老林塘栈桥计算书(改)

务川至正安高速公路施工项目总经理部WZTJ-4分部俭坪至晏溪公路
便桥计算书(老林塘便桥)
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审核：
贵州路桥集团有限公司
务川至正安高速公路施工项目总经理部WZTJ-4分部
2013年09月
目录
1 工程概况 (2)
2 便桥设计计算和验算 (2)
2.1 设计依据 (2)
2.2 设计荷载 (2)
2.3 设计参数 (2)
2.4 便桥结构形式 (3)
2.5 材料特性 (3)
2.6 计算 (4)
2.6.1 行车道［32a计算 (4)
2.6.2 I32a工字梁横梁计算 (6)
2.6.3 贝雷主梁计算 (6)
2.6.4 支点基础计算 (7)
2.6.5 结论 (8)
3 便桥设计结论 (8)
1 工程概况
老林塘临时施工便桥位于务川至正安高速公路施工项目总经理部WZTJ-4分部境内老林塘大桥左右幅之间，桥面标高大致与左幅3#墩承台设计标高一致。

在正安县俭坪乡境内，香沟桥上游。

为了方便老林塘大桥的施工，必须修建一座便桥沟通桥梁两岸，从而保证机具、材料等的运输和人员的顺利、安全通行。

老林塘大桥临时施工便桥跨越一溪沟，根据我部技术人员实地勘察情况，桥址处溪沟宽度约为60m，深度为20m，河两岸地势陡峻，正安岸斜坡为顺层岩石高边坡。

溪沟上游山脉水系发育，虽常水位不高，但容易爆发山洪，为此充分考虑到雨季的防洪需求，不缩窄泄洪断面，修建桥墩时需要考虑泄洪要求，并且必须将桥墩桥台放在高位，以免爆发山洪时滚石撞击桥墩。

便桥桥跨布置为“21+21+21m”三跨简支贝雷梁组合的钢桥。

两岸桥台采用钢筋砼浇筑，便桥主梁采用两组两排单层加强型贝雷片拼装而成，长度为63m，相邻两组贝雷梁之间间距为3.8m，每组贝雷梁的贝雷片之间采用标准支撑架连接；在贝雷梁上采用I32a作为横向分配梁，间距约为150cm；在横向分配梁上纵向铺设[32a作为桥面，桥面全宽为6m。

2 便桥设计计算和验算
便桥计算选择跨径21m跨径计算。

2.1 设计依据
a.香沟桥自量测结构尺寸和施工范围内地形地貌。

b.《装配式公路钢桥多用途使用手册》。

c.所涉及的相关规范。

2.2 设计荷载
验算荷载：挂-80。

2.3 设计参数
2.3.1 计算跨径：21+21+21m
2.3.2 桥面宽度：6m
2.3.3设计行车速度：5km/h
2.3.4通行能力：限单车通行
2.3.5设计年限：2年
2.4 便桥结构形式
采用贝雷与型钢组合便桥，跨度36m。

其中纵梁（主跨梁）采用贝雷梁，横梁采用I32a，不铺面板，直接利用倒扣[32a沿跨度方向平铺作为便桥行车面板。

如下图：
2.5 材料特性
材料容许应力按如下采用：Q235钢材的允许弯曲应力：[σ]＝145MPa；Q235钢材的允许剪应力：[τ]＝85MPa；16Mn钢材的允许弯曲应力：[σ]＝210MPa；16Mn钢材的允许剪应力：[τ]＝120MPa；。

临时结构容许应力可提高1.3倍。

贝雷参数如下表：
2.6 计算
便桥在挂车-80最不利荷载工况作用下的结构强度和钢度。

2.6.1 行车道［32a计算
(1)结构布置
本平台走道板结构形式为［32a的槽钢板倒扣在横梁上，槽钢间距2cm；顺桥向布置于间距1.5m的I32a横梁上,如下图所示：
(2)挂车-80荷载
挂车-80荷载的荷载参见《公路桥梁设计通用规范》(JTG D60-2004)，如上图。

最不利情况应为挂车的前轮或后轮荷载的作用点位于两横梁中点位置。

(3)力学计算
按集中力最不利梁计算，受力简图如下：
m KN Pl M ∙=⨯⨯==25.175.1504
1
41max
KN
Q 25max =
[32a 应力计算：查[32a 截面特性如下：
[32a 倒扣作为便桥面板，此时为取Wy=46.5cm 3=4.65×10-5m 3 [32a 弯矩应力为：
[]MPa MPa KPa m
KNm W M s 5.188s 9.1851858831065.4225.173
5max max =<==⨯⨯==-[32a 剪应力为：
[]MPa t MPa KPa m
KNm
A Q t 5.110＜77.10.17711087.4225.1723max max ===⨯⨯==
-[32a 挠度为：
mm mm m KNm EI Pl f 350015007.21005.3210206485.150484
66333max
=<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-。

2.6.2 I32a 工字梁横梁计算
(1)结构型式
横梁采用I32a 工字钢，工字钢横梁安装在净距6m 的单层两排贝雷梁上，计算时可保守按照简支梁1m 跨径。

最大受力位置出现在挂车纵向中心线与便桥纵向中心线重合位置或挂车横向中间的一个轮子。

(2)力学计算
轮胎作用于跨径1m 简支梁，其力学图示如下：
KNm M 25max =； KN Q 50max = (按简支梁)；
2.6.3 贝雷主梁计算
(1)结构型式
主梁由三组双排单层贝雷梁组成，组与组间净距0.92m ，跨径为36m 。

当挂车行车至36m 跨中时受弯矩最大。

(2)荷载 结构自重：
［32a ：16根×38.22×36m=21899.52Kg ； I32a ：25根×52.7×6m=7905Kg ； 贝雷自重：6排×12片×270=19440Kg ；
36m 跨径贝雷上恒载总重：（21899.52+7905+19440）=49244Kg ； 其他未计构件按1.2系数考虑，贝雷上恒载总重为49244Kg ×1.2=59093.4Kg=590.93KN 。

故单组贝雷（三片单层加强）每延米恒载为590.93÷36=16.41KN/m 。

(3)力学计算
活载：
挂车-80作用于36m 跨中时，最大弯矩为
m KN Pl M ∙=⨯⨯==7200368004
1
41max
支点反力为
KN P Q 4002
1
max
1== 自重：
自重引起的弯矩和剪力分别为：
m KN ql M ∙=⨯⨯==42.26583641.1681
8122max
1 KN ql Q 56.2953641.162
1
21max 1=⨯⨯==
活载+自重
最大弯矩为:
M=7200+2658.42=9858.42KN ·m 支点反力,即剪力为： Q=400+295.56=695.65KN
根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》，查表3得，两排单层加强贝雷片的容许弯矩3375.0KN ·m ，容许剪力为490.5KN ，本项目便桥为三个两排单层加强贝雷片，则贝雷片的容许弯矩10125KN ·m ，容许剪力为1471.5KN 。

故：M/[M]=10125/9858.42=1.03>1，满足要求！ Q/[Q]=1471.5/669.89=2.2>1，满足要求！ 2.6.4 支点基础计算
恒载F 1:36m 跨径贝雷上恒载总重：（21899.52+7905+19440）=49244Kg=50t ；
活荷载F 2;挂-80，即80t
支点按最不利情况：一半的恒载和全部活荷载作用在一端，
N=F
1÷2+ F
2
=50÷2+80=105t,由6个支点传递给扩大基础，扩大基础平面尺
寸为2m×7m，每个支点平均受力为T=105÷6=17.5t，贝雷的每个销轴最大作用力45t，能满足要求
所需扩大基础的压力Pa=105t÷2m÷6m=87.5KPa，因此要求施工时基础开挖后的基底强度在200KPa以上，能满足要求。

2.6.5 结论
以上计算表明，本便桥满足施工和使用要求。

3 便桥设计结论
通过手算简化计算，可知本便桥在单车同行情况下最大荷载在挂-80以下是安全的，但是要加强日常维护保养和检修，保证本桥是在设计边界条件下运营。