便桥说明及计算单Word文件下载.docx

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主梁上满铺15×

15cm方木作为分配梁,分配梁上行车道及人行道范围铺5cm木板。

行车道两侧固定15×

15cm方木作为护轮木,护轮木净距2.8m。

桥面两侧设∠50×

50×

5mm的角钢作为防护栏立柱,立柱间用φ16的圆钢及∠40×

40×

4的角钢纵联,桥面宽度4.4米。

便桥0号台为混凝土扩大基础,基础顶预埋钢板,I40工字钢直接放在基础预埋钢板上并与预埋钢板焊接。

1号墩墩身采用3根Φ50cm的钢管桩,两根I55工字钢拼到一起作为横梁,基础为砼扩大基础,桩间距2.25m。

2号墩为过渡墩,采用混凝土扩大基础,不同的梁高由拆装梁作成的支撑架进行调整。

其墩身采用3根Φ50cm,钢管桩桩间距1.5m。

6号过渡墩采用3根Φ50cm钢管桩。

桩间距1.5m。

3、4、5号墩位于通顺河水中,每墩采用两根Φ80cm的钢管桩作支撑,钢管桩间距2.5m。

7号墩采用2根Φ50cm钢管桩,8号墩采用2根Φ50cm钢管桩。

9、10号墩位于通顺河南岸,采用混凝土基础,2根Φ50cm钢管桩作为墩身。

考虑到汛期涨水后9号墩基础可能会受河水浸泡,在基底打入4米长15×

15cm方木以增强基底承载力。

所有桩间均采用[12.6作为横向连接,以增强横向稳定性,3~10号墩桩顶均采用拆装梁1#铁作为横梁。

便桥计算单

对便桥下部结构、主梁、桥面系三部分分别进行计算。

一、下部结构计算

1、钢管桩承载力计算

由便桥结构图可知,4#墩钢管桩受力最大,现对4#墩钢管桩进行承载力计算

a、荷载计算

主梁采用贝雷梁双排单层加强型结构,最大跨度30m,每节贝雷梁3m,重0.501t(包括加强弦杆、支撑架)。

一跨贝雷梁总重:

0.501×

10=20t,即200KN

桥面系:

方木体积:

v=0.15×

30=18m3

木板:

v=3×

0.05×

30=4.5m3

密度:

5.0KN/m3

方木与木板重:

G=(18+4.5)×

5.0=112.5KN

恒载自重:

G1=200+112.5=312.5KN

验算活载:

罐车装满砼后总重为32t,即320KN

冲击系数取1.2

便桥是临时性建筑,主要载重车辆是混凝土车,并且满载时只允许单车通过。

b、4#墩最大支座反力计算

计算4号墩的最大支座反力R1

产生最大反力时,车队在桥梁上的位置(车队分布图如下)

将连续梁作为一个先简支后连续结构来计算

根据弯矩平衡条件:

3#墩与4#墩间梁的平衡:

R1/×

30=6×

(30-4)

4#墩与5#墩间梁的平衡:

R1//×

30=12×

(30-1.4)

R1/为前轮(6t)对4#墩的压力产生的支反力

R1//为后轮(12t)对4#墩的压力产生的支反力

即:

R1max=R1/+R1//+12=28.64t

即中轮位于桥墩上时,支座反力达到最大值

(28.64×

32/30)×

10=305.5KN

考虑车辆偏载,计算偏载系数.

车辆最大偏载位置如下图所示,车轮紧靠护轮木。

R2=0.15×

P+(0.15+1.80)×

P=0.84P

R1=2P-R2=1.16P

1.16P/2P=0.58=58%

为安全起见,单桩受力按活载的60%计算。

又桥梁自重为312.5KN

故单桩受压力最大值为

R=305.5×

0.6×

1.2+312.5/2=376.21KN

c、单桩竖向承载力计算

1)、钢管桩外径80cm,壁厚1cm,埋深按打入10m计算。

查工程地质勘探报告,工程地质条件为:

淤泥质亚粘土(2—4)极限摩擦力为Ti=20KPa

按《建筑桩基技术规范》计算:

QUK=QSK+QPK=u×

(qs1k×

L1+qs2k×

L2)+qpkAp

式中μ----管桩周长:

μ=0.8×

3.14=2.51327m

QUK:

单桩竖向极限承载力标准值

QSK:

单桩总极限侧阻力标准值

QPK:

单桩总极限端阻力标准值

qs1k:

土层极限侧阻力标准值

为了安全QPK不计入承载力

QSK=2.51327×

10×

20=502.7KN>

R=376.21KN(承载力满足要求)

2)、根据钢管桩施打时现场锤击沉桩记录反算钢管桩承载力。

取最终贯入度最大的4#钢管桩计算承载力:

筒式柴油锤:

冲击部分重Q=2.5t;

十次贯入度最终为e=2.3cm;

活塞跳高平均为:

H=1.4m

根据日本建筑基准法公式:

p=E/(5e+0.1)

一次冲击能E=2QH=2×

25×

1.4=70KN.m

单桩竖向承载力:

P=70/(5×

0.0023+0.1)=627.8KN>

339.55KN

故桩基的承载力足够。

3)、钢管整体稳定性计算

河床以上部分钢管长度L=12m,计算长度L0=2L=2×

12m=24m

截面惯性矩:

I=(D4-d4)/64=1.935×

10-3m4

截面积:

A=0.0248m2=24.8×

10-3m2

惯性半径:

i=(I/A)1/2=0.279m

长细比:

λ=L0/i=24/0.279=86

由λ=86,查《钢结构设计规范JBJ17-88》用内差计算得:

稳定系数为=0.743,

б=N/A=376.21×

103/(0.743×

24.8×

10-3)

=20.4×

106Pa=20.4MPa<

210MPa=[б]<

可>

故钢管桩的稳定性满足要求。

2、扩大基础承载力计算

2#墩基础

a、基底承载力计算

基础尺寸:

(长)4m×

2m(宽)×

0.8m(高)

A=4×

2=8m2

根据工程地质勘查报告知:

2#墩处地质为亚粘土(2—2),容许承载力为[σo]=95KPa

基础承载力:

R=A×

σo=8×

95=760kN

b、基底压应力计算

梁重:

单片贝雷梁:

0.501t/3m;

Ⅰ40b工字钢:

0.0738t/m

第3跨梁重(24m贝雷梁):

0.501×

(24/3)=16.032t

第2跨梁重(11根12m长工字钢):

0.0738×

12×

11=9.74t

(11.25/30)×

(12+24)=13.5t

钢管桩重:

0.0357×

7.8=0.835t

活载(混凝土车):

32t

混凝土地基:

v=2×

0.8=6.4m3G=6.4×

2.5=16t

基础对地面的最大压力:

(16.032+9.74+13.5)/2+0.835+32×

1.2+16=74.8t<

76.0t基底承载力满足要求。

二、主梁计算

主梁采用贝雷梁和Ⅰ40b工字钢

a、贝雷梁段

梁体在3、4、5、6跨采用贝雷梁结构,其最大跨径30m,单层双排加强型拼装。

荷载采用汽车-20级,

通过查阅贝雷梁结构设计资料(附录2:

贝雷梁资料)

桥梁的荷载与跨径组合表如下:

由表可知双排单层加强型贝雷梁结构,对汽车—20级,其最大跨径可达36米,本桥采用30米跨度,所以是安全的。

b、工字钢梁段

取不利梁段:

第7跨跨径为11.5m采用8根I40b

1)、计算绝对最大弯距

1.横向荷载分布系数计算:

根据桥面系部分的计算数据,可知桥面活载多加在2#,7#工钢上(桥外侧数第二根),

实际情况方木几乎没有变形,工钢受力基本平均,汽车载荷的横向分布系数为0.125,为安全取0.125×

1.1=0.1375

2#工钢上的总活载:

32×

1.2×

0.1375=5.28t

1.2为汽车的冲击系数

2.绝对最大弯距截面pk的位置:

距梁中点距离

a=0.12mm

3.用etool软件计算,原始数据:

工40bA=94.1cm2,W=1140cm3

L=11.5m,E=210000Mpa,I=227.8×

10-6m4

工字钢陈旧折减系数为80%

[σ]=170Mpa×

80%=136Mpa

[τ]=80Mpa×

80%=64Mpa

集中荷载:

前轮:

(6/30)×

5.28=1.056t=10.56KN

中轮:

(12/30)×

5.28=2.112t=21.12KN

后轮:

均布载荷:

工40bq1=73.8kg/m=0.738KN/m

桥面系q2=0.469KN/m

q=q1+q2=1.207KN/m

受力图及变形、弯距、剪力图如下:

最大变形(+)35.6mmx=5.87

最大变形(-)0mmx=0

最大弯矩(+)0kN.mx=0

最大弯矩(-)-135.5KN.mx=5.87

强度验算

σ=135.5×

1000/1140=118.8MPa<

136Mpa

挠度计算:

f/l=35.6/11500=1/323<

[f/l]=1/300

变形过大,需对工钢进行进行加强

方木满铺在工钢上,工钢顶面每4m用角钢横向连接,梁的整体稳定性可不计算。

三、桥面系

桥面主要受力结构:

桥面满铺15×

15的方木,并在其上加5cm的油松木板。

共有4个不同桥面横截面,取两不利截面进行验算。

1)贝雷梁段桥面系

验算主要构件:

15cm×

15cm方木,车道宽:

2.8m

将方木作为一个连续梁结构检算其中一根方木的安全性。

由于方木紧密铺状,并在上面加5cm木板,实际情况是,一根方木最多承受桥上车轮载荷重的1/2甚至是1/3,为了安全取1/2计算。

汽车满载时的载荷分布如下图

一个重轮的力:

(12/2)×

(32/30)×

1.2=7.68t

一根方木承受1/2:

7.68×

0.5=3.84t

32t汽车横向尺寸图:

车轮宽60cm,将集中力换算成均布荷载:

q=3.84×

10/0.6=64kN/m

便桥横截面图

车轮的横向移动范围:

车轮外侧距护轮木0cm~40cm

在此范围内:

横向重轮最不利位置:

车轮外测距护轮木0cm

1.受力图及变形、弯距、剪力图:

1.计算结果

最大变形(+)0.6mmx=0.3

最大变形(-)-0.1mmx=1.5

最大弯矩(+)2.8kN.mx=0.9

最大弯矩(-)-2.9kN.mx=0.6

最大剪力(+)28.7kNx=0.9

最大剪力(-)-13.6kNx=2.5

2.强度验算:

方木材料力学性能:

E=1×

104MPa[ft]=8.5MPa[τ]=5.95MPa

I=b×

h3/12=4.2188×

107mm4

截面最大弯矩,发生于距护轮木30cm处。

Mmax=2.9KN.m

最大剪力:

Qm

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