30m钢栈桥计算书9+12+9mWord文档下载推荐.docx

30m钢栈桥计算书9+12+9mWord文档下载推荐.docx

《30m钢栈桥计算书9+12+9mWord文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《30m钢栈桥计算书9+12+9mWord文档下载推荐.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

3）验算各构件强度与刚度。

3计算依据

本计算的计算依据如下：

4）黄绍金,刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京:

人民交通出版社,2001

5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

6）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

4计算理论及方法

本计算主要依据《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金，刘陌生著.北京：

人民交通出版社，2001.6）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）等规范中的相关规定，通过MIDAS/Civil2019结构分析软件计算完成。

5计算参数取值

5.1设计荷载

5.1.1恒载

本设计采用MidasCivil建模分析，自重恒载由程序根据有限元模型设定的截面和尺寸自行计算施加。

5.1.2活载

基本荷载：

公路-Ⅰ级

公路-Ⅰ荷载如图3：

图3公路-I级荷载图（单位：

m）

程序分析时，汽车活载作为移动荷载分析，采用车道面加载。

考虑到实际情况，桥面两侧预留50cm为避让行人宽度，车道面宽度取值3.0m，车轮距为1.8m。

车道面最大偏距为左右1m。

汽车限速5km/h通过，通行的冲击系数由程序根据设定参数自动计算考虑。

验算荷载：

挂-100，全桥布置一辆。

5.1.3荷载组合

设计荷载按下式进行组合：

基本组合：

1.2倍恒载+1.4倍活载（汽）；

验算组合：

1.0倍恒载+1.0倍活载（挂）。

5.2主要材料设计指标

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《装配式公路钢桥多用途使用手册》

（黄绍金，刘陌生著.北京：

人民交通出版社，2001.6），主要材料设计指标如下：

表1主要材料设计指标

材料

牌号

抗拉、抗压、抗弯极限应力f

（MPa）

抗剪极限应力fv

一般型钢构件

Q235

215

125

贝雷桁梁

16Mn

273

208

6计算分析

6.1计算模型及边界条件设置

图4为钢栈桥Midas分析模型图。

单元模型设置规则如下：

梁单元：

钢管桩、上下横向分配梁、纵向分配梁、贝雷梁上下弦杆采用梁单元；

板单元：

行车道板；

桁架单元：

腹杆、横向支撑、剪刀撑。

由上而下，层与层之间边界条件设置如下：

纵向分配梁与行车道板，共节点连接；

上横向分配梁与纵向分配梁，弹性连接（只受压+一般连接）；

贝雷梁与上横向分配梁，弹性连接（只受压+一般连接）；

下横向分配梁与贝雷梁，弹性连接（只受压+一般连接）；

钢管桩与下横向分配梁，弹性连接（只受压+一般连接）。

模拟只受压时，按经验取值SDx=1e+7N/mm；

模拟一般连接时，连接刚度取值SDy=1e+5N/mm,SDz=1e+5N/mm。

线性叠加上述两种边界条件，用于模拟上下层搭接的情况。

外部边界条件设置如下，见图4：

钢管桩（桥墩）：

底部固结；

贝雷梁梁端（桥台）：

一端约束Dx、Dy、Dz和Rz；

另一端只约束Dz和Rz。

图4分析模型

6.2计算结果分析

由于Midas计算结果中，桥面系构件总体变形与贝雷桁梁变形一致，导致桥面系构件变形输出结果远大于实际变形，另外再考虑到桥面系构件跨度均较小，故结果分析中桥面系构件仅以强度满足要求进行控制；

贝雷桁梁、分配梁结果分析中以强度、刚度均满足要求进行控制。

6.2.1桥面板计算结果

图5为桥面板强度计算结果。

由图可以看出桥面板最大应力为：

σ=17.0MPa<

f=215MPa

故桥面板设计满足要求。

图5桥面板强度（基本组合）

6.2.2[16槽钢纵向分配梁和I20工字钢横向分配梁计算结果

图6为[16槽钢纵向分配梁强度计算结果。

由图可以看出[16槽钢最大应力为：

σ=157.4MPa<

故[16槽钢纵向分配梁设计满足要求。

图7为I20工字钢纵向分配梁强度计算结果。

由图可以看出I20工字钢最大应力为：

σ=143.1MPa<

故I20工字钢横向分配梁设计满足要求。

图6[16槽钢纵梁强度（基本组合）

图7I20工字钢横梁强度（验算组合）

6.2.3贝雷桁梁计算结果

（1）贝雷桁梁（弦杆）强度

图8贝雷桁梁（弦杆）强度（验算组合）

图8为贝雷桁梁（弦杆）强度计算结果。

可以看出贝雷桁梁（弦杆）最大应力为：

σ=213.2MPa<

f=273MPa

（2）贝雷桁梁（腹杆）强度

图9贝雷桁梁（腹杆）强度（验算组合）

图9为贝雷桁梁（腹杆）强度计算结果。

可以看出贝雷桁梁（腹杆）最大应力为：

σ=155.9MPa<

（3）贝雷桁梁（支撑架）强度

图10贝雷桁梁（支撑架）强度（验算组合）

图10为贝雷桁梁（支撑架）强度计算结果。

贝雷桁梁（支撑架）最大应力为：

σ=157.0MPa<

（4）贝雷桁梁刚度

图11贝雷桁梁刚度（验算组合）

图11为贝雷桁梁刚度计算结果。

由图可以看出贝雷桁梁最大变形为：

f=15.3mm<

[v]=l/400=26.3mm

故贝雷桁梁刚度满足要求。

6.2.42I36工字钢分配梁计算结果

（1）分配梁强度

图12分配梁强度（验算组合）

图12为I36b工字钢分配梁强度计算结果。

由图可以看出工字钢最大应力为：

σ=82.3MPa<

故I36b工字钢分配梁强度设计满足要求。

（2）分配梁刚度

图13分配梁刚度（验算组合）

图13为I36b工字钢分配梁刚度计算结果。

由图可以看出分配梁最大变形为：

f=3.4mm<

[v]=l/400=6.25mm

故分配梁刚度满足安全要求。

6.2.5钢管桩计算结果

（1）钢管桩支反力

图14钢管桩支反力（验算组合）

图14为钢管桩支反力计算结果。

由图可以看出中墩钢管桩最大支反力为：

F中=641kN；

（2）钢管桩强度计算

图15钢管桩强度计算（验算组合）

图15为钢管桩强度计算结果。

由图可以看出钢管桩最大应力为：

σ=49.3MPa<

故钢管桩强度设计满足要求；

最大应力位于与分配梁连接处，为局部承压应力。

（3）钢管桩稳定性计算

钢管桩外露高度为5m，横向采用[10槽钢连接，纵向未连接，自由高度取5m。

计算时钢管桩按一端自由，一端固定考虑。

最大钢管桩反力为：

F中=641kN

计算长度：

l0=2h=2×

5=10（m）

截面面积：

A=131.2cm2

回转半径：

i=18.457cm

长细比：

λ=l0/i=1000/18.457=54.2

查《钢结构设计规范》，可知轴心压杆容许长细比为：

150；

稳定系数：

0.835，故有：

l=λ=54.2<

[λ]=150

σ=N/ϕ⋅A=58.5MPa<

f=215MPa

其中：

N=641x103

A=131.2x102

综上，钢管桩稳定性设计满足要求。

6.2.6栈桥整体计算结果

（1）栈桥整体变形

图16栈桥整体变形（验算组合）

（2）栈桥各构件计算结果汇总

表2栈桥各构件计算结果汇总表

构件名称

最大应（MPa）

最大变形（mm）

是否满足要求

备注

桥面板

17.0

/

是

[16槽钢纵梁

157.4

I20工字钢横梁

143.1

弦杆

213.2

15.3

腹杆

155.9

支撑架

157.0

I36b分配梁

82.3

3.4

钢管桩

49.3

7注意事项

由于现场施工中存在一些模拟计算中无法考虑到的不确定因素，如自然原因或人为原因造成的临时荷载等，为了尽可能的与模拟条件一致，确保施工安全，须注意以下事项：

1、桥面板与纵梁采用间断焊接连接，横梁与贝雷桁梁采用U型螺栓连接固定。

2、贝雷桁梁与底分配梁采用角钢焊接限位固定措施，防止左右偏移扭转。

3、如有其它事项与设计或计算模拟要素不符，需重新进行受力计算和分析。