工字钢便桥设计及荷载验算书文档格式.doc

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材料 数量

长度

根数

总量

I20a工字钢

6m

8

48m

槽钢

4.5m

4

18m

钢板

27㎡

Φ22

1.2m

总长度33.6m

总质量100.13kg

二、荷载分析

根据现场施工需要，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。

如图1所示：

图1

为简便计算方法，桥梁自重荷载按均布荷载考虑，车辆荷载按集中荷载考虑。

以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。

1、q值确定

由资料查得20a工字钢每米重27.9kg，再加上联结钢筋及钢板重量，单片工字钢自重按0.5KN/m计算，及q=0.5KN/m。

2、P值确定

根据施工需要，并通过调查，便桥最大要求能通过后轮重40吨的大型车辆，及单侧车轮压力为200KN，单片20a工字钢尺寸如图2：

单侧车轮压力由4片梁同时承受，其分布如图3：

单侧车轮压力非平均分配于4片梁上，因此必须求出车轮中心点处最大压力，且车轮单个宽25cm，20a工字钢翼板宽10cm，每片工字钢间横向间距为50cm，因此单侧车轮至少同时直接作用于两片工字钢上。

而f按图3所示转换为直线分布，如图4：

图4

由图4可得到=F/2，单片工字钢受集中荷载为/2=50KN。

由于便桥设计通过车速为5km/小时，故车辆对桥面的冲击荷载较小，故取冲击荷载系数为0.2，计算得到。

三、结构强度检算

由图1所示单片工字钢受力图示，已知q=0.5KN/m，P=60KN，工字钢计算跨径=4m，根据设计规范，工字钢容许弯曲应力=210MPa，容许剪应力=120MPa。

1、计算最大弯矩及剪力

最大弯距（图1所示情况下）：

最大剪力（当P接近支座处时）

2、验算强度

正应力验算：

（为20a工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为309cm3）

剪力验算：

由于工字钢在受剪力时，大部分剪力由腹板承受，且腹板中的剪力较均匀，因此剪力可近似按计算。

为腹板净高（除去翼板厚度），为腹板厚度，由图2可得到=186mm，=7mm。

计算得到：

3、整体挠度验算

工字钢梁容许挠度,而梁体变形为整体变形，由单侧6片工字钢为一整体进行验算，计算得到：

其中q=0.5KN/mF=360KNE=206×

105/cm2I=33760cm4×

考虑车辆荷载非集中荷载，后轮轴重如达40吨时为双桥或三桥车，按《桥梁设计规范》中，双桥车两轴间间距为1.4米，及F可认为如图5所示分布。

图5

根据图1和图5中集中荷载弯矩计算公式分别为：

和

由于挠度主要由车辆荷载产生，因此可近似将视为挠度的折减系数，及

四、验算结果分析

根据以上验算，可见本便桥可通过的最大车重为40吨，因此次设计可以完全满足使用要求。