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1、鋼便橋設計與驗算1、項目概況鋼便橋擬采用18+36+21m全長共75m鋼便橋采用下承式結構,車道凈寬4.0m,主梁采用貝雷架雙排雙層,橫梁為標準件16Mn材質(zhì)I28a,橋面采用定型橋面板,下部結構為鋼管樁(φ529)群樁基礎。2、遵循的技術標準及規(guī)范2.1遵循的技術規(guī)范《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)《公路橋梁施工技術規(guī)范》(JTGF50-2001)《鋼結構設計規(guī)范》(GBS0017-2003)《裝配式公路鋼橋使用手冊》《路橋施工計算手冊》2.2技術標準2.2.1車輛荷載根據(jù)工程需要,該鋼便橋只需通過混凝土罐車。目前市場上上最大罐車為16m3??哲囍貫?6.6T混凝土重16*
2、2.4=38.4T。總重=16.6+38.4=55.0T。16m3罐車車輛軸重2.2.2便橋斷面2.2.3鋼便橋限制速度5km/h1、主要材料及技術參數(shù)材料彈模(MP)屈服極限(MP)容許彎曲拉應力(MP)提高后容許彎曲應力(MP)容許剪應力(MP)提高后容許剪應力(MP)參考資料Q2352.1E+5235145188.585110.5設計規(guī)范Q3452.1E+5345210273120156設計規(guī)范貝雷架2.1E+5345240-245N/肢-根據(jù)《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》JTJ025-86,臨時性結構容許應力按提高30-40%后使用,本表提高1.3計。2、設計計算(中跨桁架)4.1
3、計算簡圖按照鋼便橋兩端跨度需有較大縱橫坡的實際需要,故每跨斷開,只能作為簡支架計算,不能作為連續(xù)梁來計算。4.1.1中跨計算簡圖36.0m簡支梁4.1.2邊跨計算簡圖21.0m簡支梁4.2荷載4.2.1恒載中跨上部結構采用裝配式公路鋼橋——貝雷雙排雙層。橫梁為I28a。43.47kg/m。單根重5*43.47=217.4kg=2.17KN;縱梁和橋面采用標準面板:寬2.0m,長6.0m,重1.8T。恒載計算列表如下:序號構件名稱單件重(KN)每節(jié)(KN)縱橋向(KN/m)1貝雷主梁2.721.67.22橫梁2.16.32.13橋面板181864銷子0.030.720.245花架0.333.96
4、1.326其他0.447合計17.34.2.2活載如上所述采用16M3的罐車,總重55.0T。因鋼便橋凈寬4.0M,罐車通過便橋時要求車輛居中行駛,故不考慮偏載的不利影響。4.3內(nèi)力分析與計算顯然,最大凈寬發(fā)生在跨度中最大剪力發(fā)生在支座處。4.3.1恒載內(nèi)力M跨中=(q/8)l2=17.3*362/8=2802KN-mQ支座=ql/2=17.3*36/2=311.4KN支座反力F支=Q支座=311.4KN4.3.2活載內(nèi)力4.2.2.1活載內(nèi)力分析繪制跨中點彎矩影響線(長度單位m)跨中彎矩:M=173.3*9+173.3*9*(18-3.4)/18+30*9*(18-3.4-1.85)/18+
5、173.3*9*(18-1.35)/18=1559.7+1265.1+191.2+1442.7=4458.7KN·m支點剪力(長度單位m)Q=173.3+173.3*(36-1.35)/36+173.3*(36-1.35-3.4)/36+30*(36-1.35-3.4-1.85)/36=173.3+166.8+150.4+24.5=515KN4.3.2.2活載沖擊系數(shù)1+u查《公路橋涵設計通用規(guī)范》(5TGD60-2004)補充說明4.3.2選用簡支梁的基數(shù)f1=π/2l2式中:IC-結構跨中的截面慣矩Ic=2148588cm4=0.02149m4E-結構材料的彈性模數(shù)E=2.1*106kg/
6、cm2=2.1*1011N/m2mc-結構跨中處延米結構重力mc=17.3KN=1730kg/mc=1730NS2/m2L-結構的計算跨徑l=36.0m將上述數(shù)據(jù)代入式中:f1=3.1416/(2*362)=3.1416*1615/(2*362)=1.957HZ根據(jù)(JTGD60-2004)第4.3.2.5當1.5HZ<1.957<14HZ時:u=0.1767lnf-0.0157=0.1186-0.0157=0.1029≈0.1034.4荷載組合跨中彎矩:M=M恒+(1+u)M活=2802+1.103*4458.7=7719.9KN-m4.5強度驗算4.5.1查《裝配式公路鋼便橋使用手冊》表5
7、-6雙排雙層[M]=2*3265.4=6530.8KN-m<7719.9KN-m(不安全)4.5.2選用加強的雙排雙層[M]=2*6750=13500KN-m>>7719.9KN-m[Q]=2*490.5=918KN>879.4KN推論:雖然加強的雙排層比不加強的雙排層的恒載跨中彎矩彎曲的支點剪力均勻略有增加。但[M]和[Q]均比實際產(chǎn)生的有較大的富余,故選用加強的雙排層應該是安全的。補充計算如下