6104.925×4.311^2×(3×7.71-4.311)/(1.0×1.2×6×210.00×10^9×2.831×10^-5)
+ 67.445×0.812^3×(3×7.71-0.812)/(1.0×1.2×6×210.00×10^9×2.831×10^-5)
= 49.928(mm)
合成挠度：
f= (fx^2 + fy^2)^1/2= (49.928^2 + 58.764^2)^1/2= 77.11(mm)
f/Lh = 0.07711/7.71= 0.01 < 0.01，满足要求。
5 立柱的设计计算
立柱根部受到两个方向的力和三个方向的力矩的作用，竖直方向的重力、水平方向的风荷载、横梁和标志板重力引起的弯矩、风荷载引起的弯矩、横梁和标志板风荷载引起的扭矩。
垂直荷载：N= γ0*γG*G= 1.00×1.20×25116.429= 30139.715(N)
水平荷载：H= Fwb+Fwh+Fwp= 12209.851+109.463+1187.415= 13506.729(N)
立柱根部由永久荷载引起的弯矩：
MG= MGh*n= 27246.243×2= 54492.487(N*M)
式中：MGh----横梁由于重力而产生的弯矩
n----横梁数目，这里为2
由风荷载引起的弯矩：
Mw= ΣFwb*Hb+ΣFwh*Hh+Fwp*Hp/2= 90352.894 + 810.027 + 5628.349= 96791.27(N*m)
合成弯矩
M= (MG^2+Mw^2)^1/2= (54492.487^2+96791.27^2)^1/2=111076.465(N*m) 由风荷载引起的扭矩：
Mt= n*Mwh= 2×26343.593= 52687.185(N*m)
式中：Mwh----横梁由于风荷载而产生的弯矩
立柱规格为υ377×12，截面积为A=1.376×10^-2(m^2)，截面惯性矩为I=2.294×10^-4(m^4)，抗弯截面模量为W=1.217×10^-3(m^3)，截面回转半径i=0.129(m)，极惯性矩为Ip=4.588×10^-4(m^4)
立柱一端固定，另一端自由，长度因数μ=2。作为受压直杆时，其柔度为：
λ=μ*Hp/i= 2×9.48/0.129= 147，查表，得稳定系数υ=0.351
5.1 强度验算
1)最大正应力验算
轴向荷载引起的压应力：
σc= N/A= 30139.715/(1.376×10^-2)(Pa)= 2.19(MPa)
由弯矩引起的压应力：
σw= M/W= 111076.465/(1.217×10^-3)(Pa)= 91.273(MPa)
组合应力:σmax= σc+σw= 2.19+91.273= 93.464(MPa)
σc/(υ*σd)+σc/σd= 2.19/(0.351×215)+91.273/215= 0.454 < 1，满足要求。2)最大剪应力验算
水平荷载引起的剪力：
τHmax= 2*H/A= 2×13506.729/(1.376×10^-2)(Pa)= 1.963(MPa)
由扭矩引起的剪力：
τtmax= Mt*D/(2*Ip)= 52687.185×0.377/(2×4.588×10^-4)(Pa)= 21.647(MPa) 合成剪力：τmax=τHmax+τtmax= 1.963+21.647= 23.61(MPa) < [τd]= 125.00(MPa)，满足要求。
3)危险点应力验算
最大正应力位置点处，由扭矩产生的剪应力亦为最大，即
σ=σmax= 93.464(MPa), τ=τmax= 23.61(MPa)
根据第四强度理论:
σ4= (σ^2+3*τ^2)^1/2= (93.464^2+3×23.61^2)^1/2= 102.019(MPa) < [σd]= 215(MPa)，满足要求。
5.2 变形验算
立柱顶部的变形包括，风荷载引起的纵向挠度、标志牌和横梁自重引起的横向挠度、扭矩引起的转角产生的位移。
风荷载引起的纵向挠度：
fp= (Fwb1+Fwh1)*h1^2*(3*h-h1)/(γ0*γQ*6*E*I) + Fwp1*h^3/(γ0*γQ*8*E*I)
=
(12209.851+109.463)×7.40^2×(3×9.48-7.40)/(1.00×1.40×6×210×10^9×2.294×10^-4)
+ 1187.415×9.48^3/(1.00×1.40×8×210×10^9×2.294×10^-4)
= 0.037(m)
fp/D= 0.037/9.48= 0.004 < 0.01，满足要求。
立柱顶部由扭矩标准值产生的扭转角为：
θ=Mt*h/(γ0*γQ*G*Ip)= 52687.185×9.48/(1.00×1.40)×79×10^9×4.588×10^-4= 0.0098(rad)
式中：G----切变模量，这里为79(GPa)
该标志结构左上点处水平位移最大，由横梁水平位移、立柱水平位移及由于立柱扭转而使横梁产生的水平位移三部分组成。该点总的水平位移为：
f= fx+fp+θ*l1= 0.05+0.037+0.0098×8.00= 0.166(m)
该点距路面高度为9.15(m)
f/h= 0.166/9.15= 0.018 > 0.01，不满足要求！
由结构自重而产生的转角为：
θ=My*h1/(γ0*γG*E*I)= 54492.487×7.40/(1.00×1.20×210×10^9×2.294×10^-4)= 0.007(rad)
单根横梁由此引起的垂直位移为:
fy'=θ*l1= 0.007×7.71= 0.0538(m)
横梁的垂直总位移为:
fh=fy+fy'= 0.059+0.0538= 0.113(m)
该挠度可以作为设置横梁预拱度的依据。
6 立柱和横梁的连接
连接螺栓采用六角螺栓8M30，查表，每个螺栓受拉承载力设计值[Nt]=85.83(KN)，受剪承载力设计值[Nv]=122.24(KN)
螺栓群处所受的外力为：合成剪力Q=9.523(KN)，合成弯矩M=37.899(KN*M)
每个螺栓所承受的剪力为：Nv=Q/n= 9.523/8= 1.19(KN)
以横梁外壁与M方向平行的切线为旋转轴，旋转轴与竖直方向的夹角：
α=atan(MG/Mw)= atan(27246.24/26343.59)= 0.802(rad)= 45.96°
则各螺栓距旋转轴的距离分别为：
螺栓1：y1= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802- 1×0.3927)= 0.166(m)
螺栓2：y2= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802+ 1×0.3927)= 0.251(m)
螺栓3：y3= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802+ 3×0.3927)= 0.249(m)
螺栓4：y4= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802+ 5×0.3927)= 0.161(m)
螺栓5：y5= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802+ 7×0.3927)= 0.037(m)
螺栓6：y6= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802+ 9×0.3927)= -0.048(m)
螺栓7：y7= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802+ 11×0.3927)= -0.046(m)
螺栓8：y8= 0.203/2 + 0.161×sin(0.802+ 13×0.3927)= 0.042(m) 螺栓2对旋转轴的距离最远，各螺栓拉力对旋转轴的力矩之和为：
Mb=N2*Σyi^2/y2
其中：Σyi^2= 0.1816(m^2)
Σyi= 0.9064(m)
受压区对旋转轴产生的力矩为：
Mc=∫σc*(2*(R^2-r^2)^1/2)*(y-r)dy
式中：σc----法兰受压区距中性轴y处压应力
R----法兰半径，这里为0.211(m)
r----横梁截面半径，这里为0.102(m)
压应力合力绝对值：
Nc=∫σc*(2*(R^2-r^2)^1/2)dy
又σc/σcmax = (y-r)/(R-r)
根据法兰的平衡条件：Mb+Mc=M，Nc=ΣNi，求解得：
N2=44.348(KN)
σcmax=7.898(MPa)
6.1 螺栓强度验算
((Nv/[Nv])^2 + (Nmax/[Nt])^2)^1/2= ((1.19/122.24)^2 + (44.348/85.83)^2)^1/2= 0.517 < 1，满足要求。
悬臂法兰盘的厚度是30mm，则单个螺栓的承压承载力设计值：
Nc= 0.03×0.03×400×10^3= 360(KN)，Nv=1.19(KN) < Nc，满足要求。
6.2 法兰盘的确定
受压侧受力最大的法兰盘区隔为三边支撑板：
自由边长度：a2=(0.422-0.203)×sin(PI/8)= 0.084(m)
固定边长度：b2=(0.422-0.203)/2= 0.109(m)
b2/a2= 0.109/0.084= 1.307，查表，α=0.124，因此该区隔内最大弯矩为：
Mmax = α*σcmax*a2^2= 0.124×7.898×0.084^2= 6.886(KNM)
法兰盘的厚度：
t= (6*Mmax/f)^1/2= [6×6886.391/(215×10^6)]^1/2= 13.86(mm) < lt= 30(mm)，满足要求。
受拉侧法兰需要的厚度：
t= {6*Nmax*Lai/[(D+2*Lai)*f]}^1/2= {6×44348×0.059/[(0.03+2×0.059)×215×10^6]}^1/2 = 22.23(mm) < lt= 30(mm)，满足要求。
6.3 加劲肋的确定
由受压区法兰盘的分布反力得到的剪力：
Vi= aRi*lRi*σcmax= 0.084×0.109×7.898×10^6(N)= 72.484(KN)
螺栓拉力产生的剪力为：V2=N2= 44.348(KN)
加劲肋的高度和厚度分别为：hRi= 0.20(m), tRi= 0.02(m)，则剪应力为：
τR= Vi/(hRi*tRi)= 72483.8/(0.20×0.02)= 18.121(MPa)
设加劲肋与横梁的竖向连接焊缝的焊脚尺寸hf=0.01(m)，焊缝计算长度：lw=0.20(m)，则角焊缝的抗剪强度：
τf= Vi/(2*0.7*he*lw)= 72483.8/(2×0.7×0.01×0.20)= 25.28(MPa) < 160(MPa)，满足要求。
7 柱脚强度验算
7.1 受力情况
地脚受到的外部荷载：
铅垂力：G= γ0*γG*G=1.0×0.9×25116.429 = 22604.786(N)
水平力：F=13506.729(N)
式中：γG----永久荷载分项系数，此处取0.9
合成弯矩：M=111076.465(N*m)
扭矩：Mt= 52687.185(N*m)
7.2 底板法兰受压区的长度Xn
偏心距：e= M/G= 111076.465/22604.786= 4.914(m)
法兰盘几何尺寸：L=1.20(m)；B=1.20(m)；Lt=0.05(m)
地脚螺栓拟采用12M36规格，受拉侧地脚螺栓数目n=1，总的有效面积：
Ae = 1×8.17 = 8.17(cm^2)
受压区的长度Xn根据下式试算求解：
Xn^3 + 3*(e-L/2)*Xn^2 - 6*n*Ae*(e+L/2-Lt)*(L-Lt-Xn) = 0
Xn^3 + 11.142*Xn^2 + 0.022*Xn - 0.026 = 0
求解该方程，得最佳值：Xn = 0.047(m)
7.3 底板法兰盘下的混凝土最大受压应力验算
混凝土最大受压应力：
σc= 2 * G * (e + L/2 - Lt) / [B * Xn * (L - Lt - Xn/3)]
= 2×22604.786×(4.914 + 1.20/2 -0.05) / [1.20×0.047×(1.20 - 0.05 - 0.047/3)](Pa)
= 3.868(MPa) < βc*fcc = (1.80× 1.80 / 1.20× 1.20)^0.5×11.90(MPa)=17.85(MPa)，满足要求！
7.4 地脚螺栓强度验算
受拉侧地脚螺栓的总拉力：
Ta = G*(e - L/2 + Xn/3) / (L - Lt - Xn/3)
= 22604.786×(4.914 - 1.20/2 + 0.047/3) / (1.20 - 0.05 - 0.047/3)(N)
= 86.275(KN) < n*T0 = 1×160.70 = 160.70(KN)，满足要求。
7.5 对水平剪力的校核
由法兰盘和混凝土的摩擦所产生的水平抗剪承载力为：
Vfb= k(G+Ta)= 0.40×(22.605+86.275)= 43.552(KN) > F = 13.507(KN)
7.6 柱脚法兰盘厚度验算
法兰盘肋板数目为8
对于三边支承板：
自由边长a2 = 0.313(m)，固定边长b2 = 0.22(m)
b2 / a2 = 0.704，查表得：α= 0.087, 因此，
M1 = α*σc*(a2)^2 = 0.087×3868385.49×0.313^2 = 33036.505(N*m/m)对于相邻支承板：
自由边长a2 = 0.313(m)，固定边长b2 = 0.377(m)
b2 / a2 = 1.207，查表得：α= 0.121, 因此，
M2 = α*σc*(a2)^2 = 0.121×3868385.49×0.313^2 = 45835.62(N*m/m)取Mmax = max(M1, M2) = max(33036.505, 45835.62) = 45835.62(N*m/m)
法兰盘的厚度：
t = (6*Mmax/fb1)^0.5 = [6×45835.62/(210×10^6)]^0.5 = 36.2(mm) > 30(mm), 不满足要求！
受拉侧法兰盘的厚度：
t = {6 * Na * Lai / [(D + Lai1 + Lai) * fb1]} ^ 0.5
= {6×86274.878×0.763 / [(0.036+0.763+0.763)×210×10^6]} ^ 0.5(m) = 0.035(mm) > 0.03(mm), 不满足要求！
7.7 地脚螺栓支撑加劲肋
由混凝土的分布反力得到的剪力：
Vi = αri * Lri * σc = 0.313×0.22×3868385.49(N) = 266.081(KN) > Ta/n= 86.275/1= 86.275(KN), 满足要求。
地脚螺栓支撑加劲肋的高度和厚度为：
高度Hri = 0.40(m), 厚度Tri = 0.02(m)
剪应力为：τ= Vi/(Hri*Tri) = 266081.171/(0.40×0.02) = 33.26(MPa) < fv = 125.00(MPa), 满足要求。
加劲肋与标志立柱的竖向连接角焊缝尺寸Hf = 0.013(mm), 焊缝长度Lw = 0.32(mm) 角焊缝的抗剪强度：τ= Vi/(2*Hf*Lw) = 266081.171/(2×0.013×0.32) = 32.481(MPa) < 160(MPa), 满足要求。
8 基础验算
上层基础宽WF = 1.80(m), 高HF = 2.40(m), 长LF = 1.80(m),下层基础宽WF = 2.20(m), 高HF = 0.30(m), 长LF = 2.20(m)
基础的砼单位重量24.0(KN/M^3),基底容许应力290.0(KPa)
8.1 基底应力验算
基底所受的外荷载为：
竖向荷载：N = Gf + G = 221.472 + 25.116 = 246.588(KN)
式中：Gf----基础自重，Gf=24.0×9.228=221.472(KN)
G----上部结构自重
水平荷载：H = 13.507(KN)
弯矩：M = ∑Fwbi(Hbi+Hf)+∑Fwpi(Hpi+Hf) = 132.154(KN*m)
1)则基底应力的最大值为：
σmax = N/A+M/W = 246.588/4.84+132.154/1.775 = 125.415(kPa) < [σf] = 290.00(kPa), 满足要求。
式中：W----基底截面的抗弯模量，W=b*H^2/6
2)基底应力的最小值为：
σmin = N/A-M/W = 246.588/4.84-132.154/1.775 = -23.519(KPa) < 0 基底出现了负应力，负应力的分布宽度为：
Lx =|σmin|*Lf / (|σmin|+σmax)= 23.519×2.20/(23.519+125.415) = 0.347(m) < Lf/4 = 2.20/4 = 0.55(m)，满足要求。
8.2 基础抗倾覆稳定性验算
K0 = Lf/(2*e) = 2.20/(2×0.536) = 2.053 > 1.10, 满足要求。
式中：e----基底偏心距,e=M/N=132153.862/246588.429=0.536(m)
8.3 基础滑动稳定性验算
基础滑动稳定性系数：
Kc = η*N/F = 0.30×246588.429/13506.729 = 5.477 > 1.20, 满足要求。
悬臂式挡土墙验算全解
悬臂式挡土墙验算[执行标准：公路] 计算项目：悬臂式挡土墙 8 计算时间： 2015-10-09 11:20:24 星期五 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 7.000(m) 墙顶宽: 0.250(m) 面坡倾斜坡度: 1: 0.000 背坡倾斜坡度: 1: 0.200 墙趾悬挑长DL: 2.000(m) 墙趾跟部高DH: 0.600(m) 墙趾端部高DH0: 0.600(m) 墙踵悬挑长DL1: 2.000(m) 墙踵跟部高DH1: 0.600(m) 墙踵端部高DH2: 0.600(m) 加腋类型:两边加腋 面坡腋宽YB1: 0.500(m) 面坡腋高YH1: 0.300(m) 背坡腋宽YB2: 0.500(m) 背坡腋高YH2: 0.500(m) 设防滑凸榫 防滑凸榫尺寸BT1: 1:0.100(m) 防滑凸榫尺寸BT: 1.500(m) 防滑凸榫尺寸HT: 0.600(m) 防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000 防滑凸榫容许弯曲拉应力: 0.500(MPa) 防滑凸榫容许剪应力: 0.990(MPa) 钢筋合力点到外皮距离: 50(mm) 墙趾埋深: 3.000(m) 物理参数: 混凝土墙体容重: 25.000(kN/m3) 混凝土强度等级: C30 纵筋级别: HRB400 抗剪腹筋等级: HRB400
裂缝计算钢筋直径: 18(mm) 挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 232.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.300 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 20.000(度) 墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.700 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 1 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 10.000 0.000 1 第1个: 定位距离0.000(m) 挂车-80级(验算荷载) 作用于墙上的附加外荷载数: 1 (作用点坐标相对于墙左上角点) 荷载号 X Y P 作用角 (m) (m) (kN) (度) 1 -0.500 -5.167 100.000 270.000 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙内侧常年水位标高: -0.500(m) 挡墙外侧常年水位标高: -4.500(m) 浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是 挡墙分段长度: 15.000(m) 钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002） ===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况 ============================================= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √ 2. 填土重力分项系数 = 1.000 √ 3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √ 4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √ 5. 计算水位的浮力分项系数 = 1.000 √ 6. 计算水位的静水压力分项系数 = 1.000 √ 7. 附加力分项系数 = 1.000 √ =============================================
钢便桥设计计算详解
某大桥装配式公路钢便桥工程专项施工方案之一 设计计算书 二〇一六年三月六日
目录 1、工程概况 (4) 1.1 **大桥 (4) 1.2 钢便桥 (5) 2、编制依据 (5) 3、参照规范 (5) 4、分析软件 (5) 5、便桥计算 (5) 5.1 主要结构参数 (5) 5.1.1 跨度 (6) 5.1.2 便桥标高 (6) 5.1.3 桥长 (6) 5.1.4 结构体系 (6) 5.1.5 设计荷载 (6) 5.1.6 材料 (8) 5.2 桥面计算 (8) 5.2.1 桥面板 (8) 5.2.2 轮压强度计算 (9) 5.2.3 桥面板检算 (9) 5.3 桥面纵梁检算 (10) 5.3.1 计算简图 (10) 5.3.2 截面特性 (10) 5.3.3 荷载 (11) 5.3.4 荷载组合 (13) 5.3.5 弯矩图 (14) 5.3.6 内力表 (14) 5.3.7 应力检算 (15) 5.3.8 跨中挠度 (16) 5.3.9 支座反力 (17) 5.4 横梁检算 (17) 5.4.1 计算简图 (17) 5.4.2 装配式公路钢桥弹性支承刚度 (17) 5.4.3 横梁模型 (18) 5.4.4 作用荷载 (18) 5.4.5 计算结果 (19) 5.4.6 截面检算 (20) 5.4.7 挠度检算 (20) 5.5 主桁计算 (21) 5.5.1 分配系数计算 (21) 5.5.2 计算模型 (22) 5.5.3 截面特性 (22) 5.5.4 作用荷载 (24) 5.5.5 荷载组合 (25)
5.5.6 主要杆件内力及检算 (26) 5.5.7 支座反力 (33) 5.6 桩顶横梁计算 (33) 5.6.1 上部恒载计算 (33) 5.6.2 作用效应计算 (34) 5.6.3 荷载分配系数计算 (34) 5.6.4 荷载分配效应 (37) 5.6.5 横梁计算模型 (37) 5.6.6 横梁作用荷载 (37) 5.6.7 横梁荷载组合 (38) 5.6.8 横梁弯矩图 (38) 5.6.9 横梁应力图 (38) 5.6.10 横梁挠度 (39) 5.7 钢管桩计算 (39) 5.7.1 钢管桩顶反力 (39) 5.7.2 钢管桩材料承载力检算 (40) 5.7.3 钢管桩侧土承载力检算 (40) 6、钻孔平台计算 (41) 5.8.1 桥面板计算 (41) 5.8.2 纵向分配梁计算 (42) 5.8.3 墩顶横梁 (45) 5.8.4 平台钢管桩检算 (49) 7、剪力支承设计 (50) 7.1 水平支承系 (50) 7.1.1 2.3m水平支承检算 (50) 7.1.2 2.5m水平支承检算 (50) 7.1.3 5m水平支承检算(双根对肢) (51) 7.2 斜支承系 (51)
悬臂式挡土墙计算书
悬臂式挡土墙计算书 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、示意图： 二、基本资料： 1．依据规范及参考书目： 《水工挡土墙设计规范》(SL379－2007)，以下简称《规范》 《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》 《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077－1997) 《水工挡土墙设计》(中国水利水电出版社) 2．断面尺寸参数： 墙顶宽度B1 = 0.30m，墙面上部高度H = 7.20m 前趾宽度B2 = 1.00m，后踵宽度B3 = 5.20m 前趾端部高度H2 = 0.80m，前趾根部高度H4 = 0.80m 后踵端部高度H1 = 0.40m，后踵根部高度H3 = 0.80m
墙背坡比= 1 : 0.069，墙面坡比= 1 : 0.000 挡土墙底板前趾高程＝0.00 m，底板底部坡比＝0.000 : 1 墙前填土顶面高程▽ 前地＝0.50 m，墙前淤沙顶面高程▽ 沙 ＝1.00 m 3．设计参数： 挡土墙的建筑物级别为4级。 抗震类型：非抗震区挡土墙。 水上回填土内摩擦角φ＝32.00度，水下回填土内摩擦角φ' ＝32.00度回填土凝聚力C ＝0.00kN/m2 地基土质为：松软 墙底与地基间摩擦系数f ＝0.45 4．回填土坡面参数： 回填土表面折线段数为：1段 折线起点距墙顶高差＝0.00 m 第一段折线水平夹角β1＝15.00度，折线水平长L1＝2.00 m 第二段折线水平夹角β2＝20.00度 5．材料参数： 回填土湿容重γs＝18.00kN/m3，回填土浮容重γf＝10.00kN/m3 混凝土强度等级：C15 钢筋强度等级：一级，保护层厚度as = 0.050 m 地基允许承载力[σo] = 300.00 kPa 6．荷载计算参数： 淤沙浮容重γy＝17.00kN/m3，淤沙内摩擦角φs ＝15.00 度
刚便桥设计计算方案书
乐昌至广州高速公路——乳源河大桥 钢栈桥设计计算方案书 一、钢便桥设计要点 （一）刚便桥设计结构体系 钢便桥拟采用梁柱式钢管贝雷梁简支结构设计，跨径设计9m,横向钢管间距为3m，每排3根，采用直径529mm钢管。桥面宽6m设计，在钢管上横向布置2根I36b工字钢，纵向布置3组6排贝雷简支纵梁。贝雷纵梁上横向铺设20#槽钢，槽钢间距为7cm，槽钢上铺设5mm防滑板做桥面系。 （二）支架纵梁 纵向布置3组6排贝雷简支纵梁（布置图见附图），纵梁跨径为9m，纵梁端头剪切力最大，端头竖向采用20#槽钢或工字钢1.5m范围进行加固处理。54m阶段设置一个制动墩，间距为2m，6根钢管组成。 （三）跨径9m验算 1、竖向荷载计算 A、机械自重考虑:W=60t=600KN;即W1=600KN/9m=66.6 KN/m B、钢板自重： W2=94.2/10*0.008=0.075KN/m2 C、I36b工字钢自重：W3=65.689*1.0=0.65689 KN/m D、贝雷梁自重：W4=0.3*10/3=10KN/m E、人群及机具工作荷载：Q5=2.0 KN/m 2、竖向荷载组合：
A 、q=机械荷载+钢板自重+贝雷梁自重+人、机具荷载 =66.6 KN/m+6.0*0.075 KN/m 2+6*10 KN/m+2.0*6 =139.05 KN/m 3、贝雷纵梁验算 9m 9m 9m 9m 四跨等跨连续梁静载布置图q 四跨等跨连续梁活载布置图 9m 跨选用3组6排国产贝雷，最大跨按9m 计算为最不利荷载，贝雷片布置间距布置110cm 为一组,其力学性质： I=250500 cm 4 [M]=78.8 t.m [Q]=24.5 t （1）贝雷片在荷载作用下最大弯矩： Mmax=qL 2/8=139.05*92/8=1407.8813KN.m 单片贝雷片承受弯矩： M=1407.8813/8=175.9852KN.m ＜[M]=788KN.m 满足要求。 注:[M]单片贝雷片容许弯矩。
理正挡土墙设计详解
第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强
度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。
1第二章快速操作指南 1.1操作流程 图2.1-1 操作流程 1.2快速操作指南 1.2.1选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
钢便桥计算书正文(最终)
本计算内容为针对沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程钢便桥上、下部结构验算。 二、验算依据 1、《沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程施工图》； 2、《沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程钢便桥设计图》； 3、《装配式公路钢桥使用手册》； 4、《公路钢结构桥梁设计规范》JTGD64-2015； 5、《钢结构设计规范》GBJ50017-2003； 6、《路桥施工计算手册》； 7、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007； 8、《沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程便道便桥工程专项施工方案》。 三、结构形式及验算荷载 3.1、结构形式 北侧钢便桥总长60m，南侧钢便桥总长210m，上部均为6排单层多跨贝雷梁简支结构，跨径不大于9m；下部为桩接盖梁形式，盖梁采用45A双拼工字钢，桩基采用单排2根采用529*8mm钢管桩。见下图： 立 面形式横断面形式
钢便桥通行车辆总重600KN，重车车辆外形尺寸为7×2.5m，桥宽6m，按要求布置一个车道。 横向布载形式 车辆荷载尺寸 四、结构体系受力验算 4.1、桥面板 桥面板采用6×2m定型钢桥面板，计算略。 4.2、25a#工字钢横梁（Q235） 横梁搁置于6排贝雷梁上，间距1.5m。其中：工字钢上荷载标准值为1.18KN/m；25a#工字钢自重标准值0.38KN/m。计算截面抗弯惯性矩I、截面抗弯模量分别为：I =50200000mm4；W =402000mm3。
(1)计算简图： (2) 强度验算： 抗弯强度σ=Mx/Wnx=46580000/402000 =115.9Mpa＜[f]=190Mpa；满足要求！ 抗剪强度τ=VSx/Ixtw=167362×232400/（50200000×8）=96.8Mpa＜ft =110Mpa；满足要求！ (2) 挠度验算： f=M.L2/10 E.I =35.8*1.32/10*2.1*5020*10-3 =0.57mm 悬臂式挡土墙计算书项目名称__________________________ 设计_____________校对_____________审核_____________ 计算时间 2017年11月3日（星期五）18:21 图 1 一、设计数据和设计依据 1.基本参数 挡土墙类型: 一般地区挡土墙 墙顶标高: 1.100m 墙前填土面标高: 0.000m 2.土压力计算参数 土压力计算方法: 库伦土压力 主动土压力增大系数: λE = 1.0 3.安全系数 抗滑移稳定安全系数: K C = 1.30 抗倾覆稳定安全系数: K0 = 1.60 4.裂缝控制 控制裂缝宽度: 否 5.墙身截面尺寸 墙身高: H = 2.100m 墙顶宽: b = 0.250m 墙面倾斜坡度: 1:m1 = 1:0.0000 墙背倾斜坡度: 1:m2 = 1:0.0000 墙趾板长度: B1 = 0.500m 墙踵板长度: B3 = 0.500m 墙趾板端部高: h1 = 0.400m 墙趾板根部高: h2 = 0.400m 墙踵板端部高: h3 = 0.400m 墙踵板根部高: h4 = 0.400m 墙底倾斜斜度: m3 = 0.000 加腋类型: 两侧加腋 墙面腋宽: y1 = 0.000m 墙面腋高: y2 = 0.000m 墙背腋宽: y3 = 0.000m 墙背腋高: y4 = 0.000m 6.墙身材料参数 混凝土重度: γc = 25.00 KN/m3 混凝土强度等级: C30 墙背与土体间摩擦角: δ = 17.50° 土对挡土墙基底的摩擦系数: μ = 0.600 钢筋合力点至截面近边距离: a s = 35 mm 纵向钢筋级别: HRB400 纵向钢筋类别: 带肋钢筋 箍筋级别: HRB400 7.墙后填土表面参数 表 1 墙后填土表面参数 坡线编号与水平面夹角 (°) 坡线水平投影长 (m) 坡线长 (m) 换算土柱数 1 0.00 2.00 2.00 0.00 表 2 换算土柱参数 土柱编号距坡线端部距离 (m) 土柱高度 (m) 土柱水平投影长 (m) 8.墙后填土性能参数 表 3 墙后填土性能参数 层号土层名称层厚 (m) 层底标高 (m) 重度γ (kN/m3) 粘聚力c (kPa) 内摩擦角φ (°) 1 中砂7.000 -5.900 18.00 2.00 35.00 9.地基土参数 地基土修正容许承载力: f a = 260.00kPa 基底压力及偏心距验算: 按基底斜面长计算 10.附加外力参数 是否计算附加外力: 否 高坡拌合站便道横跨隧道便桥施工方案和力学检算书 编审批日制：核：准：期： 目录 第1章概述 (1) 1.1工程概况 (1) 1.2设计说明 (2) 1.3 设计依据 (3) 1.4 技术标准 (3) 1.5 便桥钢材选用及设计参数 (4) 第2章荷载计算 (4) 2.1上部结构恒重 (4) 2.2 车辆荷载 (5) 2.3人群荷载 (6) 第3章纵梁计算 (7) 3.1 纵梁最不利荷载确定 (7) 3.2 纵梁计算 (7) 第4章横梁计算 (10) 4.1横梁最不利荷载确定 (10) 4.2砼罐车荷载下横梁检算 (11) 第5章24M跨贝雷架计算 (14) 5.1 荷载计算 (14) 5.2 挂车-80级荷载下贝雷架计算 (14) 第6章M IDAS空间建模复核计算 (17) 6.1 Midas空间模型的建立 (17) 6.2 工况一计算 (17) 6.3 工况二计算 (24) 第7章桥台地基承载力验算 (30) 第8章细部构造计算 (30) 8.1 销子和阴阳头计算 (30) 8.2端部支座钢板下砼局部承压计算 (32) 8.3桥台砼抗冲切计算 (34) 第9章结论 (35) 第10章施工方案 (35) 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6桥台施工 (35) 贝雷架安装 (36) 横梁安装 (36) 纵梁及钢板安装 (36) 通车试验 (36) 施工安全及保证措施 (36) 第 1 章 概 述 1.1 工程概况 高坡拌合站设置于线路里程 DK417+400 处横向 200 米一平坦旱地范围 内（见附图），设办公生活区、搅拌楼、砂石料场、道路、绿化带，占地面 积合计 270000m ,拌合站下埋深 27.03 米处有高坡隧道通过，隧道宽 14m ；拌 和站门前有便道一条，由原来的乡道改建而成，便道处纵断面根据线路纵断 面图确定，如图 1-1 所示；便道在 DK417+313 处与高坡隧道立体交叉，交叉 处地下岩层稳定，无溶洞，约 4 米的表层地质结构为第四系全新统坡洪积层， 土石工程等级为Ⅱ级，表层 4 米以下为白云质灰岩，土石工程等级为Ⅴ级， 层理产状为：N45W/45°SE （73°），风化等级为弱风化岩；我单位在此处进 行地质钻探，钻探结果如图 1-2 所示，与设计资料相符。由于该便道上将来 经常要通行混凝土罐车等重型车辆，为了确保重型车辆的通行不对隧道施工 产生影响，保证隧道施工安全。特设置跨径 24 米，长 25.66 米，净宽 3.8m 的临时便桥于该便道上，桥位详见附图。 图 1-1 线路纵断面在高坡拌合站处截图 2 K37+680红岩溪特大桥 贝雷架便桥计算书 湖南省路桥建设集团 龙永高速公路第十一合同段 4月1日 目录 第1章设计计算说明...................................... 错误!未定义书签。 1.1 设计依据 ......................................... 错误!未定义书签。 1.2 工程概况 ......................................... 错误!未定义书签。 1.3.1 主要技术参数 ................................ 错误!未定义书签。 1.3.2 便桥结构 .................................... 错误!未定义书签。第2章便桥桥面系计算.................................... 错误!未定义书签。 2.1 混凝土运输车作用下纵向分布梁计算................. 错误!未定义书签。 2.1.1 计算简图 ................................... 错误!未定义书签。 2.1.2.计算荷载 .................................... 错误!未定义书签。 2.1. 3. 结算结果 ................................... 错误!未定义书签。 2.1.4 支点反力 ................................... 错误!未定义书签。 2.2 履带吊作用下纵向分布梁计算 ...................... 错误!未定义书签。 2.2.1. 计算简图................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 计算荷载.................................... 错误!未定义书签。 2.2.3 计算结果................................... 错误!未定义书签。 2.2.4. 支点反力.................................. 错误!未定义书签。 2.3 分配横梁的计算.................................. 错误!未定义书签。 2.3.1.计算简图 .................................... 错误!未定义书签。 2.3.2. 计算荷载 .................................. 错误!未定义书签。 2.3.3. 计算结果 ................................... 错误!未定义书签。第3章贝雷架计算....................................... 错误!未定义书签。 3.1 混凝土运输车作用下贝雷架计算...................... 错误!未定义书签。 3.1.1最不利荷载位置确定........................... 错误!未定义书签。 3.1.2 最不利位置贝雷架计算模型 .................... 错误!未定义书签。 工字钢便桥设计及荷载验算书 一、工程概况 为保证通往炸药库及主洞洞口施工便道畅通，并保证五里沟河排水的需要，决定在五里沟河上修建2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，炸药库方向8m跨径，宽4m便桥采用30片I32b工字钢满铺作为主梁；洞口方向10m 跨径，宽5m便桥采用22片I32b工字钢，间距10cm铺设作为主梁；每片工字钢分别由Ф22钢筋横向连接为一整体，保证工字钢整体受力，工字钢上铺5mm厚防滑钢板，便于安全行车。 二、炸药库方向便桥受力分析及计算 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： 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I32b工字钢延米重57.7kg，重力常数g取10N/kg。 q=57.7*10/1000=0.6KN/m，加上护栏和连接钢筋，单片工字钢承受的力按1.0 KN/m ,即q=1.0KN/m。 根据施工需要，并通过调查，便桥最大要求能通过重50吨的大型车辆，即单侧车轮压力为500KN 。 单侧车轮压力由5片梁同时承受，其分布如图3： 单侧车轮压力非平均分配于5片梁上，因此必须求出 车轮中心点处最大压力max f ，且车轮单个宽25cm ， 32b 工字钢翼板宽13.2cm ，工字钢满铺，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： max 图4 由图4可得到max f =F/2，单片工字钢受集中荷载为max f /2=125KN 。 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P=125*（1+0.2）=150KN 。 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=150KN ，工字钢计算跨径l =8m ，根据设计规范，工字钢容许弯曲应力[]w σ=210MPa ，容许剪应力 []τ=120MPa 。 1、计算最大弯矩及剪力 最大弯距（图1所示情况下）： 图3 挡土墙计算方法 挡土墙的形式多种多样，按结构特点可分为：重力式、衡重式、轻型式、半重力式、钢悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、锚定板式及垛式等类型。当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势。所以这里只介绍应用最为广泛的重力式挡土墙的设计计算方法。 一：基础资料 1. 填料内摩擦角。当缺乏试验数据时，填料的内摩擦角可参照表一选用。 表一：填料内摩擦角ψ 3. 墙背摩擦角δ（外摩擦角） 填土与墙背间的摩擦角δ应根据墙背的粗糙程度及排水条件确定。对于浆砌片石墙 体、排水条件良好，均可采用δ=ψ/2。 1）按DL5077-1997〈水工建筑物荷载设计规范〉及SL265-2001〈水闸设计规范〉 ??? ?? ? ?-=-=-=-=?δ?δ?δ?δ）（时：墙背与填土不可能滑动）（时：墙背很粗糙，排水良好 ）（：墙背粗糙，排水良好时 ）（：墙背平滑，排水不良时 0.167.067.05.05.033.033.00 从经济合理的角度考虑，对于浆砌石挡土墙，应要求施工时尽量保持墙后粗糙，可采用δ值等于或略小于?值。 ξ:填土表面倾斜角；θ：挡土墙墙背倾斜角；?：填土的内摩擦角。 ` 4. 基底摩擦系数 基底摩擦系数μ应依据基底粗糙程度、排水条件和土质确定。 5. 地基容许承载力 地基容许承载力可按照《公路设计手册·路基》及有关设计规范规定选取。 6. 建筑材料的容重 根据有关设计规范规定选取。 7. 砌体的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 8. 砼的容许应力和设计强度 根据有关设计规范规定选取。 二：计算 挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多。由于库伦理论概念清析，计算简单，适用范围较广，可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。填土为砂性土并且填土表面水平时，采用朗肯公式计算土压力较简单。 土压力分为主动、被动、静止土压力，为安全计，应按主动土压力计算。 1）库伦主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )cos(δε+=F F H )sin(δε+=F F V 2 2 2)cos()cos()sin()sin(1)(cos cos ) (cos ? ? ? ???-+-+++-= βεδεβ?δ?δεεε?a K ε：墙背与铅直面的夹角，β：墙后回填土表面坡度。 2）朗肯主动土压力公式： a K H F 22 1 γ= )2/45(2?-=o a tg K 注意：F 为作用于墙背的水平主动土压力，垂直主动土压力按墙背及后趾以上的土重计算。 3）回填土为粘性土时的土压力 按等值内摩擦角法计算主动土压力，可根据工程经验确定，也可用公式计算。 经验确定时： 挡土墙高度<6m 时，水上部分的等值内摩擦角可采用280 ~300，地下水位以下部分的等 值内摩擦角可采用250 ~280。挡土墙高度>6m 时，等值内摩擦角随挡土墙高度的加大而相应降低，具体可参照SL265-2001〈水闸设计规范〉。 公式计算时： 钢便桥设计计算 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020. 某大桥装配式公路钢便桥工程专项施工方案之一 设计计算书 二〇一六年三月六日 目录 **大桥工程专项施工方案 装配式公路钢便桥设计计算书 1、工程概况 1.1 **大桥 **大桥工程位于福建省**。**位于东溪中游，新建**大桥距离**大坝约5km。桥梁建成后，将代替既有**成为跨越**的主要通道，往西方向可通往**和**，往东途经县道**可通往**和**市区。 **大桥桥梁中心桩号为K0+，桥跨布置为(5x35)m，起始桩号： K0+009，终止桩号: K0+196，桥梁全长187m。本桥平面位于直线上，纵断面纵坡%。上部横断面采用4片预应力混凝土后张T梁布置，先简支后连续结构，梁墩正交，梁高。 桥梁单幅布置，宽度为8m，双向二车道，横断面布置1m(人行道)+7m(行车道)+1m(人行道）。桥面铺装采用12cmC50防水混凝土。 该桥桥墩采用双柱式桥墩，柱径，中间设置柱间系梁，墩上接高的盖梁，桥墩基础采用钻孔桩，直径为；两侧桥台均采用U型台，扩大基础，两侧桥台各设一道D160型伸缩缝。 桥梁于人行道处设置单侧路灯，以方便居民和车辆的夜间通行。桥梁设计洪水频率按百年一遇进行设计，并考虑以后水库扩容后库水位提升对桥梁的影响。根据《***大桥防洪影响评价报告》，**大坝百年一遇水位为，按水面坡降换算到桥址处为，水库扩容后库水位提升，因此百年一遇设计水位为，本设计梁底最低高程。 桥梁详细情况参见附件1: **大桥桥型布置图。 人行便桥架设方案 一、概述 人行便桥位于S215道路钢构桥下游100米处，该地段河床宽度34米, 水深约 1 米左右。便桥长36米, 宽2米, 设计5个桥墩, 共四跨，每跨跨径为9米，墩与墩采用三根(I 200 X 100 X 7)的工字钢作为主梁, 设计人群荷载为2KN/m。 二、施工方案 1 、便桥桥墩施工方法 先用挖掘机清理河道让便桥2#、3# 墩基础露出水面, 再依次 挖掘5X4m深2m的基坑，然后采用①12螺纹钢焊接成长3m,宽2m,高6m的钢筋笼骨架放如基坑中，在骨架内人工填筑片石到顶部, 最后回填各墩墩基础。待2#、3# 施工完成后再用挖掘机清理 河道让4#、5# 墩基础露出水面, 用同样的方法对4#、5# 墩进行施工。在施工便道旁的河床挡墙可设为便桥1#墩, 以挡墙顶面高 程控制各墩的顶面高程, 该挡墙顶面高程为2780.32, 根据了解当地居民九龙河近十年最高水位为2778.92, 因此最高水位距便桥墩定距离为1.4米，由于桥墩埋深2m,河水最大冲刷深度为1m,且桥墩埋深满足要求。根据桥墩形状和最大流水速度得出最大流水压力为 1.24KN。 ① 便桥桥墩图: ②便桥桥墩钢筋图 立面图： -i ---- ------ … ---- .1 - ■ . --------------- - ? -------- ? ------- ”. ----------------------- -_i -_l i ^l -i ^^^i _^l ^i ^i ^ i —B a m B i __H _B i -■■■■_ _ 1 -■■■i -H B B B ^i ^i ”04 I ■ 9 * - ?- - - - ? i - J 5 ■ - ? - i dl — -~"w~" ■11■11 1— 1— 1— 门 J ■ - ■ .1 E BI ? ???■■ I ?-■ !— ■ I — 「■!「 -I - —I E 「 ；--■ I ■ - ■ J ■I ■■ i ■ > - " J .1 ■ ^i a l ^i — .^^1 ^^1 I - r _________ - ____ - _______ _______ _____ - _ - _____ - ________ 1 -______ ■ I L _______ _________ ■ I “ -^ ^11 ^ ^ 1 - - .^^ - ?^^~ T i _I ^M . -M M > - - - * - ■ j - ■ ___ - ____ _______ I ____ - p ___________ L _______ - __________ ? ____ - _____ - ____ - ■ L 1■- ______ B _ - ___ - - ? -■, ^—^1 * ^― ■ ? 一 ■ ■ — -^1 ^1 -—^1 .H -^1- ---------------- ^n ?^l H —^— .—-^^—. ------------------------------------- .1 — -—“— .H .-U -H .H H ? ■ - __ - ____________________ - __ ? ___ , _ - __ _ ? .___ - ___ ?'■ _ - __ - 一 --” - - ___ - - __ - _ - - ____________________ - __ ? ____ - 一 ., ” ? “^~~T ? “ ” " ? ? - ■ 「 一 ■■■■_ _■■■■- .1■■1_■■ ■■1■■■■■■ ■■- ■■1■■■_■■ _^^^i _-B ■1■■1 —a B I B l I — …_B I B i ■-■■■ —-—-i 2 -I B I B B -B - ^^^^1 ^1■-■1 1_■■1 a -B i B -I B d i B i -■■- --, ■ ____ * _______ - ______ - - ____ __ - H r ____ - - ____ T ________ __________________________________ . |? --;8 .?.— ? -H - ■ _____ 厂■ _ -,>" - L — —? - __ _ .1^ __ . ?■-”?'■ ■ - _________________ - ■ - - ，- ■ 亠 - > *- - U - .? - *1^ ■11 -I — -■ - S - \ ; ■ ■- - ________________ L i ; - ::;-1 !■.■ ;; - - “ -I ! . . ■ - ■ ■ n 1 . I , - -a l . ■ ?f - _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1 ” ■ ? I ? F l I 1>? I ? *4- ■ I ! I ■ > I 西咸新区沛东新城红光路沣河大桥工程 钢便桥设计计算书 中国水电建设集团路桥工程有限公司红光路沣河大桥项目部 二○一三年九月 目录 第一章概述 (1) 1.1编制依据 (1) 1.2工程概况 (1) 1.3工程地质 (1) 第二章钢便桥设计及施工方案 (2) 2.1钢便桥功能要求 (2) 2.2钢便桥设计参数 (2) 2.3钢便桥线路设计 (2) 2.4钢便桥结构型式 (3) 2.5钢便桥施工部署 (4) 2.6钢便桥施工工艺 (4) 附图4 (6) 第三章施工组织 (11) 3.1组织人员进场 (11) 3.2组织设备进场 (11) 3.3组织材料到场 (12) 3.4施工组织安排 (12) 3.5施工进度安排 (12) 第四章安全技术保证措施 (12) 4.1施工安全质量技术措施 (12) 第五章质量保证措施 (14) 第六章钢便桥运行、维护和检修 (15) 第一章概述 1.1编制依据 1、《西咸新区沣东新城红光路沣河大桥工程图纸》 2、《装配式公路钢桥多用途手册》（2001版） 3、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 4、《钢结构设计规范》（GB 50017） 5、《桩基施工手册》（2007版） 1.2工程概况 西咸新区沣东新城红光路沣河桥全长917m,起点桩号为K0+896,终点桩号为K1+813.00，单幅桥面宽27m，中央分隔带1m，全桥宽度55m。桥梁工程包含咸阳端引桥、主桥及西安端主桥三部分，主桥跨越沣河，其上部结构为（55+5×100+55）变截面预应力连续箱梁，下部为矩形实心墩配钻孔灌注桩基础。 主桥9-12#桥墩位于沣河主河道，根据临建规划，在主桥上游侧搭设400m 的钢便桥，以解决汛期过水及施工期间左右岸的通行问题。 1.3工程地质 桥址处ZK11钻孔从上到下地质土层情况详见附表1。 附表1 桥位地质土层情况表（ZK11） 高速公路桩基及支挡结构设计 悬臂式挡土墙设计计算 1.1工程地质资料 公路江门段K23+000--K23+110 地面标高：150.00m ；挡墙顶面标高：155.00m 地层顺序： 1.种植土含腐殖质约0.4m ； 2.低液限粘土：可-硬塑，厚度大于1.0m ；地基容许承载力200-250KPa; 3.泥岩全风化。呈硬塑状，厚度大于2.3m,地基容许承载力250KPa. 4. 硅化灰岩：弱风化层，岩质较硬，厚度大于3.2m ，地基容许承载力800KPa -1200KPa; 1.2设计资料 悬臂式路肩挡土墙 墙高6m ，顶宽b=0.25m ，力壁面坡坡度1:m=1:0.05，基础埋深h=1m 。 墙背填土重度γ=18kN/m 3 ，内摩擦角φ=30°。地基土内摩擦角φD =30°，摩擦系数f=0.4，容许承载力[σ]=250KPa 活荷载为公路-Ⅱ级，其等代土层厚度h 0=0.7m 。抗滑动和抗倾覆安全系数K c ≧1.3，K 0≧1.5。 钢筋混凝土结构设计数据 (1)混凝土标号C15，R=15MPa ，抗压设计强度R a =8500kPa ，弹性模量E h =2.3×107kPa ，抗拉设计强度R l =1.05MPa (2)I 级钢筋抗拉设计强度R g =2.4×105kPa ，弹性模量E g =2.1×108kPa (3)裂缝容许宽度δmax =0.2mm 。 2.土压力计算 由朗金公式计算土压力（β=0°） 得全墙土压力E 及力臂y 为 333 .030cos 1130cos 111cos cos cos cos cos cos cos 2 22 2 22=? -+?--? =-+--=? ββ?βββ a K kPa K H h kPa K h a H a h 16.40333.0)67.0(18)(27.3271.067.018000=?+?=+==??==γσγσH H h kN K H h H E a 6)67.03()3(07.133333.0)87 .021(61821)21(210202?+?+=??+???=+=γ 目录 一、编制的依据 (1) 二、工程简介 (1) 三、便桥及钻孔平台主要技术标准 (1) 四、主要施工机具 (2) 五、钢便桥设计文字说明 (2) 六、施工准备 (2) 七、钢便桥施工 (3) 八、施工通道钢便桥验算 (4) 九、工期安排 (9) 十、质量保证措施 (10) 十一、安全保证措施 (10) 十二、环境保护措施 (10) 文华北路北延线大沥城南立交 2#钢便桥施工方案 一、编制的依据 1、交通部《公路桥涵施工技术规范》JTG/F50—2011； 2、人民交通出版社《路桥施工计算手册》； 3、《装配式公路钢桥多用途使用手册》； 4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》； 5、《贝雷架使用手册》； 6、《五金手册》； 7、《公路桥涵设计通用规范》； 8、《公路桥涵地基与基础设计规范》； 9、结合现场实际情况。 二、工程简介 为施工大沥城南立交8#墩挂篮0#块，施工期间的材料运输等车辆通行，需修建钢便桥跨越8#河涌改河。钢便桥长度为18米，宽度为6米，钢便桥结构特点如下： 1、基础结构为：DN600钢管桩； 2、分配梁结构为：I40b工钢； 3、上部结构为：贝雷片纵梁； 4、桥面结构为：I16工字钢横梁；铺满22型槽钢。 5、防护结构为：钢管支撑及安全网。 三、便桥及钻孔平台主要技术标准 ①、计算行车速度：5km/h； ②、设计荷载：挂-100； ③、桥跨布置：贝雷架； ④、桥面布置：桥宽为6m,行车道宽5m。 四、主要施工机具 1、PC220挖掘机1台，配备45t振动锤； 2、电弧焊机3台； 3、氧气、乙炔切割设备2套； 4、PC220履带吊车1辆； 5、振动棒3个； 6、运输车1辆。 五、钢便桥设计文字说明 1、基础及下部结构设计 本便桥位于8#河涌中，水下地质情况自上而下普遍为：素填土、细砂、粉砂。桥跨内设置9根钢管桩基础，桩的横向采用40b工字钢做为分配梁用于承受上部荷载。 2、上部结构设计 纵梁采用单层双片五排贝雷梁。 3、桥面结构设计 桥面板结构组成为：采用22型槽作为桥面板钢铺满，桥面板安放在I16工字钢横梁上并周边焊接牢固。 4、防护结构设计 钢管支撑及安全网。钢管支撑包括立杆、水平杆和背后斜撑，立面绑扎悬挂安全网，钢管与钢管之间与扣件连接，钢管与I16工字钢间采用焊接固定，安全网为大目型。 5、台背结构设计 台背采用2mm钢板及22型槽钢支撑作为背墙，台背回填采用片石填筑，片石顶面浇筑25cm厚C30混凝土。 六、施工准备 1、和当地有关部门联系，了解河流的水位变化，提前做好应急措施。 2、根据原桥位置，结合周边地形放出钢便桥位置，观察便桥位置与便道线性是否协 钢便桥设计计算 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58- 某大桥装配式公路钢便桥工程专项施工方案之一 设计计算书 二〇一六年三月六日 目录 **大桥工程专项施工方案 装配式公路钢便桥设计计算书 1、工程概况 1.1**大桥 **大桥工程位于福建省**。**位于东溪中游，新建**大桥距离**大坝约5km。桥梁建成后，将代替既有**成为跨越**的主要通道，往西方向可通往**和**，往东途经县道**可通往**和**市区。 **大桥桥梁中心桩号为K0+102.5，桥跨布置为(5x35)m，起始桩号： K0+009，终止桩号:K0+196，桥梁全长187m。本桥平面位于直线上，纵断面纵坡1.4%。上部横断面采用4片预应力混凝土后张T梁布置，先简支后连续结构，梁墩正交，梁高2.3m。 桥梁单幅布置，宽度为8m，双向二车道，横断面布置1m(人行道)+7m(行车道)+1m(人行道）。桥面铺装采用12cmC50防水混凝土。 该桥桥墩采用双柱式桥墩，柱径1.6m，中间设置柱间系梁，墩上接1.6m 高的盖梁，桥墩基础采用钻孔桩，直径为1.8m；两侧桥台均采用U型台，扩大基础，两侧桥台各设一道D160型伸缩缝。 桥梁于人行道处设置单侧路灯，以方便居民和车辆的夜间通行。桥梁设计洪水频率按百年一遇进行设计，并考虑以后水库扩容后库水位提升对桥梁的影响。根据《***大桥防洪影响评价报告》，**大坝百年一遇水位为 98.66m，按水面坡降换算到桥址处为98.78m，水库扩容后库水位提升 1.02m，因此百年一遇设计水位为99.80m，本设计梁底最低高程104.39m。 桥梁详细情况参见附件1:**大桥桥型布置图。悬臂式挡土墙计算书
高速公路高坡便桥设计方案和计算书
贝雷架便桥设计计算书样本
便桥设计及计算书
挡土墙的计算方法
钢便桥设计计算
人行便桥设计方案样本
钢便桥设计计算书讲解
1.悬臂式挡土墙计算书
18米钢便桥施工组织设计(含计算书)
钢便桥设计计算