钢便桥计算书讲解

钢便桥设计与验算

1、项目概况

钢便桥拟采用18+36+21m全长共75m

钢便桥采用下承式结构，车道净宽 4.0m，主梁采用贝雷架双排双层，横梁为标准件16Mn材质I28a,桥面采用定型桥面板，下部结构为钢管桩（φ529）群桩基础。

2、遵循的技术标准及规范

2.1遵循的技术规范

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

《公路桥梁施工技术规范》（JTG F50-2001）

《钢结构设计规范》（GB S0017-2003）

《装配式公路钢桥使用手册》

《路桥施工计算手册》

2.2技术标准

2.2.1车辆荷载

根据工程需要，该钢便桥只需通过混凝土罐车。目前市场上上最大罐车为16m3。空车重为16.6T混凝土重16*2.4=38.4T。总重=16.6+38.4=55.0T。

16m3罐车车辆轴重

2.2.2便桥断面

2.2.3钢便桥限制速度5km/h 3、主要材料及技术参数 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86，临时性结构容许应力按提高30-40%后使用，本表提高1.3计。

4、设计计算（中跨桁架） 4.1计算简图

材料

弹模(MP)

屈服极限(MP) 容许弯曲拉应力(MP) 提高后容许弯曲应力(MP) 容许剪应力(MP) 提高后容许剪应力(MP) 参考资料 Q235

2.1E+5

235

145

188.5

85

110.5

设计

规范 Q345

2.1E+5

345 210 273 120 156

设计

规范

贝雷架 2.1E+5

345

240

-

245N/肢

-

按照钢便桥两端跨度需有较大纵横坡的实际需要，故每跨断开，只能作为简

支架计算，不能作为连续梁来计算。

4.1.1中跨计算简图

36.0m简支梁

4.1.2边跨计算简图

21.0m简支梁

4.2荷载

4.2.1恒载

中跨上部结构采用装配式公路钢桥——贝雷双排双层。横梁为I28a。43.47kg/m。单根重5*43.47=217.4kg=2.17KN；纵梁和桥面采用标准面板：宽

2.0m，长6.0m，重1.8T。

恒载计算列表如下：

序号构件名称单件重（KN）每节（KN）纵桥向（KN/m）

1 贝雷主梁 2.7 21.6 7.2

2 横梁 2.1 6.

3 2.1

3 桥面板18 18 6

4 销子0.03 0.72 0.24

5 花架0.33 3.9

6 1.32

6 其他0.44

7 合计17.3

4.2.2活载

如上所述采用16M3的罐车，总重55.0T。

因钢便桥净宽 4.0M，罐车通过便桥时要求车辆居中行驶，故不考虑偏载的不利影响。

4.3内力分析与计算

显然，最大净宽发生在跨度中

最大剪力发生在支座处。

4.3.1恒载内力

=（q/8）l2=17.3*362/8=2802 KN-m

M

跨中

=ql/2=17.3*36/2=311.4 KN

Q

支座

支座反力F

=Q支座=311.4 KN

支

4.3.2活载内力

4.2.2.1活载内力分析

绘制跨中点弯矩影响线（长度单位m）

跨中弯矩：

M=173.3*9+173.3*9*(18-3.4)/18+30*9*(18-3.4-1.85)/18+173.3*9*(18-1 .35)/18=1559.7+1265.1+191.2+1442.7=4458.7KN·m

支点剪力（长度单位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=515 KN

4.3.2.2活载冲击系数1+u

查《公路桥涵设计通用规范》（5TG D60-2004）补充说明4.3.2

选用简支梁的基数f

1=π/2l2c

m

/c I

E•

式中：I

C -结构跨中的截面惯矩 I

c

=2148588 cm4=0.02149m4

E-结构材料的弹性模数 E=2.1*106kg/cm2=2.1*1011N/m2

m

c -结构跨中处延米结构重力m

c

=17.3KN=1730kg/m

c

=1730NS2/m2

L-结构的计算跨径 l=36.0m 将上述数据代入式中：

f 1=3.1416/（2*362）1730

/

02149

.0

*

10

*

1.211=3.1416*1615/（2*362）

=1.957HZ

根据（JTG D60-2004）第4.3.2.5

当1.5HZ < 1.957 < 14HZ时：

u=0.1767lnf-0.0157=0.1186-0.0157=0.1029≈0.103

4.4荷载组合

跨中弯矩：M=M

恒+（1+u）M

活

=2802+1.103*4458.7=7719.9 KN-m

4.5强度验算

4.5.1查《装配式公路钢便桥使用手册》表5-6

双排双层[M]=2*3265.4=6530.8 KN-m < 7719.9 KN-m（不安全）4.5.2选用加强的双排双层