貝雷主梁鋼便橋驗(yàn)算

1、6m寬100T級(jí)貝雷主梁鋼便橋檢算資料1、鋼便橋結(jié)構(gòu)說明1.1、總體概述根據(jù)設(shè)計(jì)荷載及使用要求，鋼便橋設(shè)計(jì)為上承式型鋼(結(jié)構(gòu))，跨徑為12m；基礎(chǔ)為3根鋼管樁，樁頂設(shè)分配橫梁，主珩采用6榀321型鋼貝雷。1.2、鋼便橋結(jié)構(gòu)說明鋼便橋?yàn)槎嗫绾?jiǎn)支結(jié)構(gòu)，以消除多跨連續(xù)的超靜定應(yīng)力影響；同時(shí)可防止由于支架多排基礎(chǔ)不均勻沉降造成跨中應(yīng)力過大，且不易調(diào)整。鋼便橋每排基礎(chǔ)采用500*10mm鋼管樁，橫橋向單排為3根，鋼樁中心間距為250cm；鋼樁上設(shè)雙拼30#HM型鋼分配橫梁。便橋主梁采用6榀321型鋼貝雷，鋼貝雷橫橋向中心距105/115cm，橋梁設(shè)計(jì)跨徑為1200cm。橋面荷載應(yīng)力分配梁采用12#工字鋼

2、組焊成的型鋼片架，工字鋼間距28.5cm，工字鋼間用同質(zhì)材料焊接聯(lián)接。便橋具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)見附圖。2、橋梁施工荷載計(jì)算2.1、橋梁荷載依據(jù)本便橋用途為施工期施工設(shè)備(主要為汽車吊、挖機(jī)或推土機(jī)、混凝土罐車)及土方運(yùn)輸車輛雙向通行的實(shí)際情況，便橋設(shè)計(jì)荷載為2*50T。以一般50T重車為例(如混凝土運(yùn)輸車及重型拖土車)，車輛荷載為50T，分3軸布置，其中前軸15T(雙側(cè)單輪)，后2軸17.5+17.5T（2軸均為雙側(cè)雙輪,2軸間距為120cm）。2.2、橋梁檢算依照上述荷載參數(shù)，對(duì)便橋的使用安全性驗(yàn)算如下：2.2.1、橋梁橋面框架梁框架梁橫橋向布置，12#工字鋼間距28.5cm，框架梁下橫梁梁間距15

3、0cm。由此橋面分配梁最不利荷載組成如下圖。由上，橋面分配梁?jiǎn)胃?2#工字鋼承載力為175/6=29.17KN，則車輪給橋面框架12#工字鋼(橫橋向)的均布荷載值為29.17/0.7=41.67KN；為簡(jiǎn)化計(jì)算，將分配梁假定為最不利受力的5跨簡(jiǎn)支梁，取本圖中最大受力處的4#-5#橫梁區(qū)間作為驗(yàn)算單元，則計(jì)算模型如下：查表得12#工字鋼參數(shù)如下： Ix=488cm4，Sm=44.4cm3，Wx=77.4cm3，腹板厚=5.0mm。由此，計(jì)算工字鋼的彎應(yīng)力w及剪切應(yīng)力分別為：w=M/Wx=5.83*106/(77.4*103)=75.32N/mm 2 w=145 N/mm 2；=(Q*Sm)/(I

4、x*)=29.17*44.4/(488*0.5) =5.31KN/cm 2 =53.1 N/mm 2 =85 N/mm 2；結(jié)論：橋面框架使用安全。2.2.2、橋梁主縱梁(1)、橋梁主縱梁抗彎汽車荷載取相向行駛2輛重車的35T后軸(前軸重15T，總軸重50T)處于跨中的抗彎最不利荷載計(jì)算如下：橋面鋼板：q1=0.785*6=4.7KN/m；橋面框架：q2=0.14*6/0.285=2.95KN/m；貝雷主縱梁：q3=(2.7+0.8)*6/3=7.0KN/m；則橋面系對(duì)縱梁的均布荷載q=q1+q2+q3=14.65KN/m；取值15KN/m。由此，便橋主縱梁計(jì)算模型如下：計(jì)算方法如下：Ra=(

5、15*12+700)/2+150*(2+10)/12=590KNRb=(15*12+700)/2+150*(2+10)/12=590KN由此編出主縱梁剪力圖，其Qmax=590KN利用剪力圖求面積的方法求出抗彎最不利荷載位置時(shí)主縱梁的跨中最大彎矩Mmax=2670KN.m，則單根縱梁的最大彎矩Mmax=2670/6=445KN.m根據(jù)由廣州軍區(qū)工程科研設(shè)計(jì)所編著、人民交通出版社2002年3月出版的裝配式公路鋼橋多用途手冊(cè)(ISBN 7-114-03984-0)，貝雷鋼棧橋的抗彎計(jì)算描述如下：M=n*N*H。式中：n桁架排數(shù)；桁架荷載分配折減系數(shù)，單層雙排時(shí)=1.0；N弦桿設(shè)計(jì)容許承載力；H桁架

6、計(jì)算高度1.4m。弦桿計(jì)算。弦桿為雙拼10#槽鋼，16MnSi材質(zhì)，其極限強(qiáng)度為350Mpa，屈服系數(shù)0.85，設(shè)計(jì)取值1.3*210Mpa，弦桿截面積25.48cm2，由于受長(zhǎng)細(xì)比的柔度系數(shù)影響，弦桿在70cm的自由變形計(jì)算范圍內(nèi)，其壓應(yīng)力計(jì)算有效截面系數(shù)0.809。則弦桿計(jì)算容許受壓力N=R*FOP*=0.809*25.48*1.3*21=563 KN；弦桿屈服容許受拉力NT=R*FOP*0.85T=0.809*25.48*0.85*35=613 KN；NNT，計(jì)算取值563 KN；由此，單排貝雷抗彎能力M=n*N*H=1*1*563*1.4=788.2 KN.m；即Mmax=445KN.

7、mM=788.2 KN.m 貝雷主縱梁抗彎?rùn)z算安全。 (2)、橋梁主縱梁抗剪取2輛重車交匯時(shí)后軸(350KN)均位于梁端支墩處，則支墩處主縱梁總荷載Q總=15*12/2+350*2+150*4/12=840KN，貝雷縱梁橫向?yàn)?榀，單梁最大抗剪力Q=840/6=140KN。參照上述參用的貝雷專用計(jì)算手冊(cè)，Q=n*k*N斜。式中：n桁架排數(shù)；桁架荷載分配折減系數(shù)，單層雙排時(shí)=1.0；N斜斜桿設(shè)計(jì)容許抗剪力；k計(jì)算系數(shù)，取值1.43（即：450斜度，截面加大比例為1/0.7=1.43）。斜桿計(jì)算。斜桿為8#工字鋼，16Mn材質(zhì)，其極限強(qiáng)度為350Mpa，屈服系數(shù)0.85，設(shè)計(jì)取值1.3*210Mp

8、a，弦桿截面積9.52cm2，由于受長(zhǎng)細(xì)比的柔度系數(shù)影響，弦桿在89cm的自由變形計(jì)算范圍內(nèi)，其壓應(yīng)力計(jì)算有效截面系數(shù)=0.66。則弦桿計(jì)算容許受壓力N=*FOP*=0.66*9.52*1.3*21=171.5 KN；弦桿屈服容許受拉力NT=*FOP*0.85T=0.66*9.52*0.85*35=187 KN；NNT，計(jì)算取值171 KN；由此，單排貝雷抗彎能力Q=n*k*N斜=1*1*171*1.43=245.2 KN.m；即Qmax=140KN.mQ=245.2 KN.m 貝雷主縱梁抗剪檢算安全。結(jié)論：便橋主縱梁使用安全。2.2.4、橋梁樁基及分配橫梁見下圖，樁頂分配橫梁采用雙拼30#H

9、型鋼，其計(jì)算模型(為便于計(jì)算，將樁基2側(cè)分解受力)及剪力、彎矩計(jì)算圖如下：查表得30#H型鋼參數(shù)如下： Ix=11400cm4，Sm=434.1cm3，Wx=779cm3，腹板厚=8.0mm。由此，計(jì)算30#H型鋼的彎應(yīng)力w及剪切應(yīng)力分別為：w=(M/Wx)/2=(80.5*106/(779*103)/2=51.67N/mm 2 w=145 N/mm 2；=(Q*Sm)/(Ix*)/2=(140*434.1/(11400*0.8)/2 =3.33KN/cm 2 =33.3N/mm 2 =85 N/mm 2；按2跨鉸接(簡(jiǎn)支模型)均為上述最不利荷載計(jì)算，樁頂分配橫梁最大受力可按上述驗(yàn)算值乘兩倍保

10、守?cái)?shù)值檢算，依然滿足要求。結(jié)論：樁頂分配橫梁使用安全。樁基采用630*10mm鋼管樁，橫橋向單排為3根，施工方法為采用DZ60型振動(dòng)打樁錘打入至無進(jìn)尺為準(zhǔn)，由于本項(xiàng)目便橋鋼管樁露出河床面較短且樁徑較大，其長(zhǎng)細(xì)比造成的彎曲系數(shù)可忽略，因此其單樁理論承載力可估算為振動(dòng)錘激振力+振動(dòng)錘錘重，即單樁動(dòng)載承載力=492+50=542KN，單墩3根樁的合計(jì)承載力為542*3=1626KN590KN*2=1180 KN，滿足橋梁設(shè)計(jì)荷載要求。綜上所述，本鋼便橋滿足橋梁設(shè)計(jì)荷載要求，檢算使用安全。 6.0m寬鋼便橋每跨(12m，不含橋臺(tái))材料表序號(hào)材料名稱及規(guī)格單位數(shù)量計(jì)重總重0110m*478*10mm鋼管樁m30147Kg/m441002600*600*10mm鋼板封頭塊328.3Kg/85036000*300*200mmHM型鋼樁基聯(lián)系梁m1457.3Kg/m802046000*300*200mmHM型鋼橋面系橫梁m4857.3Kg/m275005321型鋼貝