温州绕城高速北线第二合同段瓯江大桥栈桥计算目录1、基本数据 (1)2、荷载参数 (1)3、结构计算 (1)3.1工况及荷载组合 (1)3.2计算模型及方法 (2)3.3计算内容 (2)4计算成果 (2)4.1标准段贝雷梁栈桥验算 (2)4.1.1栈桥恒载计算: (2)4.1.2纵梁I 14强度验算: (3)4.1.3横梁I 28强度验算 (5)4.1.4横梁I 28刚度验算 (6)4.1.5贝雷梁内力计算 (6)4.1.6贝雷强度验算 (7)4.1.7贝雷刚度验算 (7)4.2西岸加宽段贝雷栈桥 (8)4.2.1贝雷强度验算 (8)4.2.2贝雷刚度验算 (10)4.2.3 2H45端横梁强度验算 (10)4.3下行式单层三排栈桥验算 (11)4.3.1贝雷强度验算 (11)4.3.2贝雷刚度验算 (12)栈桥设计计算书1、基本数据Pa E 11102⨯= MPa 160][=σ314101714m m =I W 4147120000mm I I =3288214mm 05=I W 42871150000mm I I =345mm 1433731=H W 445322589453mm I H =360mm 2480622=H W 460744186438mm I H =m g q I /K 877.1614= m Kg q I /465.4328=m g q H /K 467.7645= m Kg q H /132.10660=2、荷载参数1) 栈桥结构自重2) 施工荷载:50t 履带吊3、结构计算3.1工况及荷载组合工况一:履带吊车行驶在栈桥上。
荷载组合:1+23.2计算模型及方法应用平面结构力学由上而下分析栈桥结构,传力机制为:履带——桥面板——纵梁——横梁——贝雷梁。
履带荷载简化为均布荷载,刚梁传递作用简化为集中力,承力钢构件计算结构为多跨连续梁,支撑形式因具体位置简化为刚性铰支座或弹性铰支座。
3.3计算内容计算栈桥在最不利施工荷载作用下各个钢构件的内力,在进行荷载组合后验算强度与刚度。
4计算成果4.1标准段贝雷梁栈桥验算4.1.1栈桥恒载计算:栈桥跨度18m ,由24片贝雷拼组成双排单层简支梁,贝雷上部设I 28横梁,间距为1.5m ;横梁上铺设I 14纵梁,间距分别有30cm 、40cm ;横梁上铺设8mm 厚钢板为桥面板,桥上净宽为3.7m 。
(1) 贝雷自重:t 48.64627.0=⨯⨯(2) 板重:I 28:t m 13.3126465.43=⨯⨯根I 14:t 04.3m 1810877.16=根⨯⨯钢板:t m m 09.5185.48.62=⨯⨯桥面板重: t 26.1109.504.313.3=++栈桥总重: t 74.1748.626.11=+均布恒载: m kN m kN /86.918/4.177=4.1.2纵梁I 14强度验算:纵梁采用I 14型钢,横向布置见图2-1:图2-1 纵梁横向布置图(1)I 14作用荷载:50t 履带吊作用于栈桥中央,横向两根纵梁承担一边履带荷载250kN,一根纵梁承担125kN.(2)I 14弯矩及支反力计算a )活载内力计算履带纵向三跨布载,计算结构选取三跨连续梁,计算图示如下:图2-2 纵梁承载计算图示单根I 14纵梁纵向承受履带分布荷载:mkNmkNq/285.4125==计算得到剪力图与弯矩图如下:图2-3纵梁承载弯矩图kNmM3.6max=,kNF2.46max=b)静载内力计算:静载集度:mkNLGGq I/483.010)77.16895.4628(9314=⨯+⨯=⨯+=-板静载弯矩及反力:kNF8.0=,kNmM11.0=,c)内力组合:按承载能力极限状态进行设计,荷载组合与安全系数采用如下:弯矩:kNmSpSg062.73.61.111.02.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅MPaMPaWM160][43.691010171410062.793=<=⨯⨯==-σσ4.1.3横梁I 28强度验算(1)横梁荷载横梁采用I 28每隔1.5米布置,布置点位为贝雷连接节点。
横梁跨径3.7m,取由I 14传递的较大的活载支反力为计算荷载P=46.2kN图3-1 横梁承载计算图示(2)活载跨中弯矩:kNmPPPPM2.460.155.115.185.12=⨯=⨯-⨯-⨯=(3)恒载跨中弯矩:mkNqqqqII/799.15.16286105.177.16865.4341428=⨯+⨯⨯+=++=板kNmqlMg079.387.3799.1822=⨯==(4)内力组合:按承载能力极限状态进行设计,荷载组合与安全系数采用如下:弯矩:kNmSpSg51.542.461.1079.32.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅MPaMPaWM160][26.107105082141051.5493=<⨯⨯==-σσ4.1.4横梁I 28刚度验算静载挠度:mm EI l q f g 3.0107115.01023847.310799.153845411434=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=- 活载挠度: mm f 4.52)9.18.0(5=⨯+=004.025010015.0107.33.04.53==⎥⎦⎤⎢⎣⎡<=⨯+=L f L f 4.1.5贝雷梁内力计算履带作用于18m 简支梁跨中,荷载通过I 28传递为集中力,分布图示如下:图5-1 单跨栈桥计算图示(1)抗弯惯矩计算:贝雷梁单根上弦杆的抗弯惯矩为:4827cm I Y =上缘弦杆总惯矩:4661642827cm =⨯⨯4324210994.47.01092.101m Ad --⨯=⨯⨯=48301.02)10661610994.4(m I =⨯⨯+⨯=--(2)跨中弯矩计算支点反力为:F1=269kN F2=231kN跨中弯矩为:kNm S P 2.19425.12.46438.1649269=⨯⨯-⨯⨯-⨯=恒载: Sg =kNm l q 33.3991886.9125.08122=⨯⨯=⋅⋅ 组合如下:kNm Sp Sg 62.26152.19421.133.3992.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅(3)支点反力计算:kN Sp Sg 9.7625001.14.1772.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅ (77.38T)4.1.6贝雷强度验算MPa MPa W M 2732103.1][73.18221.71571062.26153=⨯=<=⨯⨯==σσ 4.1.7贝雷刚度验算静载集度:q=9.86kN/m ,挠度:mm L EI qL f g 54.3852243=⋅⋅= 活载挠度:mm f h 4.29=非弹性挠度:cm n f m 8.1605.005.022=⨯=⋅=总挠度:1.8+2.94+0.35=5.09cm004.025010028.0180509.0==⎥⎦⎤⎢⎣⎡<==L f L f4.2西岸加宽段贝雷栈桥加宽段栈桥跨径 4.5m ,在横梁上布有五组贝雷绗架,其中两组作用在支点上,其他三组作用在跨上。
加宽段栈桥跨径18m ,相邻未加宽段栈桥最大跨径为15m 。
(取用18m 跨支反力),横向布置图如下:图4-2-1横向布置图示4.2.1贝雷强度验算(3) 贝雷自重:t 72.96627.0=⨯⨯(4) 板重:I 28: t m 068.4128.7465.43=⨯⨯根I 14:t 861.4m 1816877.16=根⨯⨯钢板:t m m 348.7185.68.62=⨯⨯桥面板重: t 277.16348.7861.4068.4=++栈桥总重: t 997.2572.9277.16=+均布恒载: m kN m kN /44.1418/97.259=(5) 履带车等代均布荷载:48.6kN/m(6) 静载内力:跨中静载弯矩: kNm L q M g 82.58481844.14822=⨯=⋅= 加宽段跨支反力:kN L q F 96.12921844.142=⨯=⋅= 加宽段在支点由三组贝雷支撑,单个支撑支反力:kN 32.43396.129= 未加宽段支反力:kN F 3.9325.186== 未加宽段在支点由两组贝雷支撑,单个支撑支反力:kN 65.4623.93= (5)活载内力: 跨中活载弯矩:kNm L q M p 3.19688186.48822=⨯=⋅= 加宽段栈桥活载支反力:kN F 2502500== 加宽段在支点由五组贝雷支撑,单个支撑支反力:83.3kN 未加宽段栈桥活载支反力:269kN ;未加宽段在支点由三组贝雷支撑,单个支撑支反力:kN 5.1342269=(6)内力组合如下: 弯矩:kNm Sp Sg 91.28663.19681.182.5842.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅ 2号贝雷支撑支反力组合:kN Sp Sg 93.2035.1341.165.462.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅3号贝雷支撑支反力组合:kN Sp Sg 61.1433.831.132.432.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅单片贝雷承载弯矩:kNm 64.955391.2866=(7)贝雷强度验算:MPa MPa W M2732103.1][76.6621.71571064.9553=⨯=<=⨯⨯==σσ4.2.2贝雷刚度验算mm EI l q f g 1.22015.010*********.485384511434=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=4.2.3 2H45端横梁强度验算图4-2-2 计算图示kNm P P P PP M 13.243375.19.085.125.2)2(21121=+=-⨯+=单根H 45承载:121.6KNMMPa MPa W M160][81.84101433731106.12193=<=⨯⨯==-σσ4.3下行式单层三排栈桥验算下行式三排单层栈桥跨径25.5m ,上部分配梁布置与上行式一致,横向布置如下:图4-3-1 横向布置图示4.3.1贝雷强度验算(1)贝雷自重:t 37.116727.0=⨯⨯(2)板重:I 28:t m 69.4186465.43=⨯⨯根I 14:t 3.4m 5.2510877.16=根⨯⨯钢板:t m m 44.55.2527.18.62=⨯⨯⨯桥面板重: t 43.1444.53.469.4=++栈桥总重: t 8.2548.626.11=+均布恒载: m kN m kN /12.105.25/258=(3)履带吊均布荷载:111.1Kn/m(4)静载计算:kNm L q M g 57.82285.2512.10822=⨯=⋅= (5)活载计算:kNm M P 255021.5250=⨯⨯=(6)内力组合:弯矩:kNm Sp Sg 379225501.157.8222.11.12.1=⨯+⨯=⋅+⋅(7)贝雷强度验算:MPa MPa W M 2732103.1][6.17626.107351037923=⨯=<=⨯⨯==σσ 4.3.2贝雷刚度验算mm EI l q f g 41.64015.01023845.25101.355384511434=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=(其中35.1为履带吊26米等代均布荷载)004.025010025.05.250644.0==⎥⎦⎤⎢⎣⎡<==L f L f。