某貝雷梁鋼便橋計算書

1、貞眉內(nèi)容游口隧道鋼棧橋計算書1.工程概況本施工便橋釆用321型單層上承式貝雷桁架，棧橋0#橋臺與老56省道相連, 6#橋臺位于淄口隧道起點位置，橫跨泗溪。便橋孔跨布置為10m+5*15m,全長85 米，橋面凈寬6米，人行道寬度1.2m,縱向坡度+3%,橋面至河床面凈高10米, 至水面凈空為8. 5米（圖1為鋼棧橋截面圖）。鋼棧橋橋面系主體結(jié)構(gòu)山6 =10 mm 花紋鋼板、110工字鋼縱梁（間距0.3m）、120工字鋼橫梁（長7. 2m,間距0.75 m）組成。橋面板與工字鋼采用手工電弧焊焊接連接，橋面系布置于貝雷桁梁之 上，與貝雷桁梁之間用U型螺栓固定。貝雷桁梁山貝雷片拼制而成，橫向設(shè)置6 片

2、，間距0.9m,貝雷片之間采用角鋼支撐花架連接成整體。本橋基礎(chǔ)為明挖基礎(chǔ)，基礎(chǔ)為7X2.6Xl.2m的鋼筋栓，擴大基礎(chǔ)必須坐落 于河床基巖上，且基礎(chǔ)頂標高低于河床?；A(chǔ)上部墩身均采用"630 mm（ 6 =8 mm） 鋼管，采用雙排樁橫橋向各布置2根，鋼管樁之間由平聯(lián)、斜撐連接。鋼管樁 頂設(shè)雙132工字鋼分配梁。本橋基礎(chǔ)設(shè)計為明挖基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用C25鋼筋磴，鋼管樁位于栓基礎(chǔ)上與預(yù) 埋鋼板焊接牢固，在此不做計算。圖1鋼棧橋截面圖(單位：mm)2、計算目標本計算的汁算標為：1) 確定通行車輛荷載等級；2) 確定各構(gòu)件計算模型以及邊界約束條件；3) 驗算各構(gòu)件強度與剛度。3、計算依據(jù)本計算

3、的計算依據(jù)如下：1 黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊M.北京：人民交 通出版社,20012 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)訃規(guī)范(GB 50017-2003)3 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)4 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)訃規(guī)范(JTJ025-86)4、計算理論及方法本計算主要依據(jù)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(黃紹金，劉陌生著. 北京：人民交通岀版社,2001.6)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)、公路 橋涵設(shè)訃通用規(guī)范(JTG D60-2004)、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (JTJ025-86)等規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定,通過MIDAS/Civ訂2012結(jié)構(gòu)分析軟件計算 完

4、成。5、計算參數(shù)取值5.1設(shè)計荷載5. 1. 1恒載本設(shè)計采用Midas Civil建模分析，自重恒載曲程序根據(jù)有限元模型設(shè)定 的截面和尺寸自行計算施加。5. 1. 2活載根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004，汽車荷載按公路-【級荷載計算,公路1荷載如圖2：M120 120140 140(立耐図圖2公路.I級荷載圖程序分析時，汽車活載作為移動荷載分析，采用車道面加載。為確保行人車 輛安全，橋面右側(cè)護欄外側(cè)增設(shè)1.2m人行道寬度，橋面寬度取值6m,車輪距為 1.8 mo汽車限速15 km/h通過，通行的沖擊系數(shù)由程序根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動計算 考慮，在“移動荷載分析控制”中，臨時鋼棧橋結(jié)構(gòu)

5、基頻取值1.3Hz,根據(jù)公 路工程技術(shù)標準(JTG B01-2014)規(guī)定，沖擊系數(shù)為u二0.04。護欄10mm花紋鋼板J 10工字鋼30cmI 20工字鋼75cm 321型貝頁梁 雙132承重梁一加勁板聯(lián)結(jié)系平聯(lián)預(yù)埋鋼板鋼筋混凝土基礎(chǔ)圖3橋面車道布置圖5.2主要材料設(shè)計指標根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50017-2003)和裝配式公路鋼橋多用途使用 手冊(黃紹金，劉陌生著.北京：人民交通出版社，2001.6),主要材料設(shè)計指 標如下：表1主燮材料設(shè)計指標材料牌號抗拉、抗斥、抗彎極限爪力/(MPa)抗剪極限應(yīng)力九(MPa)般型鋼構(gòu)件Q235215125貝帝桁梁16M112732086計算分析6.

6、1計算模型及邊界條件設(shè)置圖4為鋼棧橋Midas分析模型圖。其中，樁基礎(chǔ)采用梁單元，橋面板采用 板單元。圖4分析模型邊界條件設(shè)置如下：(1) 橋面系構(gòu)件連接：橋面板與110工字鋼縱梁、縱梁與120工字鋼橫梁 均采用共節(jié)點連接，橫梁與貝雷桁梁采用僅受壓彈性連接，連接剛度按經(jīng)驗取值 100 kN/nimo由于存在僅受壓彈性連接，模型對橋面板進行三處約束，各處約束 自由度分別為:(Dx, Dy, Rz) ； (Dx, Rz)； (Dy, Rz)。(2) 其余構(gòu)件連接：貝雷桁梁與2132工字鋼分配梁采用彈性連接，分配 梁與鋼管樁采用共節(jié)點連接。鋼管樁樁底按錨固模擬，約束Dx、Dy、Dz、Rx、 Ry、

7、Rz。6.2計算結(jié)果分析由于Midas計算結(jié)果中，橋面系構(gòu)件總體變形與貝雷桁梁變形一致，導(dǎo)致 橋面系構(gòu)件變形輸出結(jié)果遠大于實際變形，另外再考慮到橋面系構(gòu)件跨度均較 小，故結(jié)果分析中橋面系構(gòu)件僅以強度滿足要求進行控制；貝靂桁梁、分配梁結(jié) 果分析中以強度、剛度均滿足要求進行控制。6.2.1橋面板計算結(jié)果圖5為橋面板強度計算結(jié)果。山圖可以看出橋面板最大應(yīng)力為：o = 20. 37MPa <f = 215NTa故橋面板設(shè)訃滿足安全要求。IH1.MlDAStovilPU4 S7S,UT SIRSS：<3-E=F 5X0377S««)lJ 1.63100«<

8、0：l.S0»2.<Oll.L4W7t-<01j 9.67夠 JeYXE 誦116qY“一 6.1O739a-C«4.3291SWS.YXZS607S>-001e»-12X,X*001 C8dlli 1*14 3g Xi&dalMAX ; 2«3ME : 2634"：無忖W =0 N/n m 23 衣0g"6'20S5Z 0.259圖5橋面板強度6-2.2110工字鋼縱梁計算結(jié)果圖6為110丄字鋼縱梁強度計算結(jié)果。山圖可以看出110工字鋼最大應(yīng)力為:o 二 90. 4MPa <f 二 215MP

9、&故110工字鋼縱梁設(shè)計滿足安全要求。MQAS,S1POST K0岀SO*金弒最夭tt，9D<K>n«*(K)l 739G82e*Wl 5.752 為 e0M 4 K5$a*COl 2A6儲沁0Qg：0.(W«.2JS0b»H)00 -2.«75?»M)0LB-4.11163eH)0l 575SEeY0l 7勢9松TOl -9/X3«3G*C0lftfe=322£>X»C01 CBaili L2*MMAX J 1422MTU : M23"：天化&C： N/nmA2 mu

10、s/icsms 錄庁萬WZ: 0.2W圖6 110工字鋼縱梁強度6.2.3120工字鋼橫梁計算結(jié)果圖7為120工字鋼橫梁強度計算結(jié)果。山圖可以看出120工字鋼最大應(yīng)力為:o 二 193MPa <f 二 215MPa故120工字鋼橫梁設(shè)計滿足安全要求。115 f<SSH8»t«lU2琢】 4 完<2efi -?.D4>9l0J -104»Of»21 注IF2 UKCfKC X92S4fM2曲1皿MW.tXJMX:酸F：沁y圖7 120工字鋼橫梁強度624貝雷桁梁計算結(jié)果(1)貝雷桁梁強度圖8為貝雷桁梁強度計算結(jié)果。山圖可以看出貝雷桁

11、梁最大應(yīng)力為:O 二 249MPa <f 二 273MPa故貝雷桁梁強度設(shè)計滿足安全要求。MIDAS/Civil乙 L2505e*CC2 兒丹52SYJ2 1.2B5SSi«2 845745-<01 4.45680. <01 OZOCU 心 0 sss±se«$8i B.D32-4C*W1 -1233O9e*WZ l5»5a*O?2 2XJ7»3«*O：'2 -29240«-H>&23.4717E-H>&1CBdli 1.2*1.«*MAX ! 7：4"

12、;IN : 279乂徉：壬仔施：N亦A2E g： 09人0A0 活。云ba2i 0.2"圖8 120貝雷梁強度(2)貝雷桁梁剛度It.亞ZX§996><2皿2 OjOO>：C<a*OK -2.72764a-COO -4.：4：28.«)0 -S.SM2.*COOY.24-COO0.3B22O?*COO £79583 YOO1.12095i-COl20168. <03 )4,g»-c<n疋取4£S2X-X)2 Cfimins 1*1MAX I 8M】N : 420s壬云首JLQ mtim 舶；oyLO

13、disZ: 0.2SS*圖9貝雷梁剛度圖9為貝雷桁梁剛度計算結(jié)果。山圖可以看出貝雷桁梁最大變形為:f = 15. 4mm <v = 1 / 400 = 37. 5mm故貝雷桁梁剛度滿足安全要求。625 2132工字鋼分配梁計算結(jié)果(1)分配梁強度Ffi 星本-IbnMIDASjtjvilBEAM STRESS 2.L7£«i-0011.14929a «OO1 、.檔汩 23力3為YH 7S5TOCHnj -5.7936C«*<X>1弓.374H0CHLXM4E*OO2CBalf 12*14MAX . Z7MME : 27»玄王

14、忻總?cè)枕?9八0加活ZO259圖10132工字鋼分配梁強度圖10為132工字鋼分配梁強度計算結(jié)果。由圖可以看出工字鋼最大應(yīng)力 為：o = 63. 7MPa <f = 213MP&故132工字鋼分配梁強度設(shè)訃滿足安全要求。（2）分配梁剛度Fn 8!左w I FmMIDAS/3viPOST-PKOCESSCROJSPLA££Ne<r2.5«W25O：«3OCCOOKOO -E.1S417»-CO1403939.PZQL556環(huán) 8：Q -1.82C«e<>：C 乙 D8l35e5> -Z34ie4*-

15、K>X> -260232.-K>X 2&628：«0»CBr?n» 1*1MAX : IS 16"TN $ 1505*t?E *e： rm 護：gsoas 豪冠訪ar： ox.圖11 132工字鋼分配梁剛度圖11為132工字鋼分配梁剛度計算結(jié)果。山圖可以看出分配梁最大變形為：f = 2. 86mm <v = 1 / 400 = 11. 25mm故分配梁剛度滿足安全要求。6.2.6鋼管樁計算結(jié)果（1）鋼管樁支反力M2DASK5 4I POSTKOCESSO 乳REACT30N FORCErS/>XYZ小Q* 1541F

16、X» -2.2953EYXFT: 1S84X<O1FZ: 2-8136EO32FXVZ« Zfl2S5E<K)Z5" * 1542FX: -e.823<E-O>l FT: -2.S847E-CO1 PZj 4a】工 4032 C8" 1*L4MAX : W2MIN : 1!W1卞洋：元存EMO kN三割：05/10/2012斥至玄* I bnonZ« GOT圖12鋼管樁支反力圖13為鋼管樁支反力計算結(jié)果。山圖可以看出中墩鋼管樁最大支反力為:F 二 495. lkN；(2)鋼管樁強度計算吊阱 IRC8«J: 1.

17、2*：.4BEAM STRESSI3j6ai<<.*001y2 EX九5.3R63eYH6.5454U*00X 7歸疼J YH -7.72027C *001-®.307&-*001hidasEIODST-«IOC£SSORMAA : 2757MIN : 2740久：無工匕m *2 弓於09八叫20】5Zt 0X9圖13鋼管樁強度圖14為鋼管樁強度計算結(jié)果。山圖可以看出鋼管樁最大應(yīng)力為：o = 80. 08MP& <f = 213MP&故鋼管樁強度設(shè)計滿足安全要求；鋼管樁最大應(yīng)力位于與分配梁連接處，為 局部承壓應(yīng)力，其余處應(yīng)

18、力值范圍為：22. 955. 3 MPa。(3) 鋼管樁穩(wěn)定性計算鋼管樁外露高度為5m,橫向采用10槽鋼連接，縱向未連接，自山高度取 5 mo計算時鋼管樁按一端自由，一端固定考慮。最大鋼管樁反力為：F中二495 kN計算長度：l0=2h=2X5=10 (m)截面面積:A = 131. 2cm2回轉(zhuǎn)半徑:i = 18. 457cm長細比：x = 10/ i 二 1000 /18. 457 = 54.2查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，可知軸心壓桿容許長細比為：入=150：穩(wěn)定系數(shù):4>= 0. 835,故有:X = 54.2 < X = 150。=N/A m4>= 495X103/(131. 2X 10:X0. 835)=45. 18<f=215 MPa綜上，鋼管樁穩(wěn)定性設(shè)計滿足安全要求。6.2.8棧橋整體計算結(jié)果表2棧橋各構(gòu)件汁算結(jié)果匯總表構(gòu)件名稱最大應(yīng)力(MPa)最大變形(mm)是否滿足要求備注橋面板20. 37/'是110工字鋼縱梁90.4/是120工字鋼橫梁193/"是貝雷梁24915.4是大橫梁63.72.86是鋼管樁80. 08/