某大桥便桥计算书修1.docx
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某大桥便桥计算书修1
宁波市绕城高速公路（西段）第三合同段
半浦余姚江特大桥主桥
钢便桥计算单
计算：
曹义昌
复核：
王毅
审核：
王跃
审定：
中铁一局集团第一工程有限公司
宁波市绕城高速公路（西段）
第三合同项目经理部
2005年1月
半浦余姚江特大桥主桥钢便桥计算单
一、计算依据
（一）、水文资料
1、设计最高通航水位：
1.130米
2、常水位：
0.7米
3、余姚江河堤标高：
3.28米
4、便桥跨度L=10米，便桥宽度为4米。
（二）、地质资料
（三）、设计荷载
汽-20，挂-80
二、设计计算
（一）、荷载计算
1、汽车动荷载
最大的汽车荷载为30t。
如图：
摘自《实用土木工程手册》P1794
单位：
米
汽车-20级荷载，重车300KN，P=300KN=3×105N
2、恒载：
1）纵梁I45自重（6根）：
G1=12×6×80.38kg/m=5787.4kg
2）横向分配梁：
[10槽钢间距为30厘米
G2=4m×34根×10.0kg/m=1360kg
3）桥面系：
采用宽b=1500mm、δ=10mm的钢板
G3=10×1.5×2×78.5kg/m2=2355kg
4）恒载换算为均布荷载
q=（5787.4+1360+2355）/10=950.24kg/m=9502.4N/m。
（二）、纵梁受力计算
1、正应力计算：
以下计算公式摘自《实用土木工程手册》P182～P185
1）集中荷载作用下梁的弯矩M1max
M1max=PL/4=（3×105×1.2×10）/4=9×105N·m（冲击系数取1.2）
2）均布荷载作用下梁的弯矩M2max、R2A、R2B
M2max=qL2/8=（9502.4×102）/8=1.19×105N·m
R2A=R2B=qL/2=9502.4×10/2=47512N=47.51KN
M=M1max+M2max=9×105+1.19×105=10.19×105N·m
I45工字钢截面抗弯模量Wx=1430cm3=1.43×106mm3
Ix=32240cm4IZ/SZmax=38.6cmd=11.5mm
摘自《实用土木工程手册》P620
A3钢：
[σw]=145MPa[τ]=85MPaE=2.1×105MPa
摘自《实用土木工程手册》P1972
公式摘自《实用土木工程手册》P1975
2、剪应力计算
由上式可见，当X=0时R1A有最大值，即R1A=250.8KN
故，汽-20级荷载,当重车后轮位于A点时,RA反力最大
R1A=250.8KN
Qmax=R1A+R2A=250.8+47.51=298.31KN
公式摘自《实用土木工程手册》P1975
3、挠度计算：
公式摘自《实用土木工程手册》P182～P185
受弯构件挠度容许值
摘自《钢结构设计手册》（上册）P17
（三）、横梁受力计算
1、正应力计算：
以下计算公式摘自《实用土木工程手册》P182～P185
1）荷载计算
P=298.31/6=49.7KN
2）荷载作用下梁的弯矩Mmax、RA、RB
RA=RB=298.31/2=149.2KN
跨中弯矩：
①、采用2根I32工字钢
I32工字钢截面抗弯模量Wx=692.202cm3
Ix=11075.5cm4IZ/SZmax=27.458cmd=9.5mm
摘自《实用土木工程手册》P619
A3钢：
[σw]=145MPa[τ]=85MPaE=2.1×105MPa
摘自《实用土木工程手册》P1972
公式摘自《实用土木工程手册》P1975
②、或采用1根I45工字钢
I45工字钢截面抗弯模量Wx=1430cm3=1.43×106mm3
Ix=32240cm4IZ/SZmax=38.6cmd=11.5mm
2、剪应力计算
RA=149.2KN
Qmax=RA=149.2KN
①、采用2根I32工字钢
②、或采用1根I45工字钢
公式摘自《实用土木工程手册》P1975
3、挠度计算：
①、采用2根I32工字钢
②、或采用1根I45工字钢
公式摘自《实用土木工程手册》P184
受弯构件挠度容许值
摘自《钢结构设计手册》（上册）P17
（四）、横向分配梁受力计算
1、一辆汽车总重300KN的重车
前轴重力60KN，后轴重力2×120KN，轴距4+1.4m，轮距1.8m，前轮着地宽度及长度为0.3×0.2m，中后轮着地宽度及长度为0.6×0.2m
摘自《实用土木工程手册》P1795
2、荷载计算：
按均布荷载作用下简支梁计算
3、正应力计算：
荷载作用下梁的弯矩Mmax、RA、RB
RA=RB=qL/2=100×0.5/2=25KN
跨中弯矩：
采用1根[10槽钢
[10槽钢截面抗弯模量Wx=39.7cm3Ix=198cm4h=100mmt=8.5mm
b=48mmd=5.3mm
Sx=8.5×48×（50-8.5/2）+5.3×（50-8.5）2/2=23230mm3=2.32cm3
摘自《实用土木工程手册》P613
A3钢：
[σw]=145MPa[τ]=85MPaE=2.1×105MPa
摘自《实用土木工程手册》P1972
公式摘自《实用土木工程手册》P1975
4、剪应力计算
RA=25KN
Qmax=RA=25KN
公式摘自《实用土木工程手册》P1975
5、挠度计算：
公式摘自《实用土木工程手册》P185
受弯构件挠度容许值
摘自《钢结构设计手册》（上册）P17
（五）、桥面板受力计算
a=0.05mc=0.2mL=0.3m
1、一辆汽车总重300KN的重车
前轴重力60KN，后轴重力2×120KN，轴距4+1.4m，轮距1.8m，前轮着地宽度及长度为0.3×0.2m，中后轮着地宽度及长度为0.6×0.2m
摘自《实用土木工程手册》P1795
2、荷载计算：
按局部均布荷载作用下简支板计算
3、正应力计算：
荷载作用下梁的弯矩Mmax、RA、RB
RA=RB=qc/2=300×0.2/2=30KN
跨中弯矩：
公式摘自《实用土木工程手册》P186
采用δ=10mm宽b=150cm的2块钢板作为面板
4、剪应力计算
RA=30KN
Qmax=RA=30KN
Sx=150×0.5×0.25=18.75cm3
5、挠度计算：
公式摘自《实用土木工程手册》P186
受弯构件挠度容许值
摘自《钢结构设计手册》（上册）P17
（五）、钢管桩计算
1、荷载计算
1）桥面板：
δ=10mm钢板
G1=（10m×1.5m）×2块×78.5kg/m2=2355kg
2）横向分配梁：
[10槽钢间距为30厘米
G2=4m×34根×10.0kg/m=1360kg
3）纵梁：
6根I45工字钢
G3=12.5m×80.4kg/m×6=6030kg
3）横梁：
1根I45工字钢（或2根I32工字钢）
G4=6.25m×80.4kg/m×1=502.5kg或
G4=6.25m×52.7kg/m×2=658.8kg（荷载计算取大值）
4）活载：
汽车-20级荷载，
重车300KN，P=300KN=3×105N
5）其它：
G5=恒载×0.3=（2355+1360+6030+658.8）×0.3=3121kg
6）荷载组合：
G总=G1+G2+G3+G4+G5+P=2355+1360+6030+658.8+3121+30×103
=43524.8kg
2、单桩承载力计算：
<<实用土木工程手册>>P1165
其中：
淤泥：
桩周土的容许摩阻力f1=5～8KPa，P1=στ=40KPa
淤泥质粘土：
桩周土的容许摩阻力f2=9～13KPaP2=στ=50KPa
取f1=5KPa，f2=9KPa计算<<简明施工计算手册>>P196
每个支墩下采用2根φ60cm钢管桩δ=8mm，荷载计算时钢管桩长度暂按25m计算，
单根钢管桩自重为：
G5=πD×L×62.8kg/m
=3.14×0.6×25×62.8kg/m2=2958kg
单根钢管桩需承受的容许承载力：
Pa=G总/2+G5=43524.8/2+2958=24720.4kg=24.72t=247.2KN
则所需打入土层钢管桩长度为：
Pa=50×0.283+1.884×[5×（11.01-5.2）+9t2]=247.2KN
t1=11.01-5.2=5.81m
L入土=t1+t2=10.52+5.81=16.33m
则：
钢管桩打入淤泥质粘土层深度至少按17m计，取打入两土层的钢管桩长度L入土=15m计算允许承载力为：
通过以上计算和图纸所给地质资料可知，此钢管桩桩基要穿过淤泥质粘土层进入亚粘土层。
3、按桩尖打入亚粘土层1.6米计算单桩承载力：
<<实用土木工程手册>>P1165
其中：
淤泥：
桩周土的容许摩阻力f1=5～8KPa，P1=στ=40KPa
淤泥质粘土：
桩周土的容许摩阻力f2=9～13KPaP2=στ=50KPa
亚粘土：
桩周土的容许摩阻力f3=10～17KPaP4=στ=180KPa
取f1=5KPa，f2=9KPa，f3=10KPa计算
<<简明施工计算手册>>P196
每个支墩下采用2根φ60cm钢管桩δ=8mm，荷载计算时钢管桩总长度暂按25m计算，
单根钢管桩自重为：
G5=πD×L×6.28kg/m
=3.14×0.6×25×6.28kg/m2=296kg
打入各土层的钢管桩长度为：
t1=11.01-5.2=5.81m
t2=18.41-11.01=7.4m
t3=1.6m
单桩承载力为：
通过以上计算可知，此钢管桩桩基要穿过淤泥质粘土层进入亚粘土层1.6米，满足施工荷载要求。
则单根钢管桩长度为：
L=钢管桩顶口标高-护筒底口标高=2.4-（-20.01）=22.41米
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