獅子山施工鋼便橋計算書中鐵航空港集團(tuán)峨米鐵路項(xiàng)目經(jīng)理部三分部二〇一六年八月第1章概述1工程概況1.1便橋設(shè)計方案本便橋設(shè)計全長為13m，縱向設(shè)計跨徑為1跨11.5m，寬7m，采用上承式工字鋼組合結(jié)構(gòu)。構(gòu)成形式為：主要承重構(gòu)件為10排I56b工字鋼組成，排間距0.75m，長12m；橋面防滑花紋鋼板，鋼面板下設(shè)置I20a工字鋼做為橫向分配梁，間距根選取0.4m，與槽鋼橋面板焊接；橋臺采用混凝土橋臺，基礎(chǔ)和臺身采用C25混凝土。尺寸根據(jù)施工現(xiàn)場情況而定，基礎(chǔ)為7.6m長，高0.5m，1.5m寬，橋臺長7.2m，高3.5m，寬1.4。本棧橋按容許應(yīng)力法進(jìn)行設(shè)計。1.2設(shè)計依據(jù)(1)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）(2)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTJ024-85）(3)《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTJ025-86）(4)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041—2000）(5)《公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）1.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1)設(shè)計橋長：13m，單跨11.5m(3)設(shè)計橋?qū)挘簝魧?m(4)設(shè)計控制荷載：設(shè)計考慮以下三種荷載：汽車-20，根據(jù)《公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范》，取1.3的沖擊系數(shù)。50T履帶吊機(jī)：履帶接地尺寸4.5m×0.7m。③掛車-100級平板車，根據(jù)《公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范》，取1.3的沖擊系數(shù)。設(shè)計僅考慮單輛重車在橋上通行。根據(jù)計算結(jié)果可知：查的I20a：I=2370cm4W=237cm3最大彎矩M=24.62kn，最大剪力155.65kn，按照容許應(yīng)力法進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算σw=Mmax/rw=24.62×103/237×10-6=103.89Mpa<145Mpa

強(qiáng)度滿足要求；剪應(yīng)力τ=VS/Ib其中剪力V=155.65kN，I/s=17.2cm，腹板厚b=7mm,代入得τ=155.65×1000/(172×7)=129.28MPa<[τ]=140MPa,滿足抗剪強(qiáng)度要求；第3章11m跨縱梁計算3.1荷載計算縱向主梁：每排主梁延米重量為115kg/m，總重為：115×10×10-3×12×10＝138kN，換算成橋跨方向均布線荷載為：11.5kN/m1）自重均布荷載：根據(jù)前面的計算可知均布荷載為：q=7.23+5.859=13.089kN/m2）人群荷載:不考慮與車輛同時作用；3）車輛荷載：按掛車-100驗(yàn)算；3.2縱向主梁計算為簡化計算，貝雷架的上承受的荷載有集中荷載和均布荷載，均布荷載為橋面系和縱梁自重，集中荷載為車輛荷載，集中荷載按汽車輪壓荷載計算，計算模型如圖所示，對單片I56b工字鋼q=13.089/10+1.15=2.46kN/m，集中荷載：掛車-100，p1=p2=p3=p4=1.3×(250/10)=32.5KN用rbcce求得：最大彎矩M=245.42kn.M，最大剪力79.14kn查的I56b：I=68512.5cm4W=2446.69cm3σw=Mmax/rw=245.42×103/2446.69×10-6=100.31Mpa<145Mpa

強(qiáng)度滿足要求；剪應(yīng)力τ=VS/Ib其中剪力V=79.14kN，I/s=47.14cm，腹板厚b=14.5mm,代入得τ=79.14×1000/(471.4×14.5)=11.57MPa<[τ]=83MPa,滿足抗剪強(qiáng)度要求；由計算可見：I56b工字鋼作為縱梁，間距0.75m情況，各種車輛均能滿足受力要求。第4章橋面槽鋼計算橋面板采用[28a槽鋼，槽鋼下設(shè)中心間距400mm的I20a工字鋼橫梁，橋面板凈跨徑為300mm（20a工字鋼翼板寬度為100mm）。4.1、荷載計算其荷載分析如下：1）自重均布荷載：0.3142*23=7.23kN/m(沿橋跨方向菌斑荷載，對于每根縱梁的均布荷載為0.3142kN/m2）人群荷載：不同時考慮3）[28a縱向槽鋼間距30cm，橫向分配梁間距為0.4m，縱梁受力計算按照跨徑為0.4m的5跨連續(xù)梁進(jìn)行驗(yàn)算4）汽車輪壓汽車-20級輪壓：車輪接地尺寸為0.6m×0.2m,縱梁間距0.3m，0.3×2=0.6，故每組車輪壓在2根[28a上，在槽鋼上的分布寬度為0.2m；考慮沖擊系數(shù)1.3，則單根[28承受的線荷載為1.3×140÷2÷2÷0.2=227.5kN/m；掛車-100級輪壓：車輪接地尺寸為0.5m×0.2m,縱梁間距0.3m，0.25×2=0.5，故每組車輪壓在2根[28a上，考慮沖擊系數(shù)1.3，則單根[28a承受的線荷載為1.3×250÷2÷2÷0.2=406.25kN；對比上面3種車輛荷載，分別計算掛車-100級作用和75t履帶時。4.2橋面縱梁計算當(dāng)掛車-100級作用在縱梁上，考慮橫梁間距為40cm時，其計算模型、彎矩、剪力為：最大彎矩：4.58KN.m，最大剪力：48.6KN查的[28a開口側(cè)截面抵抗矩W=35.718cm3，I=217.9cm4tw=1.25cm，A=40.02cm2最大彎矩M=6.28KN.M，最大剪力56.64knσw=Mmax/w=4.58×103/(35.7×10-6)=128.3Mpa＜145Mpa

強(qiáng)度滿足要求；τ=V/A，其中剪力取V=48.6kN，A=40.02τ=48.6×1000/(40.02)=12.14MPa<[τ]=140MPa滿足抗剪強(qiáng)度要求；剛度驗(yàn)算：由以上模型可知，將汽車輪壓荷載簡化為集中荷載，處于跨中時計算的撓度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際情況的。以此計算撓度：剛度驗(yàn)算:fmax＜[f]fmax=Pl3/(48EI)其中E=2.05×105MPafmax=(81.25×0.43)/(48×2.05×1011×2.179×10-6)=0.024mm＜[f]=1/400m=10mm故剛度滿足要求由計算可見：[28a槽鋼作為縱梁，間距0.4m情況，各種車輛均能滿足受力要求。第5章基礎(chǔ)設(shè)計5.1基礎(chǔ)承載力計算橋身鋼結(jié)構(gòu)自重27.54噸，荷載：拖車100噸橋梁上部恒載反力N1=27.54/2=13.77T橋梁上部活載反力N2=100T橋臺自重G=2.5×7.6×0.85×0.4+2.5×7.2×3.5×1+2.5×7.6×1.5×0.5=83.71T不考慮偏心作用，墩身受中心荷載作用，其地基承載應(yīng)為：σ===173.2KPa注意：橋臺基礎(chǔ)底部承載力必須>174KPa，因一般河岸淤泥質(zhì)地基承載力較低，建議開挖至相應(yīng)基礎(chǔ)深度，并通過試驗(yàn)確定地基承載力，確保滿足要求。5.2抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算臺側(cè)土壓力按朗肯土壓力公式計算。取γ=18kN/m3，ka=0.33，則墩側(cè)土壓力Pa=0.5γh2ka=0.5×18×42×0.33=47.52kN∑Ni=G=83.71=837kN∑Pi=Pa=47.42kN基底摩擦系數(shù)按沙礫取μ=0.35則kc=0.35×837/47.52=6.16＞1.3滿足要求。5.3抗傾覆驗(yàn)算墩側(cè)土壓力按朗肯土壓力公式計算。取γ=18kN/m3，ka