六付隧道仰拱栈桥计算书

目录

1．仰拱栈桥简介 (3)

2．编制依据 (3)

3．结构计算参数 (3)

3.1、极限荷载 (3)

3.2、自重 (3)

4．抗弯计算 (4)

5．抗剪计算 (4)

6．最不利截面弯剪应力计算 (5)

7．整体稳定 (6)

8．疲劳计算 (6)

9．焊缝计算 (7)

10．总结 (7)

仰拱栈桥计算书

1．仰拱栈桥简介

仰拱施工的同时，采用仰拱便桥保证隧道开挖、初支施工的正常进行。仰拱栈桥净跨度11.35m，为两端简支结构，主要为满足隧道内施工车辆通行，仰拱栈桥分左右两支设置，单支由12根I25a工字钢并排，翼缘满焊接成箱型结构，宽度1.2m，表面焊接Φ8圆钢防滑，两支栈桥之间宽度1.0m，栈桥总宽度

3.4m。

2．编制依据

2.1《钢结构设计规范》GB50017-2003

2.2《鹤岗至大连高速公路小沟岭（黑吉界）至抚松段》两阶段施工图设计 2.3现场调查的工地自然条件、区域资源条件等

3．结构计算参数

3.1、极限荷载

最大荷载为8m3混凝土运输车装载6m3混凝土时通过栈桥，8m3混凝土运输车自重14t，混凝土按2400kg/m3计算，总质量28.4t。综合考虑慢速通过

（≤5km/h）的动荷载、人行荷载、其他荷载等偶然因素影响，按最大总荷载的120%考虑极限荷载，单支极限荷载错误!未找到引用源。，考虑混凝土搅拌运输车80%以上荷载集中在后轮，计算时按照最不利情况，以极限荷载下的点荷载作用考虑。

3.2、自重

仰拱栈桥自重计算部分以净跨度计算，I25a 工字钢单位重量38.1kg/m ，单 支仰拱栈桥自重荷载错误!未找到引用源。。

4．抗弯计算

根据简支梁受弯结构特性，最大荷载在简支梁中心时产生最大弯矩，栈桥最大弯矩由点荷载弯矩和自重荷载弯矩两部分组成：点荷载最大弯矩错误!未找到引用源。

自重荷载最大弯矩错误!未找到引用源。

抗弯计算按照《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）中4.1.1公式

M x + M y ≤ f (4.1.1) γ x W nx

γy W ny

式中 M x 、M y

——同一截面处绕x 轴和y 轴的弯矩(对工字形截面：x 轴为强 轴，y 轴为弱轴)；

W nx 、W ny ——对x 轴和y 轴的净截面模量；

g x 、g y ——截面塑性发展系数；对工字形截面，g x =1.05，g y =1.20；对箱 形截面，g x =g y =1.05；

f ——钢材的抗弯强度设计值。

仰拱栈桥单支栈桥抗弯强度计算：

f = M 1 + M 2 =（4.97×105 + 7.36×104）×103 =112N / mm 2

10

x

1 g W nx 1.05×（4.02× 5 ×12）

I25a 工字钢采用Q235钢材，抗弯强度设计值为 f = 205N /mm 2 ，安全系数为

k = f = 205 =1.83 f 1

112

经验算抗弯强度满足设计要求。

5．抗剪计算

根据简支梁承重特性，简支梁剪力最大值为简支梁两端，最大剪力由自重剪力与荷载剪力。

极限荷载剪力V A = F =1.75×105 N

自重剪力V B = ql = 4.57×103 N /m×11.35m = 2.6×104 N

22

抗剪计算采用《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）中4.1.2公式

t = VS ≤ f v (4.1.2)

It w

式中V——计算截面沿腹板平面作用的剪力；

S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；

I——毛截面惯性矩；t w——腹板厚

度；

f v——钢材的抗剪强度设计值。

仰拱栈桥单支栈桥抗剪强度计算：

t = VS = (1.75×105 + 2.6×104 )

2 = 9.7N /mm

I t w21.6×10

×(8×12)

I25a工字钢采用Q235钢材，抗剪强度设计值为f v =120N /mm2，安全系数为

k = f v = 120 =12.4t

9.7

经验算抗剪强度满足设计要求。

6．最不利截面弯剪应力计算

由极限荷载在栈桥中间位置引起的弯矩和剪力同时作用，造成中间截面工字钢同时承受弯矩和剪力的同时作用，需对该部位弯剪应力进行校核。

校核采用《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）中4.1.4公式s

2 +s2c +ss c + 3t 2 ≤ b1 f (4.1.4-1)

式中σ、τ、σc——腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力，τ和σc 应按公式(4.1.2)和公式(4.1.3-1)计算，σ应按下式计算：

s = M y1 (4.1.4-2)

I n

σ和σc以拉应力为正值，压应力为负值；

I n——梁净截面惯性矩；

y1——所计算点至梁中和轴的距离；β1——计算折算应力的强度设计值增大系数；当σ与σc异号时，取β1=1.2；当σ与σc同号或σc=0时，取β1=1.1。

仰拱栈桥单支栈桥中间截面下翼缘表面弯剪校核计算：

1)无局部压应力s c = 0

2)由弯矩产生的拉应力

s= MI n y1 =（4.97×10125×+57.02.36××10107 4）×103 125 =118N / mm2

3)中间截面剪应力仅由极限荷载产生，自重荷载不产生剪应力

t= VS1.75×1052

= = 8.4N /mm

It w216×8×12

4)s 2 +s2c +ss c + 3t 2 = s 2 + 3t 2 = 1182 + 3(8.4)2 =119N / mm2

5)b1 f =1.1×205 = 225.5

安全系数k ==1.89

7．整体稳定

根据《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）中4.2.4规定：