悬臂钢结构交通桥设计计算书

设计计算书计算[2012]02 共4页第一页EL1677.45m钢结构悬臂交通桥设计一、 基本资料为避免溢洪道下泄水流冲击，新下发图纸《大坝结构图（1/2）》（千丈岩-水工-2-02）取消了EL1677.45m坝后交通桥。但从入出廊道交通、布设冷却水管、灌浆管等实际需求考虑，需增设大坝下游EL1677.45m临时交通桥。临时交通桥设计为悬臂钢结构，其中悬臂梁初步拟定采用I14工字钢，悬臂梁锚固长度0.5m，悬臂长度1m。悬臂钢结构交通桥考虑四项荷载：其一为人行荷载，荷载量为3.5kN/m2，属均布荷载；其二为雪荷载，按照最大积雪厚度0.5m，雪密度240kg/m3，属均布荷载，荷载量为1.2kN//m2；其三为布设管路自重，考虑布设1根？250mm（8mm厚）冷却水总管、2根？100mm（5mm厚）冷却水干管自重和满流水重140kg/m，考虑一倍的系数，荷载+量为2.8kN/m，属均布线形荷载。其四为临时性其他机具荷载，包括临时堆放材料、小型设备等，共考虑荷载量1000kg/m2，即10kN/m2。廊道出口10m范围内考虑会转运帷幕灌浆设备，考虑自重最大的地质钻机重量为700kg，该处共考虑1500kg/m2，即15kN/m2。其五，交通桥边端钢管栏杆，钢管栏杆采用？48mm钢管制作，重26.71kg/m，考虑1.2的系数，荷载量32kg/m，即0.32kN/m。二、 悬臂梁稳定计算及间距确定悬臂梁计算按照1m范围内荷载计算，均布面荷载均乘以1m单宽长度转化为均布线性荷载计算，线形荷载乘以1m单宽长度转化为集中荷载计算，其中布设管路自重荷载按悬臂梁中点计算，交通桥边端钢管栏杆荷载按悬臂梁最大跨度处计算。因此，三个线性荷载求和一并计算最大弯矩：q人=3.5kN/m，q,=1.2kN/m，q机=10kN/m，q机=15kN/m一般区域内£q=q人+q雪+q机=14.7kN/m；廊道口区域内£q=q人+q雪+q机=19.7kN/m；ql2 14.7x12最大弯矩M=—=— =—7.35kN.m1 2 2最大弯矩吃一专一粉=*N.m1 一F水管=2.8kN,M3=—F水管xb=—^F水管xl=-1.4kN.mF=0.32kNM4F=0.32kNM4=—F栏杆xl=-0.32kN.m栏杆一般区域内M =M+M+M=—(7.35+1.4+0.32)=—9.07kN.m图1——悬臂梁弯矩计算简图根据Mmax和b］值，由弯曲强度条件可得梁的所必需的弯曲截面系数七为W=Mmax=9.07x103Nm=59.7x10—6m31 Ini 152x106Pa由型钢规格表查得I14号工字钢的W为zW/W=1.71，因此间距按1.5m布置。按照30m范围此时的最大正应力为b=^m^=30x9.07x103N•m=127.03x106Pa=127.03MPamaxW 21x102x10-6m3zb =127.03M〃冰&］=15Mpa一般区域内故可选用1.5m间距布置I14号工字钢作为悬臂梁。廊道口区域内M2=M2+M3+M4=—(9.85+1.4+0.32)=-11.57kN.m根据Mmax和卜］值，由弯曲强度条件可得梁的所必需的弯曲截面系数七为

口，M 11.57x103N.m〃W=rmlax= =76.12x10-6m31 ni 152x106Pa由型钢规格表查得I14号工字钢的W[为W/叫=1.34，因此间距按1.2m布置。按照30m范围此时的最大正应力为30xn.57x103N•m=130.88x106Pa=130.88MPa26x102x10-6m3n =130.88Mpac&]=15Mpa廊道区域内故可选用1.2m间距布置I14号工字钢作为悬臂梁。三、横梁跨计算及材料选择悬臂梁间横跨梁按简支梁计算，考虑荷载与上同，其中管路自重和钢管栏杆仍考虑为均布荷载，临时性其他机具荷载考虑为跨中集中荷载。栏杆其中q人=3.5kN/m，q,=1.2kN/m，q水管=2.8kN/m，q=0.32kN/m栏杆栏杆电lWIgOoi)横跨梁弯矩计算简图图2E栏杆电lWIgOoi)横跨梁弯矩计算简图图2Eq=q人+q雪+q水管+q=7.82kN/mql2 7.82x1.52^般区域M‘= =— =2.2kN.m1 8F=10kN，M’=1Fxl=3.75kN.m机 2 4机M'=M1+M2=5.95kN.mW=%=5.95x103Nm=39.1x10—6m31 In! 152x106Pa在一般区域内内故可选用/80（5mm厚）号角钢作为简支承重梁。该型号角钢最小截面抵抗距W=8.34cm3X计算［2012］01 共4页第四页W/W4.67，故选用5根Z80（5mm厚）号角钢作为简支承重梁。廊道区域由于跨度较一般区域小，虽集中荷载加大，但最大弯矩计算值5.91kN.m，与一般区域相同