某贝雷梁钢便桥计算书.docx
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某贝雷梁钢便桥计算书
游口隧道钢栈桥计算书
1.工程概况
本施工便桥釆用321型单层上承式贝雷桁架,栈桥0#桥台与老56省道相连,6#桥台位于淄口隧道起点位置,横跨泗溪。
便桥孔跨布置为10m+5*15m,全长85米,桥面净宽6米,人行道宽度1.2m,纵向坡度+3%,桥面至河床面净高10米,至水面净空为8.5米(图1为钢栈桥截面图)。
钢栈桥桥面系主体结构山6=10mm花纹钢板、110工字钢纵梁(间距0.3m)、120工字钢横梁(长7.2m,间距0.75m)组成。
桥面板与工字钢采用手工电弧焊焊接连接,桥面系布置于贝雷桁梁之上,与贝雷桁梁之间用U型螺栓固定。
贝雷桁梁山贝雷片拼制而成,横向设置6片,间距0.9m,贝雷片之间采用角钢支撑花架连接成整体。
本桥基础为明挖基础,基础为7X2.6Xl.2m的钢筋栓,扩大基础必须坐落于河床基岩上,且基础顶标高低于河床。
基础上部墩身均采用"630mm(6=8mm)钢管,采用双排桩横桥向各布置2根,钢管桩之间由平联、斜撑连接。
钢管桩顶设双132工字钢分配梁。
本桥基础设计为明挖基础,基础采用C25钢筋磴,钢管桩位于栓基础上与预埋钢板焊接牢固,在此不做计算。
图1钢栈桥截面图(单位:
mm)
2、计算目标
本计算的汁算□标为:
1)确定通行车辆荷载等级;
2)确定各构件计算模型以及边界约束条件;
3)验算各构件强度与刚度。
3、计算依据
本计算的计算依据如下:
[1]黃绍金,刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京:
人民交通出版社,2001
[2]《钢结构设讣规范》(GB50017-2003)
[3]《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
[4]《公路桥涵钢结构及木结构设讣规范》(JTJ025-86)
4、计算理论及方法
本计算主要依据《装配式公路钢桥多用途使用手册》(黃绍金,刘陌生著.北京:
人民交通岀版社,2001.6)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《公路桥涵设讣通用规范》(JTGD60-2004)、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)等规范中的相关规定,通过MIDAS/Civ订2012结构分析软件计算完成。
5、计算参数取值
5.1设计荷载
5.1.1恒载
本设计采用MidasCivil建模分析,自重恒载曲程序根据有限元模型设定的截面和尺寸自行计算施加。
5.1.2活载
根据《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004》,汽车荷载按公路-【级荷载
计算,公路・1荷载如图2:
M120120140140
(•]立耐図
图2公路.I级荷载图
程序分析时,汽车活载作为移动荷载分析,采用车道面加载。
为确保行人车辆安全,桥面右侧护栏外侧增设1.2m人行道宽度,桥面宽度取值6m,车轮距为1.8mo汽车限速15km/h通过,通行的冲击系数由程序根据设定参数自动计算考虑,在“移动荷载分析控制”中,临时钢栈桥结构基频取值1.3Hz,根据《公路工程技术标准》(JTGB01-2014)规定,冲击系数为u二0.04。
护栏
10mm花纹钢板
J10工字钢@30cm
I20工字钢@75cm321型贝頁梁—双132承重梁一
加劲板
联结系
平联
预埋钢板
钢筋混凝土基础
图3桥面车道布置图
5.2主要材料设计指标
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《装配式公路钢桥多用途使用手册》(黃绍金,刘陌生著.北京:
人民交通出版社,2001.6),主要材料设计指标如下:
表1主燮材料设计指标
材料
牌号
抗拉、抗斥•、抗弯极限爪力/
(MPa)
抗剪极限应力九
(MPa)
般型钢构件
Q235
215
125
贝帝桁梁
16M11
273
208
6计算分析
6.1计算模型及边界条件设置
图4为钢栈桥Midas分析模型图。
其中,桩基础采用梁单元,桥面板采用板单元。
图4分析模型
边界条件设置如下:
(1)桥面系构件连接:
桥面板与110工字钢纵梁、纵梁与120工字钢横梁均采用共节点连接,横梁与贝雷桁梁采用仅受压弹性连接,连接刚度按经验取值100kN/nimo由于存在仅受压弹性连接,模型对桥面板进行三处约束,各处约束自由度分别为:
(Dx,Dy,Rz);(Dx,Rz);(Dy,Rz)。
(2)其余构件连接:
贝雷桁梁与2132工字钢分配梁采用弹性连接,分配梁与钢管桩采用共节点连接。
钢管桩桩底按锚固模拟,约束Dx、Dy、Dz、Rx、Ry、Rz。
6.2计算结果分析
由于Midas计算结果中,桥面系构件总体变形与贝雷桁梁变形一致,导致桥面系构件变形输出结果远大于实际变形,另外再考虑到桥面系构件跨度均较小,故结果分析中桥面系构件仅以强度满足要求进行控制;贝雳桁梁、分配梁结果分析中以强度、刚度均满足要求进行控制。
6.2.1桥面板计算结果
图5为桥面板强度计算结果。
山图可以看出桥面板最大应力为:
o=20.37MPa 故桥面板设讣满足安全要求。 •IH1. MlDAStovil PU4S7S,UTSIRS S: <3-E=F5 X0377S««)l ■J1.63100«<0: l.S0»2. —l.L4W7t-<01 j—9.67够JeYX E诵116qY“ 一6.1O739a-C« 4.32^9 1SWS.YX ZS607S>-001 e»- 12X,X*001C8dlli1^*143gXi&dal MAX;2«3 ME: 2634 ": 无忖W=0N/nm^2 3衣・0g"6'20S5 Z0.259 图5桥面板强度 6-2.2110工字钢纵梁计算结果 图6为110丄字钢纵梁强度计算结果。 山图可以看出110工字钢最大应力 为: o二90.4MPa 故110工字钢纵梁设计满足安全要求。 MQAS,S1 POSTK0岀SO* 金弑最夭tt, 9D —0Qg: 0..(W —«.2JS0b»H)00 —-2.«75? »M)0L B-4.11163eH)0l•5・75SEeY0l・7・势9松TOl-9/X3«3G*C0l ftfe= 322£>X»C01CBailiL2*M MAXJ1422 MTU: M23 ": 天化 &C: N/nmA2mus/icsms录庁•万W Z: 0.2W 图6110工字钢纵梁强度 6.2.3120工字钢横梁计算结果 图7为120工字钢横梁强度计算结果。 山图可以看出120工字钢最大应力 为: o二193MPa 故120工字钢横梁设计满足安全要求。 5f ・U2琢•》】■4完<2efi-? .D4>9l^0J-104»Of»2 •1注IF2■UKCfKC•X92S4fM2 曲1皿 MW.tXJ MX: 酸 F: 沁 y■ 图7120工字钢横梁强度 624贝雷桁梁计算结果 (1)贝雷桁梁强度 图8为贝雷桁梁强度计算结果。 山图可以看出贝雷桁梁最大应力为: O二249MPa 故贝雷桁梁强度设计满足安全要求。 MIDAS/Civil 乙L2505e*CC2儿丹52SYJ21.2B5SSi«2845745^-<014.45680.<01OZOCU心0•sss±se«$8i■B.D32-4C*W1-1233O9e*WZ•l€5»5a*O? 2•2XJ7»3«*O: '2-2^9240«-H>&2 3.4717E-H>&1 CBdli1.2*1.«* MAX! 7: 4 "IN: 279 乂徉: 壬仔€ 施: N亦A2 Eg: 09人0A0活 。 云ba 2i0.2" 图8120贝雷梁强度 (2)贝雷桁梁刚度 It.亚 Z・X §9・96><2皿2OjOO>:
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