一、验算内容
本计算内容为针对沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程钢便桥上、下部结构验算。
二、验算依据
1、《沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程施工图》;
2、《沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程钢便桥设计图》;
3、《装配式公路钢桥使用手册》;
4、《公路钢结构桥梁设计规范》JTGD64-2015;
5、《钢结构设计规范》GBJ50017-2003;
6、《路桥施工计算手册》;
7、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007;
8、《沭阳县新沂河大桥拓宽改造工程便道便桥工程专项施工方案》。
三、结构形式及验算荷载
3、1、结构形式
北侧钢便桥总长60m,南侧钢便桥总长210m,上部均为6排单层多跨贝雷梁简支结构,跨径不大于9m;下部为桩接盖梁形式,盖梁采用45A双拼工字钢,桩基采用单排2根采用529*8mm钢管桩。
见下图:
立
面形式横断面形式
3、2、验算荷载
钢便桥通行车辆总重600KN,重车车辆外形尺寸为7×2、5m,桥宽6m,按要求布置一个车道。
横向布载形式
车辆荷载尺寸
四、结构体系受力验算
4、1、桥面板
桥面板采用6×2m定型钢桥面板,计算略。
4、2、25a#工字钢横梁(Q235)
横梁搁置于6排贝雷梁上,间距1、5m。
其中:工字钢上荷载标准值为1、18KN/m;25a#工字钢自重标准值0、38KN/m。
计算截面抗弯惯性矩I、截面抗弯模量分别为:I =50200000mm4;W =402000mm3。
(1)计算简图:
(2) 强度验算:
抗弯强度σ=Mx/Wnx=46580000/402000 =115、9Mpa＜[f]=190Mpa;满足要求！
抗剪强度τ=VSx/Ixtw=167362×232400/(50200000×8)=96、8Mpa＜ft =110Mpa;满足要求！
(2) 挠度验算:
f=M、L2/10 E、I
=35、8*1、32/10*2、1*5020*10-3
=0、57mm<L/400=3、3mm,则挠度满足要求。
4、3、跨径9m贝雷主梁验算
贝雷梁相关参数如下:
构件统计表
单位重量
总重量(T)
1 名称规格单位数量
(kg)
2 贝雷片片18 270 4、86
3 贝雷肖子只2
4 3 0、07
4 花栏片0、45m 片12 30 0、36
5 花栏螺丝套48 1 0、05
6 桥面板2m*6m 块4、5 1600 7、20
7 桥面螺栓标准套18 1 0、02
8 横梁25A工字钢m 42 38 1、60
9 斜撑8#槽钢米14、1 8 0、11
10 护栏立杆I12*1、2 米16、8 14 0、24
11 护栏焊管48mm 米54 3、8 0、21
12 小计14、71
贝雷梁几何特性表
4.3.1
纵向整体计算模型
4.3.2弯矩计算
跨中弯矩最大时,纵桥向车辆布载形式如下图所示:
125
125
50
125
125
50
跨中弯矩最大时最不利活载布置情况
由图可知,弯矩最大时一个车道上作用车辆轴载位置。
最不利荷载作用下的中贝雷梁的弯矩值
由计算结果可知,最不利荷载作用下的最大弯矩值为391KN ·m 。
M=391kN ·m ≤【Mu 】=788、2kN ·m;满足要求！ 4.3.3125
125
50
125
125
50
最不利荷载作用下全桥剪力如下图所示:
最不利荷载作用下的中贝雷梁的剪力值由计算结果可知,最不利荷载作用下的最大剪力值为198KN,
Q=198kN≤【Qu】=245、2kN;满足要求！
根据《装配式公路钢桥多用途使用手册》,容许弯矩与剪力均满足要求。
4、4、盖梁验算(双拼45a#工字钢,Q345)
钢便桥下部结构采用桥梁通计算软件进行建模计算,计算结果如下
图:
盖梁采用双拼45a#工字钢,搁置于钢管桩上,计算跨径为4、4m。
其中:双拼45a#工字钢计算截面抗弯惯性矩I、截面抗弯模量分别为:I =644000000mm4;W =2860000mm3。
(1)计算简图:
(2) 强度验算:
抗弯强度σ=Mx/Wnx=709000000/2860000 =247、9Mpa＜[f]=270Mpa;满足要求！
抗剪强度τ=VSx/Ixtw=834000×834200/(644000000×23)=47、0Mpa＜ft =110Mpa;满足要求！
(3) 挠度验算:
f=M、L2/10 E、I
=545*4、42/10*2、1*64400*10-3
=7、8mm<L/400=11mm,则挠度满足要求。
4、5、钢管桩验算
根据上述计算得,桩顶最大反力为775KN。
钢管桩型号采用φ529×8mm,根据施工情况,采用桩长为17m,最大入土深度14、4m。
（1）钢管强度稳定性计算:
钢管长度l0=17m,回转半径i＝18、42cm,则λ= l0/i=73、82。
查轴向受压钢构件纵向弯曲系数表,得ψ＝0、819,
每根钢管承受荷载N最大=775KN
N/(ψA)=775000/(0、819×13094)
=72、3Mpa＜[f]=205Mpa;满足要求！
（2）钢管桩承载力计算:
17m长钢管桩承载力[Ra]=1/2(λsUΣqiLi+λpqbAb)
=1/2×[1×3、14×0、529×(45×3、82+65×3、6+65×5)+0、8×2500×0、0133] =620、3kN。
单桩承载力P=775＜1、25×620、3＝775、4kN,满足要求！。