某贝雷梁钢便桥计算书文档格式.docx

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mm）

2、计算目标

本计算的计算目标为：

1）确定通行车辆荷载等级；

2）确定各构件计算模型以及边界约束条件；

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：

[1]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

[2]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

[3]《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

[4]《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）

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）、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）等规范中的相关规定，通过MIDAS/Civil2012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

根据《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004》，汽车荷载按公路-Ⅰ级荷载计算，公路-Ⅰ荷载如图2：

图2公路-Ⅰ级荷载图

程序分析时，汽车活载作为移动荷载分析，采用车道面加载。

为确保行人车辆安全，桥面右侧护栏外侧增设1.2m人行道宽度，桥面宽度取值6m，车轮距为1.8m。

汽车限速15km/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，在“移动荷载分析控制”中，临时钢栈桥结构基频取值1.3Hz，根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）规定，冲击系数为u=0.04。

图3桥面车道布置图

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：

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。

其中，桩基础采用梁单元，桥面板采用板单元。

图4分析模型

边界条件设置如下：

（1）桥面系构件连接：

桥面板与I10工字钢纵梁、纵梁与I20工字钢横梁均采用共节点连接，横梁与贝雷桁梁采用仅受压弹性连接，连接刚度按经验取值100kN/mm。

由于存在仅受压弹性连接，模型对桥面板进行三处约束，各处约束自由度分别为：

（Dx，Dy，Rz）；

（Dx，Rz）；

（Dy，Rz）。

（2）其余构件连接：

贝雷桁梁与2I32工字钢分配梁采用弹性连接，分配梁与钢管桩采用共节点连接。

钢管桩桩底按锚固模拟，约束Dx、Dy、Dz、Rx、Ry、Rz。

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=20.37MPa<

f=215MPa

故桥面板设计满足安全要求。

图5桥面板强度

6.2.2I10工字钢纵梁计算结果

图6为I10工字钢纵梁强度计算结果。

由图可以看出I10工字钢最大应力为：

σ=90.4MPa<

故I10工字钢纵梁设计满足安全要求。

图6I10工字钢纵梁强度

6.2.3I20工字钢横梁计算结果

图7为I20工字钢横梁强度计算结果。

由图可以看出I20工字钢最大应力为：

σ=193MPa<

故I20工字钢横梁设计满足安全要求。

图7I20工字钢横梁强度

6.2.4贝雷桁梁计算结果

（1）贝雷桁梁强度

图8为贝雷桁梁强度计算结果。

由图可以看出贝雷桁梁最大应力为：

σ=249MPa<

f=273MPa

故贝雷桁梁强度设计满足安全要求。

图8I20贝雷梁强度

（2）贝雷桁梁刚度

图9贝雷梁刚度

图9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=15.4mm<

[v]=l/400=37.5mm

故贝雷桁梁刚度满足安全要求。

6.2.52I32工字钢分配梁计算结果

（1）分配梁强度

图10I32工字钢分配梁强度

图10为I32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=63.7MPa<

故I32工字钢分配梁强度设计满足安全要求。

（2）分配梁刚度

图11I32工字钢分配梁刚度

图11为I32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=2.86mm<

[v]=l/400=11.25mm

故分配梁刚度满足安全要求。

6.2.6钢管桩计算结果

（1）钢管桩支反力

图12钢管桩支反力

图13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=495.1kN；

（2）钢管桩强度计算

图13钢管桩强度

图14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=80.08MPa<

故钢管桩强度设计满足安全要求；

钢管桩最大应力位于与分配梁连接处，为局部承压应力，其余处应力值范围为：

22.9～55.3MPa。

（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=495kN

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：

[λ]=150；

稳定系数：

φ=0.835，故有：

λ=54.2<

[λ]=150

[σ]=[N]/Amφ=495×

103/（131.2×

102×

0.835）

=45.18＜f=215MPa

综上，钢管桩稳定性设计满足安全要求。

6.2.8栈桥整体计算结果

表2栈桥各构件计算结果汇总表

构件名称

最大应力（MPa）

最大变形（mm）

是否满足要求

备注

桥面板

20.37

/

是

I10工字钢纵梁

90.4

I20工字钢横梁

193

贝雷梁

249

15.4

大横梁

63.7

2.86

钢管桩

80.08

基础承载力

0.14

7、施工注意事项

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，横梁两端与贝雷桁梁采用U型螺栓连接固定，中间段与贝雷桁梁不连接。

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.临时钢栈桥中支点处贝雷桁梁采用[16槽钢竖撑加强，并确保槽钢上下端与贝雷桁梁上下弦杆密贴。

4.分配梁安设在钢管桩槽口内，并且两侧及底部采用薄钢板与钢管焊接固定。

5、实际施工中，钢栈桥桥跨间距按15m/跨进行施工。