15米钢桥计算书.doc

椒江二桥及接线工程第1标段75省道跨线立交桥临时便桥（15米钢桥） 计算书编制： 复核： 乐清市路桥工程有限公司椒江二桥及接线工程第1标段二0一一年四月目 录 一、 序言二、 计算的规范、依据三、 设计、计算技术指标四、 基本计算资料或参数五、 上部结构计算六、 下部结构计算七、 结论八、 钢便桥相关图纸15米钢桥结构计算书一、概况75省道跨线立交桥贝雷便桥施工的意义：立交桥跨河而过，现场周边农田小路无法满足通车要求，路基逆向填筑条件不允许也不经济。便桥搭设后大量的路基、桥梁施工材料、机械可顺利通过，对工程进度带来强有力的保证。15米钢桥构件均采用“321装配式公路钢桥”标准构件组成，主梁结构采用双排单层结构。二、计算的规范、依据公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86钢结构设计规范GB50017-2003厂矿道路设计规范GBJ22-87装配式公路钢桥多用途使用手册 2001年建筑结构静力计算手册 2001年其余技术要求参照国家及交通部现行有关标准、规范执行。三、设计、计算技术指标依据交通设计的主要技术指标，得到该桥主要设计技术指标：1、计算行车速度：5km/h（对临时桥梁特殊要求）；2、设计荷载：公路级汽车荷载：G=550kN（汽超20级）；其荷载布置及主要技术指标见下图：汽车超20级3、验算荷载：挂-120。4、桥梁宽度：不小于净-3.7m。四、基本计算资料或参数鉴于该桥的临时性以及工期的紧张性，根据钢便桥施工合同，决定桥梁结构采用钢结构，主梁采用321型装配式公路钢桥标准钢桥，其相应构件力学参数均取自于2001年6月由人民交通出版社出版的装配式公路钢桥多用途使用手册（广州军区工程科研设计所 黄绍金 刘陌生 编著）。根据该手册第21页表2-1可知，上、下弦杆为210槽钢，面积A=25.48cm2。另外，根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86第1.2.10条表1.2.10及装配式公路钢桥多用途使用手册第21页下面注释可知，在临时荷载作用下，荷载组合时，其钢结构的容许应力可提高30%，即可按1.3倍的系数进行验算。由上可知，16Mn的容许拉应力、压应力及弯应力均可按1.3x210=273MPa计算，容许剪应力按1.3x160=208 MPa计算。装配式公路钢桥多用途使用手册第54页表3-1“桥梁荷载与跨径组合表”、表3-2“荷载、跨径与桥梁配置表”见下图。装配式公路钢桥多用途使用手册第59页表3-5“桥梁几何特性表”、表3-6“桁架容许内力表”及表3-7“各类桥梁每节重量表”见下图。五、结构计算1、恒、活载内力及挠度计算计算跨度为15米。经过对照装配式公路钢桥多用途使用手册，15米主梁均采用双排321型贝雷钢桥。桥梁结构重量为10.32kN/m。结构计算图示见下图5-1：15m图5-1 结构计算图（1）、 恒载内力及挠度计算10.32kn/mm恒载布置图见下图5-2：15mm图5-2 恒载为均布荷载q对于简支梁计算可参考建筑结构静力计算手册。由上可知，恒载（均布荷载）产生的最大正弯矩为：恒载在墩帽处产生的最大剪力为：恒载产生的最大挠度为：（2）、活载内力及挠度计算为简化计算，550KN动荷载按集中荷载计算，其受力模型如图三：图5-3、动载计算模型动荷载所产生的弯矩：动荷载产生的挠度：当动荷载处于支座上部时产生的压力是最大的，即Q=P=550kN2、冲击系数计算查装配式公路钢桥多用途使用手册第59页表3-5可知，双排单层钢桁梁采用上下加强时，其I1=1154868.8cm4。由公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004，计算简支梁的冲击系数采用。3、荷载组合及应力验算由于该桥梁为临时结构，其组合与永久桥梁有区别，本计算荷载组合系数均参考装配式公路钢桥多用途使用手册中的计算示例。（1）、跨中最大正弯矩所以单边桁架跨中最大弯矩：（2）、支点处最大剪力所以单边桁架端部最大剪力： 1002020.9-3.7粉质黏土，沿线平原区浅部80-9015-2031.1-10.2淤泥质粉质黏土，沿线平原区上部50-6013-1841.0-31.7淤泥，广泛分布于沿线平原上部5013岩土承载力基本容许值fao、 桩周摩阻力标准值qik（3）钢板桩摩擦力计算（按最不利土质验算）薄壁板桩软土中忽略桩端承载力，仅计算桩周摩阻力。桩身作用长度约H=8.0m。查热轧普通槽钢32c可知：单位重48.12kg/m；周长C=0.95m；断面面积S=61.5cm2。单桩极限承载力计算QuQu=qpAp+qsUh-Wqp、qs桩端阻力和桩侧阻力；h桩的入土长度；U桩的周长；W桩重。对于桩端阻力qp用承载力理论分析计算，本工程钢板桩截面面积很小，端阻比不足0.01，主要受桩侧摩阻力作用，端部支撑力忽略。对于桩侧摩阻力qs采用库伦强度表达式分析计算，即qs= Ca+ntg式中 Ca粘着力；n桩土界面上的法向应力（任一点应力=K0P0,K0-静止土压力系数，按K0=0.95-sin计算求得;P0静止土压力）；桩土界面上的外摩擦角（便桥附近钻孔资料平均值7o）。根据实用桩基工程手册，对于预制桩、钢桩，取1/31/2(内摩擦角)，本便桥钢板桩表面略锈蚀粗糙状态，取1/2； Ca =a Cu（Cu土的不排水抗剪强度、11.5）对于软粘土a取1.0。为安全起见，桩侧土体全部按照淤泥来计算。则：桩侧摩阻力qs= aCu+ntgPa=K0whw=(0.95-Sin7o) 9.81.5=12.17KPa；PC=Pa+ K0淤h/淤=12.17+(0.95-Sin7o)16.588=122.01KPa静止土压力合力E0=1/2(Pa+PC)H =0.5(12.17+122.01)8=536.72 kN/mqs= aCu+E0Ctg=11.5+536.720.95tg（7o/2）=42.68KN路侧桥台钢板桩n=15,钢板桩竖向容许承载力q由下式计算：q=nqs-G=1542.68-15129.848.12/1000=555.32KN,支座承载力=Q设计=704.4KN，路侧便桥支座传递的竖向荷载由钢板桩和钢筋砼板共同承担。（见下图实体与受力模型） P座=Q设计=704.4KN, P板+P桩=P座+G砼，钢筋砼板体积V=6.652.60.35=6.015m3 （S=17.29m2）取钢筋砼容重=25KN/m3，G砼=砼V=6.01525=150.375KN，根据台座受力稳定可知： P板+P桩=P座+G砼=704.4+150.375=854.8KN- P板825=P桩950-由、式可得: P板=457.5KN, P桩=397.3KNP桩=397.3KNq=555.32KN （钢板桩受力满足要求）钢筋砼板下地基土承载力=P板/ S=457.5/(1.656.65)=41.7Kpa（满足要求）增加剪刀撑提高钢板的整体稳定性。支座下35cm厚C30砼板块内配置双层双向钢筋网片（下层网片受拉区纵筋3414200，上层受压区纵筋2314300），支座下方1*1m范围内钢筋加密至15cm*15cm。钢筋砼板块的受力计算及相关参数见下表：钢筋和混凝土指标C30 C?(20,25,30,35,40,45,50,55) 混凝土等级fc14.3 (N/mm2)混凝土抗压强度设计值 fckft1.43 (N/mm2)混凝土抗拉强度设计值 ftEc30000 (N/mm2)混凝土弹性模量 EcHRB335 HRB(235,335,400) 纵筋强度等级fy300 (N/mm2)纵筋抗拉压强度设计值 fyEs200000 (N/mm2)11.00 1.0C50内插C800.9410.80 0.8C50内插C80b，则说明纵筋超筋，需要减少纵筋面积再进行计算！2、若 x 2ca，则说明当压区混凝土达到极限压应变是受压钢筋还未屈服，这时取 x2ca近似计算！由受力模型计算板最大弯矩Mmax=