钢便桥计算书(midas Civil 2019建模)

钢便桥计算书(midas Civil 2019建模)

1.1 受力模型及材料参数

钢栈桥的验算采用有限元法，选取便桥的标准跨径作为计算模型，并利用midas Civil 2019计算程序建模进行验算。

1.1.1 跨径9m单排3根桩钢便桥结构模型

图1.1-2为跨径为9m的单排3根桩便桥结构模型。栈桥

上部结构为贝雷梁结构，下部结构为钢管桩加型钢承重梁结构。栈桥基础及桥墩全部采用φ630mm厚10mm的螺旋焊接钢管桩，钢管桩按单排3根桩桩布置。横联及斜撑采用[20a槽钢，钢管桩顶设双拼I45a工字钢帽梁。桩顶横梁上架设贝雷梁，

采用单层3组每组2片总计6片贝雷架结构，每组贝雷架采用

定制支撑架连接，相邻贝雷架组采用∠75×8角钢连接，间距

为90+125+90+125+90cm形成主纵梁，贝雷梁上设按30㎝间

距布置I25a工字钢分配横梁与桥面10mm厚钢板经焊接固定

成型的6m宽模块。

1.1.2 材料参数

铺装钢板厚度为10mm，材料为Q235钢。

分配横梁参数：材料为Q235钢，截面为I25a，长度为

6m。

主梁参数：采用321型贝雷片，材料为16Mn钢。

贝雷梁支撑架参数：材料为Q235，材料为∠63×4角钢。

贝雷梁组间斜撑参数：材料为Q235，材料为∠75×8角钢。

桩顶横梁参数：材料为Q235钢，截面为2×I45a，长度为

6m。

钢管桩参数：材料为Q235钢，管型截面为外径630mm，厚度为10mm，长度为13.4m。根据《钢结构设计标准》GB-2017，钢材强度设计值可查表得：型钢材质均为Q235钢，其

抗弯设计强度为215MPa，抗剪设计强度为125MPa。贝雷片

材质为16Mn钢，其容许弯应力为273MPa，容许剪应力为

156MPa。根据《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015，

挠度计算可查表得：

2.边界条件

钢管桩的底部固结；

桩顶横梁和钢管桩采用弹性连接(刚性)；

桩顶横梁和贝雷片弹性连接(刚性)；

贝雷片和分配横梁采用弹性连接(刚性)。

3.荷载计算参数

自重G：自重系数取-1；

移动荷载P1：公路I级，相当于55吨车辆重，基频冲击

系数1.3；

静载P2：履带吊70t（轮距3.5m）；

项目内河沟流速缓慢且变化平缓，动水压力不做考虑。

对以下三个工况进行计算：

表1.1-1为栈桥工况表，包括工况1、工况2和工况3.其中，工况1为公路I级正载移动荷载。

根据图1.2-3-3，工况3下便桥Q235钢构件受最大组合应

力为73.335MPa，小于215MPa的设计强度，因此满足要求。

同样地，根据图1.2-3-4，Q235钢构件最大剪应力为

14.553MPa，小于125MPa的设计强度，也满足要求。根据图1.2-3-5，工况3下贝雷梁受最大组合应力为180.208MPa，小

于273MPa的容许弯应力，满足要求。最后，根据图 1.2-3-5，贝雷梁最大剪应力为80.434MPa，小于156MPa的容许剪应力，也满足要求。

根据图1.2-3-6，工况3下钢管桩最大反力为KN，即24.662t。钢管桩的稳定性需要进行计算。首先，计算钢管截面的特性，得到截面面积为mm2，回转半径为219.232mm。钢管桩最高为13.4m，计算其长细比为73.347.根据《钢结构设计标准》（GB-2017）中第7.2.1条，螺旋管截面为b类截面，查询附录D.0.2轴心受压构件的稳定系数为0.732.计算轴向应力为12.662MPa，小于157.38MPa的稳定系数乘215MPa 的设计强度，因此钢管桩稳定性满足要求。

综上所述，根据工况1和工况2的计算结果，最大位移分别为3.903mm和3.889mm。根据工况3的计算结果，Q235钢弯和Q235钢剪受到的最大应力分别为73.335MPa和

14.553MPa，贝雷梁弯和贝雷梁剪受到的最大应力分别为180.208MPa和80.434MPa，钢管桩最大支反力为24.662t。根据设计强度和容许应力的要求，所有构件的应力都满足要求，钢管桩的稳定性也满足要求。因此，该便桥的设计是合理的。