钢便桥设计与验算1、项目概况钢便桥拟采用18+36+21m全长共75m钢便桥采用下承式结构，车道净宽，主梁采用贝雷架双排双层，横梁为标准件16Mn材质I28a,桥面采用定型桥面板，下部结构为钢管桩（φ529）群桩基础。

2、遵循的技术标准及规范遵循的技术规范《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）《公路桥梁施工技术规范》（JTG F50-2001）《钢结构设计规范》（GB S0017-2003）《装配式公路钢桥使用手册》《路桥施工计算手册》技术标准车辆荷载根据工程需要，该钢便桥只需通过混凝土罐车。

目前市场上上最大罐车为16m3。

空车重为混凝土重16*=。

总重=+=。

16m3罐车车辆轴重便桥断面钢便桥限制速度5km/h 3、主要材料及技术参数根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86，临时性结构容许应力按提高30-40%后使用，本表提高计。

4、设计计算（中跨桁架）计算简图材料弹模(MP)屈服极限(MP)容许弯曲拉应力(MP)提高后容许弯曲应力(MP)容许剪应力(MP)提高后容许剪应力(MP)参考资料Q235+523514585设计规范Q345+5345210273120156设计规范贝雷架+5345240-245N/肢-按照钢便桥两端跨度需有较大纵横坡的实际需要，故每跨断开，只能作为简支架计算，不能作为连续梁来计算。

中跨计算简图简支梁边跨计算简图简支梁荷载恒载中跨上部结构采用装配式公路钢桥——贝雷双排双层。

横梁为I28a。

m。

单根重5*==；纵梁和桥面采用标准面板：宽，长，重。

恒载计算列表如下：序号构件名称单件重（KN）每节（KN）纵桥向（KN/m）1贝雷主梁2横梁3桥面板181864销子5花架6其他7合计活载如上所述采用16M3的罐车，总重。

因钢便桥净宽，罐车通过便桥时要求车辆居中行驶，故不考虑偏载的不利影响。

内力分析与计算显然，最大净宽发生在跨度中最大剪力发生在支座处。

恒载内力M=（q/8）l2=*362/8=2802 KN-m跨中=ql/2=*36/2= KNQ支座支座反力F=Q支座= KN支活载内力活载内力分析绘制跨中点弯矩影响线（长度单位m）跨中弯矩：M=*9+*9*/18+30*9*支点剪力（长度单位m）Q=+*/36+* KN活载冲击系数1+u查《公路桥涵设计通用规范》（5TG D60-2004）补充说明选用简支梁的基数最终强度计算[M]=13500 KN·m > （+）=8065 KN·m[Q]=918 KN > += KN结论：通过上述演算，可见采用加强的双排双层贝雷横梁，其强度即可满足工程实施（便桥能通过16m3混凝土罐车）的安全需求。

5、横梁设计及验算横梁拟采用16Mn I28a 每节桁架（）配置3根横梁。

查表的 I=7115cm4；Wx=；m；S=横梁计算简图如右下图所示（长度单位m）：混凝土罐车过桥时，令其缓慢居中行驶，故不考虑活载的偏载影响。

荷载横梁上的恒载面板及横梁：2*6m重q1=18/2/6*= KN/m横梁自重q2=m= KN/m总恒载 q=q1+q2=+=m恒载最大弯矩M恒=q*l2/8=1/8**= KN-m恒载支剪力Q恒=1/2ql=1/2**= KN横梁上的活载最大罐车的后轴重为= KN活载的支点反力（剪力）R A =RB=2= KN活载的最大弯矩M C =MO=*=117 KN·m活载冲击系数1+u计算的方法同前，计算简支梁的基频其强度才能满足安全的要求，否则将不安全。

6、设计计算（边跨桁梁）计算简图荷载恒载边跨上部结构拟采用加强单层双排贝雷桁架。

横梁为I32a kg/m，单根重5*==。

纵梁和桥面采用标准桥面板：宽，长，重恒载计算列表如下：序号构件名称单件重（KN）每节重（KN）纵桥向（KN/m）1贝雷主梁2加强杆3横梁4前面板18185销子6花架7其他合计活载与计算中跨时相同内力分析与计算最大弯矩发生在跨中最大剪力发生在支座附近。

恒载内力：M=*212/8= KN·m跨中Q 支座*21/2= KN 支座反力 F 支=Q 支座= KN 活载内力 活载内力计算M 影响线（长度单位m ）跨中弯矩M=*+**（）/+**（）/+30**（）/=+++= KN-m支点剪力（长度单位m ）Q=+*（）/21+*（）/21+30*（）/21=+++= KN 冲击系数1+u 计算 边桁架梁的基频 f=π/2 l 2cm /c *I E边跨传给墩的反力F2=1/2*21*= KN上部恒载传给墩的总反力F恒=F1+F2=+==500 KN活载支座反力影响线活载反力F活=+*/21+*/36 +30* KN墩顶荷载组合F=F恒+F活=500+518=1018 KN墩身荷载桩：φ529 177kg/m=mG桩=9*18*=桩顶连梁 I32b m= KN/mG连梁=6*4*= KN支点梁 I45b m= KN/mG支座梁=2**= KN拉杆，剪刀撑估重 =20 KNG墩=+++20= KN荷载组合F=（500+）+518=1350 KN单桩承载力该桩由9根桩组成，考虑到每根桩很难平均受力，故引入偏载系数，则每根桩要求承载能力：N=1350/9*=180 KN钢管桩承载力验算钢便桥水中位于2-2粉土层中，该土层厚达30m，地基承载力基本容许值[fac ]=135kpa；土层的桩侧土摩擦阻力标准值qik=35kpa。

钢板桩的入土深度按考虑。

求得单桩承载力：[P]=1/2UΣαi lizi=1/2*π**8*35=232 KN钢管桩承载力验算[P]=232 KN > N=180 KN结论：钢管桩入土就能保证群桩基础安全。

8、关于横梁加强的补充计算将I28a改为I32a的方案，虽然在设计计算中行的通，但经过多方努力，16Mn材质的I32a在市场上很难找到，而且其他配件匹配也有问题，所以只能采取对原横梁加强的方法。

先对原横梁在中部3m范围的底部加焊“T”型钢。

其腹板为87*11mm，翼板为176*13mm。

T钢总高100mm。

I28a：I=7115cm4 F=求重心：=16955cm4弯曲应力22cm/kg27302100*3.1][cm/kg2289==<=σσ剪应力经验算，加强后的横梁能够满足16m 3罐车安全要求。

9、钢桁梁刚度验算钢桁梁的刚度是由“扰度”与跨度之比来表达的。

对与钢便桥的扰度（容许）尚未在有关的规范中找到参照 有关钢结构的资料及临时便桥的工程路点，其容许扰度暂以 350l Lf =来衡量。

钢便桥的扰度便桥的扰度应由以下扰度构成：自重扰度、贝雷桁架非弹性扰度（即轴间距产生的扰度）和活载扰度。

自重扰度若以每根杆件（贝雷架各杆件）的自重构件内力、压缩变形来计算，将是较于繁琐的一项工作，现在简便的计算。

cm kg m T m KN q 50.1995.1433.19133.23.17===+= 4919251045962552cm I =⨯=26101.2cm kg E ⨯= cm l 3600= 跨中扰度：cm EI ql f 22.210129.91.210679.15.1984.3510129.9101.236005.193845384514144644=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯= 贝雷梁非弹性扰度据贝雷桁架扰度计算经验公式当桁架节数是偶数时：q dn f 2=式中：d-常数 对双层桁架d=01717cmn-节数 此处n=12cm f 09.38121717.0'2=⨯=此计算值为新国产贝雷，轴间隙为。

实际间隙为工厂加工精度有关，也与贝雷使用的程度有关。

故这里引入的增大系数cm f 635.409.35.1=⨯=活载扰度分别以四个集中荷载（罐车轴重）求算跨中c 点的扰度，最后叠加求出活载扰度。

从计算简图中得出跨中扰度()()时当b a 484322≥-=EI b l pb f c第1个集中力：T p 0.3=25.2375.123;75.1285.14.318=-==--=b a m b代入得：()cm f c 135.010129.91.2481038.3210275.1310129.9101.248127543600312753000126666221=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯= 第2个集中力：kg T p 1733033.17==m a m b 4.216.1436;6.144.318=-==-=代入得：()cm f f c c 835.010129.91.2481035.301046.133.1710129.91.24814604360031460173301266212222=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=第3个集中力：m b a kg T p 0.18;1733033.17==== cm EI pl f c879.010129.9101.24836001033.1748663333=⨯⨯⨯⨯⨯⨯== 第4个集中力：m a m b kg p 35.1965.1636;65.1635.118;17330=-==-==代入得：()cm f c 871.010129.91.2481079.27665.133.1710129.91.2481665436003166517330121212224=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=cmf f i c 72.2871.0879.0835.0135.0=+++==∑钢桁架刚度验算钢桁架总扰度cm f 58.972.264.422.2=++= []cm 58.929.103503600;3501=>===⎥⎦⎤⎢⎣⎡总f cm f l f结论：钢桁架刚度经验算通过。

10、跨径m l 0.21=钢桁架刚度验算钢便桥扰度计算自重扰度61031.211548582;30.1443.1⨯=⨯===I cm kg m T qcm f 747.01031.2101.221003.143845664=⨯⨯⨯⨯⨯= 非弹性扰度经验公式：()()cm n d f 134.2173556.01'22=-=-=σσ cm f 201.3134.25.1=⨯=活载扰度第1个集中力 ()cm f m b c 082.01031.2101.2485254210035253000;25.585.14.322166221⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯==--= 第2个集中力()cm f m b c 592.01031.2101.248710421003710173301.74.322166222=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯==-= 第3 个集中力cm f a b c 689.01031.21.2482100173302211233=⨯⨯⨯⨯=== 第4个集中力 ()cm f m b c 673.01031.21.2489154210039151733015.935.121212224=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯==-= cm f f i c 036.2673.0689.0592.0082.0=+++==∑ 钢桁架刚度验算钢桁梁总度cm f 984.5036.2201.3747.0=++=总[]m f cm f l f 984.563502100;3501=>===⎥⎦⎤⎢⎣⎡总 结论：钢桁梁刚度验算通过。