钢便桥计算书正文(最终)
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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 4.3、跨径9m贝雷主梁验算 贝雷梁相关参数如下: 构件统计表 单位重量 总重量(T) 1 名称规格单位数量 (kg) 2 贝雷片片18 270 4.86 3 贝雷肖子只2 4 3 0.07 4 花栏片0.45m 片12 30 0.36 5 花栏螺丝套48 1 0.05 6 桥面板2m*6m 块 4.5 1600 7.20 7 桥面螺栓标准套18 1 0.02 8 横梁25A工字钢m 42 38 1.60 9 斜撑8#槽钢米14.1 8 0.11 10 护栏立杆I12*1.2 米16.8 14 0.24 11 护栏焊管48mm 米54 3.8 0.21 12 小计14.71 贝雷梁几何特性表 主梁纵向为9m跨简支结构,横向布置为6排单层贝雷梁,采用Madis软件进行整体建模计算,计算过程如下。 4.3.1整体模型 纵向整体计算模型 4.3.2弯矩计算 跨中弯矩最大时,纵桥向车辆布载形式如下图所示: 跨中弯矩最大时最不利活载布置情况由图可知,弯矩最大时一个车道上作用车辆轴载位置。 最不利荷载作用下全桥弯矩如下图所示: 最不利荷载作用下的中贝雷梁的弯矩值由计算结果可知,最不利荷载作用下的最大弯矩值为391KN·m。 M=391kN·m≤【Mu】=788.2kN·m;满足要求! 4.3.3剪力计算 支点处剪力最大时,纵桥向车辆布载形式如下图所示: 支点剪力最大时纵桥向荷载布置形式由图可知,支点剪力最大车辆轴载布置。 最不利荷载作用下全桥剪力如下图所示: 最不利荷载作用下的中贝雷梁的剪力值由计算结果可知,最不利荷载作用下的最大剪力值为198KN, Q=198kN≤【Qu】=245.2kN;满足要求! 根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》,容许弯矩和剪力均满足要求。 4.4、盖梁验算(双拼45a#工字钢,Q345) 钢便桥下部结构采用桥梁通计算软件进行建模计算,计算结果如下图: 盖梁采用双拼45a#工字钢,搁置于钢管桩上,计算跨径为4.4m。其中:双拼45a#工字钢计算截面抗弯惯性矩I、截面抗弯模量分别为:I =644000000mm4;W =2860000mm3。 (1)计算简图: (2) 强度验算: 抗弯强度σ=Mx/Wnx=709000000/2860000 =247.9Mpa<[f]=270Mpa;满足要求! 抗剪强度τ=VSx/Ixtw=834000×834200/(644000000×23)=47.0Mpa<ft =110Mpa;满足要求! (3) 挠度验算: f=M.L2/10 E.I =545*4.42/10*2.1*64400*10-3 =7.8mm 4.5、钢管桩验算 根据上述计算得,桩顶最大反力为775KN。钢管桩型号采用φ529×8mm,根据施工情况,采用桩长为17m,最大入土深度14.4m。 (1)钢管强度稳定性计算: 钢管长度l0=17m,回转半径i=18.42cm,则λ= l0/i=73.82。 查轴向受压钢构件纵向弯曲系数表,得ψ=0.819, 每根钢管承受荷载N最大=775KN N/(ψA)=775000/(0.819×13094) =72.3Mpa<[f]=205Mpa;满足要求! (2)钢管桩承载力计算: 土质情况 17m长钢管桩承载力[Ra]=1/2(λsUΣqiLi+λpqbAb) =1/2×[1×3.14×0.529×(45×3.82+65×3.6+65×5)+0.8×2500×0.0133] =620.3kN。 单桩承载力P=775<1.25×620.3=775.4kN,满足要求!