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文檔簡介
1、臨時鋼橋設(shè)計一、 設(shè)計概況 本設(shè)計為碧桂園臨時鋼橋設(shè)計,擬通車最大噸位為50噸,其中混凝土結(jié)構(gòu)橋墩先按有關(guān)要求做好并檢驗合格。鋼橋分為三跨,軸跨度12m,軸跨度12m軸跨度為8m,鋼橋總長為32m。軸和軸初步采用I28a工字鋼作為次梁,I56a工字鋼作為主梁;軸主次梁均采用I28工字鋼,橋面滿鋪15mm厚鋼板。構(gòu)件之間采用焊接連接成整體。二、 設(shè)計參數(shù)查熱軋普通工字鋼規(guī)格及截面特性(GB706-1988)可知I28a工字鋼的相關(guān)參數(shù)為:h=280mm,b=122mm,tw=8.5mm,t=13.7mm,截面積w=55.37cm2,每米重量43.47kg/m,Wx=508.2cm3。I56a工字
2、鋼的相關(guān)參數(shù)為:h=560mm,b=166mm,tw=12.5mm,t=21.0mm,截面積w=135.38cm2,每米重量106.27kg/m,Wx=2342cm3。三、 荷載因數(shù)鋼橋除承受本身自重外主要承受來自上部的動力荷載,設(shè)計要求為最大載重50噸車輛通行,即500KN動力荷載。由于車輛主要承重在于后軸,本設(shè)計將全部受力作用于后軸,大型車輛一般后軸按三排兩列設(shè)置,后軸車輪間距取1.4m,列間距取1.8m,每兩個車輪并為一組,故平均每組車輪受荷為:500KN/6=83.3KN。示意圖如下所示:圖1 鋼橋受荷載示意圖四、15mm厚鋼板驗算鋼板受力最薄弱處如圖所示,按實際情況,車輪受力面積為2
3、00mm×800mm,計算截面應(yīng)力: 圖2 鋼板受力圖鋼板的截面模量W=bh2/6=800mm×152 mm2/6=30000 mm3由圖可求得鋼板跨中最大彎矩M=416.5KN/m×0.1m×0.2m+0.236 KN/m×0.82m2/8=8.33 KN·m跨中截面最大彎矩處應(yīng)力= M/W= 8.33×106N·m m/1.05×30000mm3264.5 N/mm2215N/mm2強度不滿足要求。本處假定修改為20mm厚鋼板,鋼板的截面模量W=bh2/6=800mm×202 mm2/6=5
4、.33×104 mm3則鋼板跨中最大彎矩M=416.5KN/m×0.1m×0.2m+2.12 KN/m×0.82m2/8=8.33 KN·m跨中截面最大彎矩處應(yīng)力= M/W= 8.33×106N·m m/1.05×5.33×104mm3148.8 N/mm2215N/mm2 強度滿足要求。 鋼板剪切應(yīng)力=3V/2bh=(3×108.29×103/2)÷(2×800×20)=5.08 N/mm2120 N/mm2強度滿足要求。五、次梁I28a計算 取次梁最危
5、險受力情況進行分析,如圖所示 圖3 次梁受力圖 上部荷載:鋼板傳來的恒荷載:q1=78.5KN/m3×0.9m×0.5m×0.015m = 0.53 KN/m動力荷載:q2=83.3KN÷0.2÷0.8×0.2×1.3 = 135.36 KN/m 自重:q3=0.43 KN /m 查建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊可知,兩跨連續(xù)梁在均布荷載作用下 =0.070 ,=0.096 ,b=0.437最大截面彎矩,最大剪力 故Mmax = (0.070×0.43+0.096×135.89)×0.52=3.27KN
6、83;m= M/W= 3.27×106N·mm/1.05×5.08×105mm36.13 N/mm2215N/mm2 強度滿足要求 Vmax = (0.070×0.96 + 0.437×135.36) ×0.5 = 29.6 KN< 215N/mm2強度滿足要求六、主梁I56a計算由于鋼橋建成后按照單行線通車,并設(shè)置路障保證車輛在規(guī)定線路內(nèi)行駛,故本設(shè)計忽略橫向動力荷載影響線產(chǎn)生的作用,只考慮縱向(即主梁)所受的影響線。上部荷載分析:1、 取15mm鋼板長0.9m、寬0.5m,則鋼板標(biāo)準(zhǔn)值q1=78.5KN/m3
7、15;0.9m×0.5m×0.015m=0.53 KN/m2、 28a工字鋼按假定按滿鋪進行計算q2=0.43KN/m3、 56a工字鋼自重標(biāo)準(zhǔn)值q3=1.06KN/m故荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk= q1 +q2 +q3 = 2.02 KN/m縱向(即I56a主梁上)的移動荷載影響線見下圖 圖4 主梁移動荷載影響線分析圖則每條56a工字鋼主梁產(chǎn)生最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為: Mk = qk×l2/8 + 84.26×(1.0+0.77×2)= 2.02×122/8 + 214.02=250.38 KN·m考慮沖擊作用,乘1.3的動力系數(shù),則彎矩設(shè)
8、計值為:M1.4×1.3×Mk1.4×1.3×250.38455.69 KN·m由56a工字鋼截面特性Wx2342 cm3,如果車輛按規(guī)定線路行駛,車輪主要壓在由三根I56a工字鋼并排在一起的主梁上,故Wx2342 cm3×3=7026 cm3。則主梁截面應(yīng)力:M/W=455.69×103×103/7026×10364.86 N/mm2 215N/mm2強度滿足要求。按圖4所示的荷載作用進行撓度驗算 =136.6×103×123×109/(3×48×2.0
9、6×105×65576×104) +136.6×103×4600×122×106×3-4(4.6/12)2/(3×24×2.06×105×65576×104)= 12.1+22.534.6 mm l/400 =12000/400=30 mm,撓度不滿足要求??梢约永甙褰鉀Q。下面采用北京理正結(jié)構(gòu)軟件進行核算計算項目: GLX-1(次梁計算)- 基本信息 左支座自由 右支座自由 跨號 跨長(m) 截面名稱 1 0.250 熱軋普通工字鋼(GB706-88):xh=I28
10、a(型號) xh=I28a 10 0.250 熱軋普通工字鋼(GB706-88):xh=I28a(型號) xh=I28a 計算結(jié)果 跨號: 1 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0598 0.2393下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0000 0.0000剪 力(kN ): -0.0000 -0.9572 -1.9145跨號: 2 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.2393 0.3239 0.5999下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.1093 0.2016剪 力(kN ): 1.0547 -0.8672 -1.2435跨號: 3 左 中 右上部彎矩(kN-
11、m): 0.5999 0.3922 1.9023下部彎矩(kN-m): 0.2016 1.3596 0.0191剪 力(kN ): 22.9966 -4.4045 -28.2955跨號: 4 左 中 右上部彎矩(kN-m): 1.9023 0.4287 0.6056下部彎矩(kN-m): 0.0191 1.3445 0.1041剪 力(kN ): 28.2064 4.3153 -22.9499跨號: 5 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.6056 0.1481 0.1687下部彎矩(kN-m): 0.1041 0.1405 0.1856剪 力(kN ): 1.4002 0.8791 -0.
12、8241跨號: 6 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.1687 0.1484 0.6056下部彎矩(kN-m): 0.1856 0.1393 0.1016剪 力(kN ): 0.8213 -0.8791 -1.4002跨號: 7 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.6056 0.4211 1.8844下部彎矩(kN-m): 0.1016 1.3446 0.0191剪 力(kN ): 22.9499 -4.2569 -28.1480跨號: 8 左 中 右上部彎矩(kN-m): 1.8844 0.3922 0.5999下部彎矩(kN-m): 0.0191 1.3341 0.1325剪 力(k
13、N ): 28.0468 4.1557 -22.9966跨號: 9 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.5999 0.2569 0.0362下部彎矩(kN-m): 0.1325 0.1384 0.0000剪 力(kN ): 1.2435 0.8672 -0.6358跨號: 10 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0362 0.0090 0.0000下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0000 0.0000剪 力(kN ): 0.2895 0.1447 0.0000容許安全系數(shù)側(cè)向穩(wěn)定性安全系數(shù): 1.00000抗彎強度安全系數(shù): 1.00000抗剪強度安全系數(shù): 1.00000最小
14、安全系數(shù)跨號 側(cè)向穩(wěn)定 抗彎強度 抗剪強度 安全狀態(tài) 1 100.000 100.000 100.000 安全 10 100.000 100.000 100.000 安全各跨截面幾何特性跨號 面 積 慣性矩Ix 抵抗矩WxA 抵抗矩WxB 回轉(zhuǎn)半徑ix 慣性矩Iy 抵抗矩WyA 抵抗矩WyB 回轉(zhuǎn)半徑iy 面積矩Sx x1 x2 (cm2) (cm4) (cm3) (cm3) (cm) (cm4) (cm3) (cm3) (cm) (cm3) 1 55.40 7110.00 508.00 508.00 11.30 345.00 141.00 141.00 2.50 289.00 1.05 1.
15、05 10 55.40 7110.00 508.00 508.00 11.30 345.00 141.00 141.00 2.50 289.00 1.05 1.05注:WxA截面上部對x軸的抵抗矩; WxB截面下部對x軸的抵抗矩。 WyA截面左側(cè)對y軸的抵抗矩。 WyB截面右側(cè)對y軸的抵抗矩。 x1截面上部的塑性發(fā)展系數(shù)。 x2截面下部的塑性發(fā)展系數(shù)。各跨材料特性跨號 抗拉強度 抗壓強度 抗彎強度 抗剪強度 屈服強度 彈性模量 (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) 1 205.00 205.00 205.00 120.00 225.00
16、 206000 10 205.00 205.00 205.00 120.00 225.00 206000 -計算項目: GLX-2- 基本信息 左支座簡支 右支座簡支 跨號 跨長(m) 截面名稱 1 0.500 熱軋普通工字鋼(GB706-88):xh=I56a(型號) xh=I56a 24 0.500 熱軋普通工字鋼(GB706-88):xh=I56a(型號) xh=I56a 計算結(jié)果 跨號: 1 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0000 0.0641下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0472 0.0000剪 力(kN ): 0.4787 -0.1283 -0.7
17、352跨號: 2 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0641 0.0000 0.0469下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0203 0.0000剪 力(kN ): 0.6413 0.0344 -0.5726跨號: 3 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0469 0.0000 0.0516下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0266 0.0000剪 力(kN ): 0.5978 -0.0092 -0.6162跨號: 4 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0516 0.0000 0.0503下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0249 0.0000剪 力(kN ):
18、 0.6094 0.0025 -0.6045跨號: 5 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0503 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0254 0.0000剪 力(kN ): 0.6063 -0.0007 -0.6076跨號: 6 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6071 0.0002 -0.6068跨號: 7 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0
19、253 0.0000剪 力(kN ): 0.6069 -0.0000 -0.6070跨號: 8 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 0.0000 -0.6069跨號: 9 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 -0.0000 -0.6070跨號: 10 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下
20、部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 0.0000 -0.6070跨號: 11 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 -0.0000 -0.6070跨號: 12 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 0.0000 -0.6070跨號: 13 左 中 右上部彎矩(kN-m):
21、 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 -0.0000 -0.6070跨號: 14 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 0.0000 -0.6070跨號: 15 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 -0.0000 -0.6070
22、跨號: 16 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6070 0.0000 -0.6070跨號: 17 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6069 -0.0000 -0.6070跨號: 18 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ):
23、 0.6070 0.0000 -0.6069跨號: 19 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0506下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0253 0.0000剪 力(kN ): 0.6068 -0.0002 -0.6071跨號: 20 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0506 0.0000 0.0503下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0254 0.0000剪 力(kN ): 0.6076 0.0007 -0.6063跨號: 21 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0503 0.0000 0.0516下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0249 0.0000剪 力(kN ): 0.6045 -0.0025 -0.6094跨號: 22 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0516 0.0000 0.0469下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0266 0.0000剪 力(kN ): 0.6162 0.0092 -0.5978跨號: 23 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0469 0.0000 0.0641下部彎矩(kN-m): 0.0000 0.0203 0.0000剪 力(kN ): 0.5726 -0.0344 -0.6413跨號: 24 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0641 0
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