计算书
1、设计依据
1.1《××××××合同段钢便桥设计图》
1.2《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》
1.3《钢结构设计手册》(第三版)
1.4《钢结构设计规范》
1.5《装配式公路桥梁钢桥使用手册》。
1.6《公路桥涵设计通用规范》
1.7《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
1.8《公路桥涵地基与基础设计规范》
2、技术指标
设计荷载:公路-Ⅰ级;
设计速度:10公里/小时
桥面净空:净3.7米。
地震动峰值加速度系数小于0.05g。
设计洪水频率:1/100。
3、结构布置形式
××××××合同段需要架设一座便桥跨越都柳江,桥长183米,通过车辆为70t的汽车,汽车全宽2.7米。
根据以上资料及地面线资料,确定本桥结构布置如下:
上部构造:采用公路钢桥标准桥面3.7米,跨径为36+4×33m,全桥共长183m,主梁断面为单层三排加强型弦杆,全桥横向共6片贝雷架。其中横梁架设在贝雷架的下弦杆上,每隔1.5m一根,连通六片贝雷架,长5.85m。横梁之上再设纵梁,纵梁长3m,宽0.75m。纵梁之上再铺设桥板,采用木板则要求按轴压力120KN设计。护轮木安装在行车道的两侧,用以压住桥板,固定桥面的外缘。人行道的设计可根据施工中的具体情况而设,可悬臂架设在贝雷架的外侧。
下部构造:钢筋砼桩基础和墩柱为2根φ150cm的圆桩,盖梁为厚度为120cm的C25砼。墩顶支座采用木跺。
桥型布置见附图1,横断面见下图。
图1、桥梁横断面
4、材料参数
主梁采用贝雷架拼装而成,根据《装配式公路桥梁钢桥使用手册》,加强型弦杆三排单层的容许弯距为4809.4KN·m,剪力为698.9KN。桥面板采用木板,承载能力为60KN。C25砼强度按规范取值。
5、构件计算
5.1、荷载分析
图2、车辆荷载
车辆荷载按《公路桥涵设计通用规范》中车辆荷载的取值。
5.2、计算工况
按承载能力极限状态法,计入恒载、汽车荷载、汽车冲击力。
5.3、桥面板计算
通过的车辆后轴重140KN,共4个车轮,轮压力为35KN,小于木桥面板60KN的承载能力,故本桥采用木桥面板。
5.4、纵梁计算
如图3所示,在桥梁横断面内布置有4组共12根纵梁,其间距为34.9cm。
图3、纵梁计算图
图4、纵梁横断面示意图1
根据规范后轮的着地宽度为0.6m,桥面板厚约10cm,则在纵梁的顶面分布宽度为0.8m,纵梁间距为34.9cm,因此作用在一根梁上的力为:
P=(140/2)×39.4/80=34.5KN/m
图5、纵梁横断面示意图2
根据规范取冲击系数为0.3,纵梁截面为I10,材料为Q235,材料的强度设计值为215MPa,则纵梁的计算结果为
图6、纵梁计算结果
则有最大拉应力f=215.4MPa<1.05×215,且考虑到本桥为临时结构,则认为满足规范要求。
5.5、主梁贝雷架计算
横向分配系数按杠杆法计算,如下图 :
则k=(0.79+0.4)/2=0.595
图7主梁贝雷架计算图1
因是便桥,取冲击系数为0.3。
活载按规范规定的车辆荷载计算,见图2。
图8主梁贝雷架计算图2
查表得加强的三排单层的桥梁每节自重为45/2=22.5KN,每节长度为3m,则自重为22.5/3=7.5KN/m。
查表得加强的三排单层容许弯距为4809.4KN·m,剪力为698.9KN,将结构建模后计算,得出以下结论:
最大正弯距M=4340KN·m(位置:边跨跨中)<4809.4KN·m
最大负弯距M=-4130KN·m(位置:边支点)<4809.4KN·
最大剪力Q=558KN(位置:边跨支点)<698.9KN
故结构满足要求。
5.6、计算结果
本桥用木桥面板,每格桁架用2根横梁,主梁跨径为36m(每跨12节)+4×33m(每跨11节),加强的三排单层结构。