钢栈桥设计计算书(单跨荷载75T)

钢栈桥设计计算书

一、设计说明：

钢栈桥桥面宽度6.0m，单向通行车道。

施工钢栈桥设计通行荷载为75T。钢栈桥结构设计如下：以C30标号钢筋混凝土结构作重力式桥台，7根工56a作承重主梁，I20a间距80cm作为横梁，I14a 间距40cm作为分配梁，12mm钢板横作为桥面行车道板。栏杆采用υ48（δ=3mm）钢管，立杆（高度1.2m）按间距0.8m布置，对称安装；横杆（υ48钢管）设置三排，间距0.5m，间隔涂刷红白油漆。

本设计活载按一个集中力考虑，而实际车辆活载是多个集中力作用，故偏于保守，但在外界影响方面未考虑有风力、集水冲击力等方面的影响。

栈桥温度伸缩缝布置：因栈桥仅为一跨，不设置温度缝。桥台上上用υ16钢筋作为钢轨限位装置，确保钢轨在车荷载作用下不发生移位。

主梁、横梁、分配梁、桥面板、栏杆之间连接方式均为焊接，质量方面必须保证牢固可靠。

栈桥桥面板横桥向焊接直径6mm圆钢防滑条，间距15cm。

钢栈桥车道限载75T，考虑冲击系数为1.2，限速15Km/h，严禁在栈桥范围内急刹车。

为保证钢栈桥畅通，栈桥上严禁堆放货物。

栈桥两侧头尾均设置一道警示灯，以便夜间起到警示作用，防止车辆撞击栈桥。

二、设计数据描述

2.1、栈桥允许通行能力：

本栈桥以75T施工车辆为最重，则栈桥车道设计以能通行75T车辆为最不利设计考量。动载系数取值为1.2，Q1=75*1.2=90T，取值为90T。在8m跨度的简支梁上，公路一级荷载只有28T，低于设计荷载，故不列入计算范畴。

2.1.1、栈桥基本数据：

以单个8m跨度为独立考量，简化结构形式为简支梁，采用单车道计算模型。

工56a纵梁：P1=7*8*106.2=5.6T

I25a横梁：P2=10*6.6*38.1=2.52T

I14a分配梁：P3=17*8*16.9=2.3T

12mm钢板桥面行车道板：P4=7.85*6*8*0.012=4.52T

υ48（δ=3mm）钢管栏杆及其他附属内容：P5=1T

2.1.2、工56a主梁检算：

6.0 6.0

力学计算简图 (m)

A、弯矩、剪力检算：

单孔跨度Lmax=8m；

计算时所受车辆荷载考虑为集中荷载；

弯矩最不利工况：当车荷载位于跨中时；

剪力最不利工况：当车荷载位于支点端部时。

q=P/L=（P1+P2+P3+P4+P5）/L=（5.6+2.52+2.3+4.52+1）/8=20KN/m

Q1=900KN

Mmax=Q1*L/4+1/8*q*L*L=900*8/4+1/8*20*8*8=196.0T.m

σmax=Mmax/W=1960/2342.31/7=120MPa＜ [σ]=210MPa，计算通过。

Qmax=Q1+1/2*q*L=90+1/2*2.0*8=98.0T

τmax=Qmax Sx/（Ixt）=980/47.73/1.25/7=23.4MPa＜1.3［τ］=110MPa，计算通过。

B、挠度检算：

fmax=f1+f2

f1：自重P引起的挠度。

f1=5qL^4/384EIn=5*20*8^4/384/2100/65585.6/7=1.1mm

f2：外部荷载Q1引起的挠度。

f2=Q1*L^3/48EIn=900*8^3/48/2100/65585.6/7=10mm

fmax=f1+f2=11.1mm

［f］=L/400=8000/400=20mm

fmax＜［f］，计算通过。

2.1.3、I25a横梁检算：

单孔跨度Lmax=8m，间隔为0.8m，其中分布有I25a横梁10根；

计算时所受车辆荷载考虑为集中荷载，计算跨径取L=1m。

结构形式考虑为跨径1.0m的梁体承受中部一个225KN集中力。

Q4= 900/4=225KN

Mmax=225*1/4=56.25KN.m

σmax=Mmax/W=56.25/401.88=140MPa＜ [σ]=210MPa，计算通过。

τmax=Qmax Sx/（Ixt）=225/0.2127/0.01=106MPa＜1.3［τ］=110MPa，计算通过。

fmax= Q1*L^3/48EIn=225*1^3/48/2100/5023.54=0.4mm

［f］=L/400=1000/400=2.5mm

fmax＜［f］，计算通过。

2.1.4、I14a横梁检算：

I14a工字钢纵梁焊接于间距800mm的I25a工字钢横梁上。

工字钢计算孔跨间隔L=0.8m，按照《公路工程技术标准》表6.0.4 车辆荷

载主要技术指标中，车轮宽度按30cm计算,中、后轮着地宽度及长度为0.6×0.2（宽×长），则车重的1/4荷载由2根工字钢承担（为确保行车安全，考虑为两轴荷载）；计算时所受车辆荷载考虑为均布荷载。

力学计算简图 (m)

0.2750.20.275

Q4=Q1/4=900/4=225KN

q=Q4/0.2=225/0.2=1125KN/m

Mmax=qlc（2-c/l）/8＝0.125*1125*0.2*0.8*（2-0.2/0.8）=39.4KN.m

σmax=Mmax/Wn=39.4/102/2=193MPa＜［σ］=210MPa，计算通过。

τmax=Qmax/An=1/2*225/21.5/2=26MPa＜1.3*［τ］=110MPa，计算通过。

f＝qcl3（8-4c2 /l2+ c3 /l3）/（384EI）

=1125*0.2*0.8^3*(8-4*0.2^2/0.8^2+0.2^3/0.8^3)/384/2100/712/2

0.8mm＜［f］=L/400=2mm，计算通过。

2.1.5、12mm钢板桥面行车道板检算：

桥面板采用δ＝12mm钢板，钢板下设中心间距400mm的I14工字钢纵梁，桥面板净跨径为32cm（I14工字钢翼板宽度为8cm），桥面板与工字钢纵梁间断焊接，桥面板计算跨径按32cm计。

按照《公路工程技术标准》表 6.0.4 车辆荷载主要技术指标中，车轮宽度按30cm计算,中、后轮着地宽度及长度为0.6×0.2（宽×长）；计算时所受车辆荷载考虑为均布荷载。