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×

4×

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×

3×

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