隧道仰拱栈桥设计计算实例

按照我公司以往施工经验和现场施工实际情况，并按照尽早开挖尽快封闭成环的原则，一般仰拱施工段落为6米。根据现场工字钢的供应情况，并保证栈桥结构的强度刚度满足整个隧道施工循环内相关车辆通行的要求。拟选择采用2根25a#工字钢上下翼缘焊接为一组，栈桥每边采用三组并排，顶部用Φ22螺纹钢筋连成整体，纵向间距10~15cm，以提高栈桥结构的平面内、外强度和刚度。纵向两端做成1m长坡道方便车辆通行，两幅栈桥横向间距根据车轮轮距布置，保证车轮压在栈桥中部。钢材长度为工字钢标准长度12米。净跨度按8m进行计算，如图a所示：单位：m三、仰拱栈桥结构计算栈桥结构为两部各6根Ⅰ25a工字钢并排布置作为纵梁，每两根工字钢上下翼缘板通长焊接，横向顶部用Φ22螺纹钢筋连接，保证在车轮荷载作用下纵梁能够共同受力，并且能够提高栈桥桥面的横向刚度。设计荷载按出渣车40t重车，前后轮轮距为4.5m，前轴分配总荷载的1/3，后轴为2/3，左右侧轮各承担1/2轴重，工字钢为整体共同承担重车荷载，工字钢自重、按1.15系数设计，动载及安全系数设计为1.1。1、力学简化梁两端都有转动及伸缩的可能，故计算简图可采用简支梁（如图b）。单位：cm由于截面上的弯矩随荷载的位置变化而变化的，因此在进行结构强度计算时，应使在危险截面上即最大弯矩截面上的最大正应力不超过材料的弯曲许用应力［σ］故需确定荷载的最不利位置，经荷载不同位置处的弯矩比较在检算最大正应力时，应取P/3荷载在跨中位置（如图c）：单位：cm计算最大剪应力时，取荷载靠近支座位置（如图d）。单位：cm2、检算过程（1）栈桥结构检算1）、用静力平衡求出支座A、B反力及最大弯矩和剪力P--车辆荷载（N）RAc—图c中A支点反力（N）RAd—图d中A支点反力（N）疾Mmax喇滨—箩最大弯矩阿值举（燃KN.m派）院Qmax文兴–爷最大剪力弦值羊（牺KN油）册2子）、根据捷初选结构劫进行力学嗓计算：召按每侧网共相6复根工字钢逼进行检算英查《路桥炮施工计算总手册》新—方热轧普通贤工字钢截味面特性表趋，痒得益25侵a管型工字钢微。；包1颠））平面导内强度计系算；由σ名max艘—抬工字钢最皆大弯曲应荣力越（胃MP赵a搬）绪[夺σ雾]---广-筑-岂钢材容许由弯曲应力贴（梁MP支a哨）泄Wx--痰---到x艺轴截面抵伍抗匠矩傅(甘cm宗3跪)负Wy--柱---春y妻轴截面抵通抗尸矩效(控cm地3御)纲由以上计担算可知，蔬单侧按油照支6雕根工字钢丧选用，平滋面内强度幸可以满足位工作要求疮，且未考征虑工字钢指、横向连泊接螺纹钢妖筋共同作坡用的富余宿系数，平教面内是偏绒于安全的捷。预2这））平面笔外强度计陈算缸考虑到车现辆行驶在馅栈桥上时拢，方向不归一定与桥箭纵向平行泳，存在横恐向弯矩，残按平面最昨大弯矩扔的疏15予%溪考虑，计棒算如下：辫由以上计宴算也可知轰，按照单没边科6尖根工字钢侧选用，平燕面外强度莲可以满足悼设计要求善。纠3府））、剪坐应力计算盟使用剪应模力强度条培件公式校六核最大剪滩应力需先的计络算园25陕a薯型工字钢千截面中性床轴一侧的正面积对中雾心轴的静吗矩仔每根工字补钢分担的宴最大剪力伯为畜查表盒得绕25缸a咸型工字钢，，灯故得到栈甜桥纵梁最积大剪应力泛，并据此活校核剪应辟力强度斥τ伶max栏--节-形最大剪应旦力者[扔τ观]-忙-桥-玉钢材容许奔剪应船力气(么MPa)色Q营---露-叹剪怜力挨(栋KN)推Sxma哑x--使-录最大半截吓面面积栗矩颂(旗cm3)浮Ix劫---懒-梅轴截面惯词性依矩洪(筑cm4)谨d郊---婆-捏腹板厚射度吵(葵mm)桃剪应力满挽足要求，音此结构安使全。防4唱））、刚占度计算：肺一般简支州梁结构允拿许挠度焰对挠度要而求高的结比构，，辱对挠度要撞求小的结屑构，，福f程max方—吩最大挠度宵值员(袖mm)迫[f]-愧-留-蜡允许挠度杆值述(例mm)息p--赤-盘后轴荷恒载姐(托N)塞L--秘-嘴计算跨底度