工字钢便桥设计及荷载验算书（80T）

工字钢便桥设计及荷载验算书 一 概况 便桥采用 12 片 45b 工字钢作为主梁 6 片为一组 两组工字钢间净距 90cm 工字钢上横向满铺 一排 400 15 15cm 方木 松木 然后在各侧车 轮行走的范围内再纵向满铺 15 15cm 的方木 松木 及 5mm 厚防滑钢板 各一层 便桥承载鞍 80 吨 不含自重 设计 二 荷载分析 根据现场施工需要 便桥承受荷载主要由桥梁自重荷载 q 及车辆荷 载 P 两部分组成 其中车辆荷载为主要荷载 如图 1 所示 P q 图 1 为简便计算方法 桥梁自重荷载按均布荷载考虑 车辆荷载按集中荷 载考虑 以单片工字钢单片工字钢受力情况分析确定 q P 值 1 q 值确定 由资料查得 45b 工字钢每米重 87 4kg 再加方木及钢板重量 单片工 字钢自重按 2 0KN m 计算 即 q 2 0KN m 2 P 值确定 根据施工需要 便桥要求能通过后轮重 80 吨的大型车辆 及单侧车 轮压力为 400KN 单片 45b 工字钢尺寸如图 2 如工字钢上不铺设方木 单侧车轮压力由 2 片 梁同时承受 因车轮单个宽 25cm 因此必须求出车轮中心点处 最大压力 45b 工字钢 max f 翼板宽 15cm 每片工字钢 间横向间距为 9cm 由于用 方木铺满桥面 因此单侧车 轮同时均匀的作用于 6 片工字钢上而不是 2 片工字钢上 而 f 按图 3 所示 转换为直线分布 如图 4 fmax maxf f f f 图 4 由图 4 可得到 F 6 66 66KN 取 70KN max f 由于便桥设计通过车速为 5km 小时 故车辆对桥面的冲击荷载较小 故取冲击荷载系数为 0 2 计算得到 KNKNP84 2 01 70 三 结构强度检算 由图 1 所示单片工字钢受力图示 已知 q 2 0KN m P 96KN 工字 钢计算跨径 10m 根据设计规范 工字钢容许弯曲应力 210MPa l w 容许剪应力 120MPa 位2位位位位mm位 位3 F f 1 计算最大弯矩及剪力 最大弯距 图 1 所示情况下 最mKN mmKNmmKNPlql M 235 4 10 84 8 10 0 2 48 22 max 大剪力 当 P 接近支座处时 KNKN mmKN P ql V9484 2 10 0 2 2 max 2 验算强度 正应力验算 MPaMPacmmKNwM2101571500235 3 max 为 45b 工字钢净截面弹性抵抗矩 查表得到为 1500cm3 w 剪力验算 由于工字钢在受剪力时 大部分剪力由腹板承受 且腹板中的剪力较 均匀 因此剪力可近似按计算 为腹板净高 除去翼板厚度 wwt hV w h 为腹板厚度 由图 2 可得到 414mm 13 5mm w t w h w t 计算得到 MPaMPa mmmm KN th V ww 12082 16 5 13414 94max 3 整体挠度验算 工字钢梁容许挠度 而梁体变形为整体 cmcmlf5 2400 1000400 变形 由单侧 6 片工字钢为一整体进行验算 计算得到 EI Fllq f 48384 65 34 其中 q 2KN m F 400KN E 206 105 cm2 I 33760cm4 6 633760 10206 48 1000 400 384 1000 265 425 34 cmcm cmKNcmmKN f cm37 2 考虑车辆荷载非集中荷载 后轮轴重如达 80 吨时为双桥或三桥车 按 桥梁设计规范 中 双桥车两轴间间距为 1 4 米 及 F 可认为如图 5 所 示分布 0 5F 0 5F q 图 5 根据图 1 和图 5 中集中荷载弯矩计算公式分别为 和 4 1 Fl M l Fab M 2 cma 140500 cmb 140500 92 0 4 2 1 2 l ab M M 由于挠度主要由车辆荷载产生 因此可近似将视为挠度的折减系数 及 cmfcmcmf5 218 2