便桥设计及计算书

1、工字钢便桥设计及荷载验算书一、工程概况为保证通往炸药库及主洞洞口施工便道畅通，并保证五里沟河排水的需 要，决定在五里沟河上修建2座跨河便桥。从结构可靠性、经济性及施工工期要求等多方面因素综合考虑，炸药库 方向8m跨径，宽4m便桥采用30片132b工字钢满铺作为主梁；洞口方向10m 跨径，宽5m便桥采用22片I32b工字钢，间距10cm铺设作为主梁；每片工 字钢分别由22钢筋横向连接为一整体，保证工字钢整体受力，工字钢上铺5mm厚防滑钢板，便于安全行车。二、炸药库方向便桥受力分析及计算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

2、图 1所示: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。以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。1、q值确定由资料查得I32b工字钢延米重57.7kg，重力常数g取10N/kg。q=57.7*10/1000=0.6KN/m，加上护栏和连接钢筋，单片工字钢承受的力按 1.0 KN/m ,即 q=1.0KN/m。2、P值确定根据施工需要，并通过调查，便桥最大要求能通过重50吨的大型车辆,即单侧车轮压力为500KN单侧车轮压力由5片梁同时承受，其分布如图3：单侧车轮压力非平均分配于5片梁上，因此必须求出车轮中心点处最大压力fmax，且车轮单个宽25cm32b工字钢翼板宽13.

3、2cm,工字钢满铺，因此单侧车轮至少同时直接作用于两片工字钢上。而f按图3所示转换为直线分布，如图4：ffmax84fmax/2=125KN。由图4可得到fmax=F/2，单片工字钢受集中荷载为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 P =125*（ 1+0.2）=150KN结构强度检算由图1所示单片工字钢受力图示，已知 q=1KN/m P =150KN工字钢计算跨径I =8m根据设计规范，工字钢容许弯曲应力w =210MPa容许剪应力=120 MPa1、计算最大弯矩及剪力最大弯距（图1所示情况下）：一 ql2 PI 1KN /m

4、(8m)2Mmax 84150KN/m 8m 308KN m 最大剪力（当P接近支座处时）Vmax号 p1KN/m 8m 150KN154KN2、验算强度正应力验算:M max /w 308KN m/726cm342.4MPa210 MPa（W为32b工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为726cm）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V/（l/S）d计算。（I/S）为惯性矩与半截面的静力矩的比值，d为腹板厚度，可直接查规范得，即I/S=27.1cm，d=11.5mra计算得到:w 154K%271mm 11.5mm)49.4M Pa120M

5、Pa3、整体挠度验算工字钢梁容许挠度f l/400 800cm/400 2cm,而梁体变形为整体变形，由30片工字钢为一整体进行验算，计算得到:f薯薯/ei其中已求得：q=1.0KN/m F=150KN经查规范得：E= 2.06 X 105MpaI=11600cm4f 5 g/m 伽)4 150KN (8m)3 /2.O6 105mpa 1160歸384480.69cm即 f 0.69cm2cm 满足。4、验算结果分析根据以上验算，可见本便桥完全满足通行50吨车辆，但根据进出工地车辆统计，一般车重不超过50吨，因此次设计可以完全满足使用要求。三、洞口方向便桥受力分析及计算荷载分析根据现场施工需

6、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: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。以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。1、q值确定由资料查得132b工字钢延米重57.7kg，重力常数g取10N/kg。q=57.7*10/1000=0.6KN/m，加上护栏、连接钢筋和钢板，单片工字钢承受的力按 1.2 KN/m ,即 q=1.2KN/m。2、P值确定根据施工需要，并通过调查，便桥最大要求能通过重50吨的大型车辆,即单侧车轮压力为500KN单侧车轮压力由3片梁同时承受，其分布如图3：单侧车轮压力非平均分配于

7、 3片梁上，因此必须 求出车轮中心点处最大压力fmax，且车轮单个宽25cm32b工字钢翼板宽13.2cm,工字钢净距10cm因此单侧车轮至少同时直接作用于两片工字钢上。而f按图3所示转换为直线分布，如图4：由图4可得到fmax=F/2，单片工字钢受集中荷载为fmax/2=125KN。由于便桥设计通过车速为 5 km/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 P =125*（ 1+0.2）=150KN结构强度检算由图1所示单片工字钢受力图示，已知q=1.2KN/m, P=150KN工字钢计算跨径I =10m根据设计规范，工字钢容许弯曲应力 W =210MPa容许剪应

8、力=120 MPa1、计算最大弯矩及剪力最大弯距（图1所示情况下）：M ql2 PI 1.2KN /m (10m)2M max84150KN/m 10m390KN m 最大剪力（当P接近支座处时）Vmax7 P1.2KN /m 10m150 KN 156KN2、验算强度正应力验算:M max /w 390KN m/726cm353.7M Pa210 MPa（W为32b工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为726cm）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V/(l/S)d计算。(I/S)为惯性矩与半截面的静力矩的比值，d为腹板厚度，可直接查规范得，即l/S=27.1cm , d=11.5mm计算得到:120MPaV%tw 156K%71mm 11.5mm)50.1M Pa3、整体挠度验算工字钢梁容许挠度 f 1/400 1000cm/400 2.5cm,而梁体变形为整体变形，由22片工字钢为一整体进行验算，计算得到:f薯薯/ei其中已求得：q=1.2KN/m F=150KN经查规范得：E= 2.06 X 105Mpa4l=11600cmf 5 EE (10m)4150KN(10m)3 /2.06 105mpa 11600cm4384481