乐山港施工便桥施工方案及计算书
乐山港施工便桥
321型下承式30米双排单层
加强型钢桥
施工方案及计算书二〇一六年八月十一日
一、工程概况
本工程为一座施工便桥，全长为31.1m，跨径为15米,共计2跨；净宽3.8m。该桥采用321下承式贝雷结构，为二组双排单层加强型贝雷钢桥，两头桥台基础采用砼浇筑而成；承载力满足80T以下车辆单向通行，限速5千米/小时。
二、便桥设计工
（一）、设计依据
1、《装备式公路钢桥多用途使用手册》；
2、《钢结构设计规范》GB50017-2003；
3、《路桥施工计算手册》；
4、《公路桥梁施工技术规范》（JTJ041-2004）；
5、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）；
6、《装备式公路钢桥》设计制造标准JT/T728-2008
7、其他相关规范手册
（二）、主要技术参数
4、便桥设计有效荷载80t，限速5km/h。两头桥台采用C30砼浇筑基础；上部结构为双排单层加强型贝雷主梁；贝雷主梁每片放置4根28#b工字钢标准横梁，桥面铺设1m×3m标准桥面板，贝雷主梁与桥台预埋钢板固定焊接，横梁与贝雷梁用横梁夹具连接。桥面板用U型专业螺丝固定连接。
（三）荷载分析
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。如下图1：
根据设计，钢桥单跨最大跨度为30米，按照挂车-80T车辆行走，轴距为1.2米+4米+1.2米，总重量按800k N计算，后轮双轴压力为400k N,按后轮单轴单侧压力为100k N.
车列布置如下图：见图2
（四）上部结构强度计算
1、桥面
桥面为1m ×3m 标准桥面板，每块标准桥面板骨架为纵向1根10工字钢和2根U 型钢，端头采用10槽钢加固，桥面钢板为5mm 厚花纹钢板。见图3：
以桥宽4m ，需要4块1m*3m 桥面板，断面骨架为纵向4根10工字钢和12根U 型钢和4根L 型钢，端头、中间采用10槽钢加固，桥面钢板为5mm 厚花纹钢板。计算单侧车轮压力由1块桥面板同时承受。考虑桥面骨架为整体结构，桥面钢板与纵向U 、L 、I 型钢分段焊接，纵向U 型钢钢间距33cm ＜轮胎宽度，为简化计算，作用于纵向U 型钢上的车辆荷载按均布荷载考虑，按后轮双轴计算，单片U 型钢受均布荷载为= (q 恒×L ×1.2+ p 活×1.3)/3=(1.32+130) /3=43.77k N ，计算图示如下3： 1.2m 28#工字钢
p
U 型钢钢承载最大弯矩M max = 1/8×q×L 2=43.77×1.22/6=10.5K n.m ＜U 型钢钢设计
承载弯矩13.3k N*m。
σ=M/W=10.5×103/(49×10-6)=214.28MPa＜273 MPa满足要求。
N=1/2QL=0.5×43.77×1.2=26.26kN
τ=N/A=26.26×103/(14.3×10-4)=183.6MPa＜208 MPa满足要求。
桥面U型丝材质16Mn,容许拉应力、压应力及弯应力1.3*210=273MPa, 容许剪应力1.3*160=208MPa.做桥面使用是安全的。
2、桥面横梁
每片贝雷下弦杆放置4根28#工字钢作为桥面横梁，按后轮双轴计算，单根28#工字钢承载车辆荷载400/3×1.3=130k N，桥面和28#工字钢自重荷载0.55×10/4+275×10/1000=4k N。
简化计算图示如下4：
M1=FL/4=130×3.8/4=123.5kN.M
M2=(Q+Q桥面)/2×L2/8=4/2×3.82/8=3.61kN.m
σ=M/W=(123.5+3.61)×103/(534×10-6)=238MPa＜273 MPa满足要求。
τ=N/A=130×103/(61×10-4)=21.3 MPa＜208 MPa满足要求。
3、贝雷结构（30米跨）
根据荷载分布和实际情况，按主跨简支梁控制计算，计算净跨30m受力要求。
①、每米恒载（跨径30米）
1.贝雷片重量 2600×4×1.15/2=5980N/m
式中1.15为连接件扩大系数，下同。
2.横梁重量 2730×2×1.15/2=3140N/m
3.弦杆重量 800×8×1.15/2=3680N/m
4.桥面板3000×4×1.15/2=6900N/m
合计16709N/m 为安全计，按L1=30m，简支梁计算：
M跨中、恒=1/8×16709×302=1880KN.m
Q恒=1/2qL=0.5×16709×30=250KN
②、每米活载
考虑到集中力与汽车荷载布置的差异，冲击系数采用1.25
M跨中、活=1/4×800×1.25×30=7500KN.m
Q活=1/2pn=0.5×800×1.3=520KN
③、强度验算
在安全系数=1.5条件下，双排单层加强贝雷片容许弯矩、剪力分别是M＝3375KN?m， Q=490.5KN考虑到贝雷销间隙和偏载影响，贝雷片折减系数采用0.95 3375×4×0.95=12825KN.m﹥1880+7500=9380KN.m是安全的。
490.5×4×0.95=1864KN﹥520+267=787KN是安全的。
④挠度验算
该桥钢度（即挠度）的计算，装配式公路钢桥简支梁的竖向弹性挠度根据中华人民共和国交通部钢桥计算标准JT／T728-2008表6.12.2.3钢桥竖向最大弹性挠度规定：由车辆荷载（不计冲击力）引起的跨中最大竖向扰度值不得大于跨度的1/300。
为简化计算,采用简支梁均布荷载弹性挠度的计算公式Fq＝5qL4/384EJ，并将上述Mmax转换为等代荷载来计算弹性挠度,
查双排单层加强型桁架J＝1154868.8,将相关数据代入公式。
f1=5×Q恒×L4/384ELn=5×16.7×304/(384×2100×1154868.8×4)=10mm
f2=Q活×L3/48Eln=800×303/(48×2100×1154868.8×4)= 42mm
Fmax=f1+f2=52﹤﹝F﹞=30000/300=100mm
﹝F﹞﹥Fmax计算是安全的。
4、贝雷护栏
根据《装备式公路钢桥多用途使用手册》有关规定，下承式公路钢桥是以两侧贝雷桁架护栏，材质16Mn,容许拉应力，压应力及弯应力1.3*210=273MPa, 容许剪应力1.3*160=208MPa.做护栏是安全的。护栏的荷载已在贝雷主桁架计算过了，不在重算。