钢便桥计算书

1、 0 万家春路（西亭路翔安北路段）道路工程万家春路（西亭路翔安北路段）道路工程 编制编制_ 审审核核_ 批准批准_ 福建省交建集团工程有限公司福建省交建集团工程有限公司 万家春路万家春路（西亭西亭路路翔安北路翔安北路段）道路工程项目部段）道路工程项目部 二一六二一六年年十十二二月月 1 目 录 一、简介 . 2 二、桥面板配筋计算 . 3 三、贝雷梁验算 . 7 3.1 打桩平台贝雷梁验算 . 8 3.2 钢便桥验算 . 12 四、工字钢（2i36b）横梁验算 . 16 4.1 贝雷梁对工字钢的荷载计算 . 16 4.2 工字钢验算： . 19 五、钢管立柱验算 . 23 5.1 钢管立柱的强

2、度验算 . 23 5.2 钢管立柱的稳定性计算 . 24 5.3 钢管立柱（受压构件）局部稳定验算 . 24 六、钢管桩计算 . 24 6.1 钢管桩入土深度计算 . 25 6.2 钢管桩强度验算 . 26 6.3 钢管桩弯曲应力复核 . 26 2 一、简介 钢便桥按 12 米一跨布置， 总长为 450 米， 宽度为 6 米， 车速为 10km/h。 钢便桥及平台计算参数 贝雷梁:x=250497.2cm 4， w=3578.5cm， m=788.2 kn/m， q=245.2kn, 理论重量 1kn/m， 36b工字钢:e=206*10 6kpa，q=145*106pa， x=16574cm

3、 4，d=12mm， 截面面积=83.64cm，wx=920.8cm，sx=541.2cm，理论重量=65.66kg/m， =83.5*10 6pa，t w=12mm，b=138mm，h=360mm， c30 钢筋砼预制板: 板厚 0.2m，宽度 1.0m，长度 6m。采用双层布筋， 面筋主筋16，分部筋12，底筋16，分部筋12 由于施工桩基操作平台上搁置的砼预制板在行车荷载作用下（或桩基 施工机械自重、工作时产生冲击力）产生的控制应力（最大跨度 2m）大于 钢便桥上（最大跨度 1.3m）应力，所以在进行板的配筋计算时，选择桩基 操作平台上板的受力情况作为工况分析对象，进行控制计算，计算受力

4、示 意图如下图所示。 打桩平台a-a剖面图 双拼36b工字钢 钢管栏杆 打桩平台 贝雷片 双拼36b工字钢 孔桩位 双拼36b工字钢 钢管栏杆 打桩平台 贝雷片 双拼36b工字钢 孔桩位 530*8钢管桩530*8钢管桩 打桩平台b-b剖面图 10槽钢水平撑 地面标高-0.02m 便桥标高5.12m便桥标高5.12m 10槽钢水平撑 地面标高-0.02m 双片20cm20cm 12mm三角形限 位钢板,与工字 钢焊接牢固 砼板限位砼板限位 砼板限位 砼板限位 砼板限位 砼板限位 砼板限位 三角钢板限位 三角钢板限位 三角钢板限位 3 二、桥面板配筋计算 根据汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及

5、质量限值 （gb1589-2016）第 5 页 4.2.1 条：汽车及挂车的单轴、二轴组及三轴组的 最大允许轴荷不应超过下表规定的限值。 汽车及挂车单轴、二轴组及三轴组的最大允许轴荷限值 单位：kg 类型 最大允许轴荷限值 单轴 每侧单轮胎 7000 每侧双轮胎 非驱动轴 10000 驱动轴 11500 二轴组 轴距1000mm 11500 轴距1000mm，且1300mm 16000 轴距1300mm，且1800mm 18000 轴距1800mm（仅挂车） 18000 三轴组 相邻两轴之间距离1300mm 21000 相邻两轴之间距离1300mm，且1400mm 24000 由上表可知， 三

6、轴组当相邻两轴之间距离1300mm 且1400mm 时轴荷 最大为 24000kg，取三轴组两轴之间距离为 1400mm。钢便桥上行走的车辆 4 除上述单轴、二轴组、三轴组车辆外，还包括装载机、挖掘机、50t 履带 吊车等， 但装载机和挖掘机荷载对钢便桥的荷载均小于三轴组的平板拖车， 50t 履带吊车总荷载按 55t 计算（吊装荷载以 5t 计） ，虽然总质量大于三 轴组车辆，但因其荷载为均布荷载（履带与地面接触长度按 4.67m 计） ，作 用在单块板宽度范围内的荷载为 11.73t，小于三轴组车辆，且同一位置同 时作用于钢便桥宽度方向上的车辆只允许一辆载重车辆通行，故只选取三 轴组的平板拖

7、车进行砼板配筋计算。 由于轴距（1400mm）大于板宽度（1000mm）故单块板最多只承受单轴 荷载，即 24000kg=240kn，轴单侧荷载为 120kn。 荷载组合。 1、 混凝土板自重 （静载） ： q=1.2 （0.21.026.0） =6.24kn/m； 2、上部车辆荷载（动载并考虑冲击系数） ：p=1.41.3（240 2）=218.4kn； 弯矩计算 计算模式：按实际受力情计况进行算 q pp 100100200100100 600 采用结构力学求解器 2.5 计算结果如下： 5 弯矩图（单位：knm） 剪力图（单位：kn） 内力计算 杆端 1 杆端 2 单元码 轴力 剪力 弯

8、矩 轴力 剪力 弯矩 1 0.00000000 -1.09300645 0.00000000 0.00000000 -7.33300645 -4.21300645 2 0.00000000 132.885832 -4.21300645 0.00000000 -91.7541677 -49.1671741 3 0.00000000 118.934400 -49.1671741 0.00000000 -111.945600 -42.1783741 4 0.00000000 55.0629677 -42.1783741 0.00000000 48.8229677 9.76459355 5 0.000

9、00000 -6.64459355 9.76459355 0.00000000 -12.8845935 0.00000000 由上述计算结果可知：最大弯矩 m=66.65knm，最大剪力 v=132.88kn。 钢筋配筋计算： b=1000mm，h=200mm，as=35mm，h0=200-35=165mm，ft=1.43n/mm 2，f y=360 n/mm 2 采用受弯构件正截面承载力计算模式 s=m/(1fcbh0 2)= 66.65*103*103/(1.0*14.3*1000*165*165)=0.1712 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) -4.21

10、-4.21 22.24 -49.17-49.17 66.65 -42.18-42.18 9.769.76 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )-1.09 -7.33 132.89131.64 -86.76 -91.75 118.93 112.69 -105.71 -111.95 55.06 48.82 -6.64 -12.88 6 =1-（1-2s） 0.5=1-(1-2*0.1712)0.5=0.1891 rs=(1+（1-2s） 0.5=)/2=(1+(1-2*0.1712)0.5)/2=0.9055 as=m/(fy*rs*h0)=66.65*1000*100

11、0/(360*0.9055*165)=1239.15mm 2; 主筋配置 716 螺纹钢筋：as=7*3.14*8*8=1406.72mm 2 as=1239.15mm 2; 配筋率验算： 混凝土受压区高度应满足下列条件： 、xbh0；其中b=0.518； 、配筋率minh/h0；其中min=0.45ft/fy； 、同时配筋率0.2% h/h0； x =h0=0.1426*165bh0=0.518*165 = as /bh0=1406.72/（1000*165）*100%=0.85%； minh/h0=0.45*（1.43/360）*（200/165）*100%=0.217%； 0.2% h/

12、h0=0.2%*200/165=0.242%； 即：minh/h0；且0.2% h/h0； 配筋率验算满足要求！ 抗剪强度验算： 根据混凝土结构设计规范54 页 6.3.1：矩形截面受弯构件的受剪 截面应符合下列条件： 当 h0/b4 时 v0.25cfcbh0； 本工程混凝土板 h0/b=165/1000=0.1654；应采用上述公式进行计算。 7 根据砼板受力计算结果可知 v=132.88kn； 0.25cfcbh0=0.25*1.0*14.3*1000*165/1000=589.875kn； 故：v0.25cfcbh0； 满足要求！ 根据 混凝土结构设计规范 第 113 页 9.1.7

13、条： 当按单向板设计时， 应在垂直于受力的方向布置分布钢筋，单位宽度上的配筋不宜小于单位宽 度上受力主筋的 15%，且配筋率不宜小于 0.15%；分布钢筋直径不宜小于 6mm，间距不宜大于 250mm，当集中荷载较大时，分布钢筋的配筋面积尚应 增加，且间距不宜大于 200mm；分布钢筋采用12150mm；其配筋率 =41*3.14*6*6/（6000*200）=0.39%0.15%。满足要求！混凝土板配筋图 如下 200 1000 7 16150 12150 混凝土板配筋图（单位：mm） 三、贝雷梁验算 经查 50t 履带吊技术参数，履带吊自重为 50t（含配重） ，现场履带吊 主要吊运贝雷梁

14、、钢管桩、混凝土板及钢筋模板等杂物，经计算重物最重 为混凝土板（长宽厚）=6.01.00.22.6=3.12t，取重物最大重量 为 5t 进行计算， 履带吊总重 （55t） 大于三轴组车辆最大允许总总重 （40t） 8 且履带吊作用范围相对于三轴组汽车更集中，故选取履带吊作为验算。 因打桩平台和钢便桥的贝雷梁布置形式及跨度不一致，故对打桩平台 和钢便桥分别进行贝雷梁验算。 3.1 打桩平台贝雷梁验算 考虑到履带吊宽度（4.3m）较大，且履带两侧距离路线边缘应有一定 安全距离，故履带吊正常行驶时左右平移范围不宜过大，应尽量保持在线 路中心附近，选取履带吊在线路中心位置进行计算，如下图所示： 示意

15、图 左侧履带右侧履带 履带吊示意图 9 由于履带吊在行驶过程中对各组贝雷梁的荷载不同，故需要先计算履 带吊对贝雷梁的荷载，然后选取荷载最大的贝雷梁进行验算。取钢便桥纵 向长度（受压范围内）1.0m 进行计算： 荷载： 混凝土板自重：q1=6.0*1.0*0.2*26/6.0=5.2kn/m； 履带吊自重及荷载：q2=550/（1.5*4.69）*1=78.18 kn/m； 荷载组合： q1（静载）=1.2*（q1）=1.2*（5.2）=6.24 kn/m； q2（动载）=1.4*（q2 ）=1.4*（78.18）=109.45 kn/m。 （考虑到动载系数 1.4 大于冲击荷载系数 1.3，

16、故选取动载系数 1.4 进 行计算。 ） 计算简图如下（按五跨不等跨梁计算） ： q1 100100200100100 600 280 q2 7575 q2 计算简图（单位：cm） 采用结构力学求解器计算结果如下： 10 反力图（单位:kn） 内力计算 - 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 - 1 0.00000000 -1.00603228 0.00000000 0.00000000 -23.6635322 -5.35734478 2 0.00000000 51.3416603 -5.35734478 0.00000000 -20.5683396 -3.

17、10468440 3 0.00000000 6.24000000 -3.10468440 0.00000000 -6.24000000 -3.10468440 4 0.00000000 20.5683396 -3.10468440 0.00000000 -51.3416603 -5.35734478 5 0.00000000 23.6635322 -5.35734478 0.00000000 1.00603228 -0.00000000 - 反力计算 - 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩 - 1 0.00000000 -1.00603228 -0.

18、00000000 1.00603228 -90.0000000 -0.00000000 2 0.00000000 75.0051926 0.00000000 75.0051926 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 26.8083396 0.00000000 26.8083396 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 26.8083396 0.00000000 26.8083396 90.0000000 0.00000000 5 0.00000000 75.0051926 0.00000000 75.0051926 90.000

19、0000 0.00000000 6 0.00000000 -1.00603228 -0.00000000 1.00603228 -90.0000000 -0.00000000 - 由上述计算结果可知：第 2 排提供反力最大为 75.01 kn，故可选取第 2 排贝雷梁作为验算对象。该排贝雷梁在履带吊荷载作用范围内（4.69m） 承受荷载为 75.01 kn/m（该荷载已计算动载系数） ，计算简图如下图所示 （按三跨不等跨梁计算） ： 6.246.246.246.246.24109.45109.45 123456 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 ) 1.001.002.001.0

20、01.00 1.0175.0126.8126.8175.011.01 11 101012 4.69 q1 q2 q1 混凝土板重量（第 2 排贝雷梁对应范围） ： q1=0.5*（1+1）*0.2*26=5.2 kn/m； 贝雷梁自重：q2=1 kn/m； 荷载组合： q1=1.2*（q1+q2）=1.2*（5.2+1）=7.44 kn/m； q2（已计算动载系数）=75.01 kn/m。 采用结构力学求解器计算结果如下： 反力图（单位：kn） 弯矩图（单位：knm） 7.447.447.447.4475.01 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 10.0010.0012.00 7.84

21、261.68265.7319.73 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -293.59 4.12 -293.59 198.24195.76 395.24 -298.88-298.88 25.93 12 剪力图（单位：kn） 内力计算 - 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 - 1 0.00000000 7.84062038 0.00000000 0.00000000 -66.5593796 -293.593796 2 0.00000000 195.123106 -293.593796 0.00000000 -196.180193 -298.879231

22、 3 0.00000000 69.5466026 -298.879231 0.00000000 -19.7333973 0.00000000 - 反力计算 - 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩 - 1 0.00000000 7.84062038 -0.00000000 7.84062038 90.0000000 -0.00000000 2 0.00000000 261.682486 0.00000000 261.682486 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 265.726796 0.00000000 265.7

23、26796 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 19.7333973 0.00000000 19.7333973 90.0000000 0.00000000 - 由上述计算结果可知: 弯矩：mmax=395.24 kn/mm=788.2 kn/m； 剪力：qmax=196.18 knq=245.2 kn;满足要求！ 3.2 钢便桥验算 履带吊在钢便桥上行驶位置如下图所示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 7.84 -66.56 195.12 175.37 -176.43-196.18 69.55 -19.73 13 左侧履带右侧履带 荷载： 混凝土板

24、自重：q1=6.0*1.0*0.2*26/6.0=5.2kn/m； 单侧履带吊自重及荷载：q2=550/（1.5*4.69）*1=78.18 kn/m； 荷载组合： q1（静载）=1.2*（q1）=1.2*（5.2）=6.24 kn/m； q2（动载）=1.4*（q2 ）=1.4*（78.18）=109.45 kn/m。 计算简图如下（按五跨不等跨梁计算） ： q1 100130100130100 600 280 q2 7575 q2 2020 采用结构力学求解器计算结果如下： 14 反力图（单位：kn） 内力计算 - 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 -

25、 1 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.24800000 -0.12480000 2 0.00000000 3.75707081 -0.12480000 0.00000000 -40.7904291 -6.19154169 3 0.00000000 44.7943170 -6.19154169 0.00000000 -7.09763914 -1.38969008 4 0.00000000 3.12000000 -1.38969008 0.00000000 -3.12000000 -1.38969008 5 0.00000000 7.

26、09763914 -1.38969008 0.00000000 -44.7943170 -6.19154169 6 0.00000000 40.7904291 -6.19154169 0.00000000 -3.75707081 -0.12480000 7 0.00000000 1.24800000 -0.12480000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 - 反力计算 - 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩 - 2 0.00000000 5.00507081 -0.00000000 5.00507081 90.000

27、0000 -0.00000000 3 0.00000000 85.5847462 0.00000000 85.5847462 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 10.2176391 0.00000000 10.2176391 90.0000000 0.00000000 5 0.00000000 10.2176391 0.00000000 10.2176391 90.0000000 0.00000000 6 0.00000000 85.5847462 0.00000000 85.5847462 90.0000000 0.00000000 7 0.0000000

28、0 5.00507081 0.00000000 5.00507081 90.0000000 0.00000000 - 由上述计算结果可知：第 2 排提供反力最大为 85.58 kn，故可选取第 2 排贝雷梁作为验算对象。该排贝雷梁在履带吊荷载作用范围内（4.69m） 承受荷载为 85.58 kn/m（该荷载已计算动载系数） ，计算简图如下图所示 6.246.246.246.246.246.246.24109.45 109.45109.45 109.45 1 234567 8 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 ) 0.201.001.301.001.301.00

29、0.20 5.0185.5810.2210.2285.585.01 15 （按三跨连续梁计算） ： 121212 4.69 q1 q2 q1 混凝土板重量（第 2 排贝雷梁对应范围） ： q1=0.5*（1+1）*0.2*26=5.2kn/m； 贝雷梁自重：q2=1kn/m； 荷载组合： q1=1.2*（q1+q2）=1.2*（5.2+1）=7.44 kn/m； q2（已计算动载系数）=85.58 kn/m。 采用结构力学求解器计算结果如下： 反力图（单位：kn） 弯矩图（单位：knm） 7.447.447.447.4485.85 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 12.0012.00

30、12.00 9.96304.34304.349.96 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -416.14 6.60 -416.14 263.02 357.44357.44 593.49 263.02 -416.14-416.14 6.60 16 剪力图（单位：kn） 内力计算 - 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 - 1 0.00000000 9.96196105 0.00000000 0.00000000 -79.3180389 -416.136467 2 0.00000000 225.022433 -416.136467 0.00000000 -

31、225.022433 -416.136467 3 0.00000000 79.3180389 -416.136467 0.00000000 -9.96196105 0.00000000 - 反力计算 - 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩 - 1 0.00000000 9.96196105 0.00000000 9.96196105 90.0000000 0.00000000 2 0.00000000 304.340472 0.00000000 304.340472 90.0000000 0.00000000 3 0.00000000 304.340

32、472 0.00000000 304.340472 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 9.96196105 0.00000000 9.96196105 90.0000000 0.00000000 - 由上述计算结果可知: 弯矩：mmax=593.49 kn/mm=788.2 kn/m； 剪力：qmax=225.02 knq=245.2 kn; 打桩平台和钢便桥均满足要求！ 四、工字钢（2i36b）横梁验算 4.1 贝雷梁对工字钢的荷载计算 当履带吊行驶在钢便桥单排桩墩位上横梁正上方时，横梁为最不利受 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 9.96 -79

33、.32 225.02 201.32201.32 -201.32-201.32 -225.02 79.32 -9.96 17 力状况，由于三组轴车辆荷载小于履带吊荷载（55t） ，故选取履带吊荷载 进行工字钢横梁验算， 此时工字钢承受的荷载为纵向长度 12m 的砼板、 12m 的贝雷梁、6m 长工字钢自重和履带吊重量。 由于车辆荷载通过混凝土板和贝雷梁传递至工字钢横梁，每片贝雷梁 受力不等，故需先计算该状态下贝雷梁对工字钢的荷载，然后对工字钢进 行验算，履带吊车长（4.69m）范围内的荷载示意图如下图所示。 砼板 10槽钢水平撑 万家春大桥栈桥c-c剖面布置图 530*8钢管桩 600*20cm

34、钢筋砼桥面板 贝雷片 双拼36b工字钢 双拼36b工字钢 钢管栏杆 地面标高-0.02m 10槽钢斜撑 便桥标高5.12m 万家春大桥砼板限位详图 50 砼板限位砼板限位砼板限位 三角钢板限位 左侧履带右侧履带 混凝土板自重：q1=6.0*1.0*0.2*26/6.0=5.2kn/m； 单侧履带吊自重及荷载：q2=550/（1.5*4.69）*1=78.18 kn/m； 荷载组合： 18 q1（静载）=1.2*（q1）=1.2*（5.2）=6.24 kn/m； q2（动载）=1.4*（q2 ）=1.4*（78.18）=109.45 kn/m。 计算简图如下（按五跨不等跨梁计算） ： q1 10

35、0130100130100 600 280 q2 7575 q2 2020 采用结构力学求解器计算结果如下： 反力图（单位：kn） 内力计算 - 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 - 1 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.24800000 -0.12480000 2 0.00000000 3.75707081 -0.12480000 0.00000000 -40.7904291 -6.19154169 3 0.00000000 44.7943170 -6.19154169 0.00000000

36、-7.09763914 -1.38969008 4 0.00000000 3.12000000 -1.38969008 0.00000000 -3.12000000 -1.38969008 5 0.00000000 7.09763914 -1.38969008 0.00000000 -44.7943170 -6.19154169 6 0.00000000 40.7904291 -6.19154169 0.00000000 -3.75707081 -0.12480000 7 0.00000000 1.24800000 -0.12480000 0.00000000 0.00000000 0.000

37、00000 - 反力计算 6.246.246.246.246.246.246.24109.45 109.45109.45 109.45 1 234567 8 ( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )( 6 )( 7 ) 0.201.001.301.001.301.000.20 5.0185.5810.2210.2285.585.01 19 - 结点约束反力 合力 支 座 - - 结 点 水平 竖直 力矩 大小 角度 力矩 - 2 0.00000000 5.00507081 -0.00000000 5.00507081 90.0000000 -0.00000000 3 0.00000000 85.5847462 0.00000000 85.5847462 90.0000000 0.00000000 4 0.00000000 10.2176391 0.00000000 10.2176391 90.0000000 0.