臨時(shí)鋼橋設(shè)計(jì)

1、臨時(shí)鋼橋設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)概況 本設(shè)計(jì)為碧桂園臨時(shí)鋼橋設(shè)計(jì)，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(yàn)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(jì)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(dòng)力荷載，設(shè)計(jì)要求為最大載重50噸車輛通行，即500KN動(dòng)力荷載。由于車輛主要承重在于后軸，本設(shè)計(jì)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(gè)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(yàn)算鋼板受力最薄弱處如圖所示，按實(shí)際情況，車輪受力面積為2

3、00mm×800mm，計(jì)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度滿足要求。五、次梁I28a計(jì)算 取次梁最危

5、險(xiǎn)受力情況進(jìn)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(dòng)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(jì)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(qiáng)度滿足要求 Vmax = (0.070×0.96 + 0.437×135.36) ×0.5 = 29.6 KN< 215N/mm2強(qiáng)度滿足要求六、主梁I56a計(jì)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(jì)忽略橫向動(dòng)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(jìn)行計(jì)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(dòng)荷載影響線見下圖 圖4 主梁移動(dòng)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(dòng)力系數(shù)，則彎矩設(shè)

8、計(jì)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(qiáng)度滿足要求。按圖4所示的荷載作用進(jìn)行撓度驗(yàn)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。可以加肋板解決。下面采用北京理正結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行核算計(jì)算項(xiàng)目: GLX-1（次梁計(jì)算）- 基本信息 左支座自由 右支座自由 跨號(hào) 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(hào)) xh=I28a 10 0.250 熱軋普通工字鋼(GB706-88):xh=I28a(型號(hào)) xh=I28a 計(jì)算結(jié)果 跨號(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(qiáng)度安全系數(shù)： 1.00000抗剪強(qiáng)度安全系數(shù)： 1.00000最小

14、安全系數(shù)跨號(hào) 側(cè)向穩(wěn)定 抗彎強(qiáng)度 抗剪強(qiáng)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(hào) 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(hào) 抗拉強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度 抗剪強(qiáng)度 屈服強(qiáng)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(jì)算項(xiàng)目: GLX-2- 基本信息 左支座簡支 右支座簡支 跨號(hào) 跨長(m) 截面名稱 1 0.500 熱軋普通工字鋼(GB706-88):xh=I56a(型號(hào)) xh=I56a 24 0.500 熱軋普通工字鋼(GB706-88):xh=I56a(型號(hào)) xh=I56a 計(jì)算結(jié)果 跨號(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 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(hào): 24 左 中 右上部彎矩(kN-m): 0.0641 0