钢便桥27m下承式计算书

钢

桥

计

算

书

二○一六年八月Ⅰ、设计资料和结构尺寸

一、设计资料

1.标准跨径:1-27m；

2.桥面宽度:全宽4.0m；

3.设计荷载:550kN

4.设计依据:

（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）（2）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）（3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）

（4）《公路桥涵施工技术规范及实施手册》 JTG/T F50—2015 （5）《钢结构设计规范》 GB50017-2014 计算方法:极限状态法。

二、结构尺寸

桥梁横断面布置如下图：

三、荷载标准：

Ⅰ、静载计算

1、桁架总重:

G

=270kg×9×6=14580kg=145.8kN

1

2、加强弦杆总重：G

=80kg×9×6×2=80kg=86.4kN

2

3、联结系总重（包括抗风拉杆、斜撑、支撑架）：

G

=33kg×18+11kg×18+22×24kg=1320kg=13.2kN

3

4、横梁总重：

=245kg×28=6860kg=68.6kN

G

4

5、桥面系总重：

=1×40kg+kg×30+471kg×9=13719kg=137.19kN

G

5

Ⅱ、活载计算

按实际通行车辆荷载采用的车辆荷载标准值如下图1所示：

80kN120kN175kN175kN

1,551,45

车轮宽0.6米，轮距如图2示所示：

按公路I级设计规范，车道荷载应该按均布载加一个集中载计算，简化为图3所示：

P=300kN

按公路I 级设计规范，车道荷载应该按均布载加一个集中载计算，当跨径20m ＜L

＜150m 时，可以简化为图3所示：P=300KN

其中，当计算弯距时，10/m q q kN m ==；计算剪力时，15/Q q q kN m ==。

Ⅲ、桁架设计计算

1、弯距计算

⑴、静载在跨中产生的总弯距 m kN ql M G G G G G .76.152227227

8

128

11

5

4321=⨯⨯

=

=

++++

⑵、静载在跨中对单片桁架产生的总弯距 m kN M

M .79.2536

'1

1

==

⑶、活载在跨中对单片桁架产生的弯距 m kN M l q pl M .25.29368

4

2=+=

活

活载弯距先按杠杆法分配到两边的桁架组上，最大偏心为0.3米，分配系数

为： 3.25

0.320.5923.25

df k η+== 对于每组桁架，再考虑1.2的桁架不均匀系数，车道荷载冲击系数

187.0278020==+η，则每排桁架分配的活载最大弯距为：

m kN M df

k M .32.825)187.01(2.1)1(2.13

592

.025.29363

'

2=+⨯⨯=+••=

⨯•μ活 ⑷、单排桁架承受的总弯矩

则m kN M M M .11.1079'

2'1max =+= 2、剪力计算 )1(2.13

max μ+••+

=•df

k Q Q Q 活静

⑴、静载在桁架端部产生的总剪力 kN G G G G G Q 6.225)(543212

1

1=++++=

⑵、静载对单排桁架在端部产生的剪力 kN Q Q 6.376

'

11

==

⑶、活载在桁架端部对单排桁架产生的剪力 横向分配系数、不均匀系数、冲击系数不变。

kN l q Q Q p 5.3522

27

150002300000212=+=••+=⨯活 kN Q df

k Q 08.99187.12.13

'2=••=

•活

⑷、单排桁架承受的总剪力

kN Q Q Q 68.13608.996.37'

2'

1=+=+= 3、桁架强度计算

查《装配式公路钢桥》多用途使用手册，得：

单排加强桁架容许弯矩为[]m kN M m kN M .11.1079.

5.1687=>=

单排加强桁架容许剪力为[]kN Q m kN Q 68.136.2.245=>= 经验算，桁架安全。

4、桁架绕度计算

桁架的惯性矩为：I=577434.4cm 3

E=2.1×106

250

11007

12700

68.26

4.577434101.23842700

5.105.577434101.24827001030038454868.2

63

243<

=

=

=+

=+=

⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯l

f

EI ql EI

pl cm

f

满足要求！

Ⅳ、钢便桥稳定性计算

轮式55吨荷载钢便桥稳定性计算；（查表得31.7699,87.0cm W ==ϕ） !安全2206.73/6.73026

1.769987.01025.293MPa MPa cm kg W

M

<===

=

∂⨯⨯⨯ϕ 钢便桥梁几何特性表

W （cm 3

） I(cm 4

) 单排单层 标准型 3578 250497 加强型 7699 577434 双排单层 标准型 7157 500994 加强型 15398 1154868 三排单层

标准型 10735 751491 加强型

23097

1732303

Ⅴ、横向分配梁受力验算

1、选用16Mn Ⅰ28工字钢按间距@=1500mm 横桥向布置。

2、计算原则

以重车居桥中行时这一最不利工况，按简支进行验算，此时跨中弯矩、挠

度最大。

3、荷载取值

忽略便桥上部结构自重，仅取55t重车后轴轮压以集中荷载作用进行取值，即P=100kN 。

4、计算跨度：l=4.0m

5、计算图式

6、弯矩计算

M=100×1.1=110KN·m

7、强度验算

σ=M/W=110000/（534.3）=205.9 MPa<[σ]=273Mpa

强度满足要求。

8、刚度验算

f=100×103×1.1×(3×42

×1.1-4×4×1.12+2×1.13-1.12×1.8-1.13/6×210×109×74.8×10-6

×4

=0.0095m

<[f]=l/400=4/400=0.01m

∴刚度满足要求。

9、结论：16MnⅠ28工字钢按@=1.5m横桥向布置可行，但在车辆在行驶中会出现超载，固在贝雷片中间竖杆位置加强一根横梁。

Ⅵ、桥台基础设计计算

1、矩形截面基础受冲切承载力验算：

07.0h a f f m t hp e β≤

钢筋砼桥台

根据以上计算结果可得f e 荷载效应基本组合时，作用点上的地基净反力设

计值：;19.1001（汽车重）550单跨桥重）(19.451kN kN kN f e =+=根据施工现场基础混凝土浇筑，混凝土强度为C30，根据可得：

!

满足设计要求88.288219.1001;

88.2882288288010003000/43.196.07.07.0;

30002/)40002000(2/)(40001000220002,2000;43.1;96.020110111kN

kN f kN N mm mm mm N h a f mm b a a mm

mm mm h a b mm a f e m t hp m t hp <===⨯⨯⨯⨯==+=+==⨯+=•+====ββ 2、地基承载力计算：P1=N/A ，因桥台基础下部夯实处理，固地基承载设计值P=110KPa ；

;19.1301混凝土重）(300（汽车重）550单跨桥重）(19.451kN kN kN kN N =++= N —钢便桥传至路基顶面处的轴心力；

A —基础下桥台受力面积；

则有：P1= N/A =1301.19/14=92.94KPa ＜110KPa 小于地基承载力。

因钢便桥为单跨桥，车辆在通行时应两个桥台同时受力，固地基承载力能满足要求！