米贝雷梁栈桥计算书.docx

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米贝雷梁栈桥计算书

18米贝雷梁栈桥计算书

一、计算依据

㈠、《建筑结构静力计算实用手册》；

㈡、《xxx互通立交桥工程》施工图；

㈢、《公路桥涵施工技术规范》；

㈣、《公路桥涵设计规范》；

㈤、《贝雷梁使用手册》；

二、设计要点

1、设计荷载为55吨，栈桥净宽5.0米，单跨18米，桥梁总长72米。

2、桥面以0.15m×0.15m方木并排铺设，方木下以I20工字钢为纵梁，I20工字钢下I36工字钢为横梁，架设在贝雷梁纵梁上。

3、桥梁台、墩、基础为片石混凝土。

4、用国产贝雷片支架拼装成支架纵梁，支架结构均采用简支布置。

三、施工荷载计算取值

㈠、恒载

1、方木自重取7.5KN/m3；

2、钢构自重取78KN/m3；

3、I20工字钢自重：

0.28KN/m；

4、I36工字钢自重：

0.66KN/m；

5、贝雷自重取1KN/m（包括连接器等附属物）；

6、片石混凝土自重取20KN

㈡、荷载组合

根据《建筑荷载设计规范》，均布荷载设计值=结构重要性系数×（恒载分项系数×恒载标准值）。

恒载分项系数为1.2。

㈢荷载分析

混凝土罐车为三轴车，考虑自重为550kn,根据车辆的重心，前轮轴重110kn,两个后轴分别为220kn后轴间距为1.3米，轮间距为1.9米。

图1

图2

四、各构件验算

（一）桥面检算

栈桥桥面方木直接搁置于间距L=1米的I20工字钢,取单位长度（2.4米）桥面宽进行计算。

假设一根后轴作用在计算部位。

桥面五跨连续梁考虑,

1、荷载组合

桥面:

q=1.2×220/2=132kN

2、截面参数及材料力学性能指标

1、方木力学性能

W=a3/6=1503/6=5.63×105mm3

I=a4/12=1504/12=4.22×107mm4

2、承载力检算（按三等跨连续梁计算）

方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σ]＝12×0.9＝10.8MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa

a强度

Mmax＝0.289Fl＝0.289×132×1＝38.2KNm

σmax＝Mmax/W＝38.2×103×103/5.63×106＝6.78MPa≤[σ0]

合格

b刚度

荷载:

q=1.2×220/2=132kn

f＝2.716×Fl3/（100EI）＝2.716×132×10003/（100×8.1×103×4.22×107）＝0.011mm≤[f0]＝1000/400＝2.5mm合格

（二）纵梁I20工字钢检算

横梁方木搁置于间距1米的I20工字钢纵梁上,I20工字钢纵梁架设在间距2m的I36工字钢,按最不利情况，车轴一侧的荷载都作用在一根工字钢上

，纵梁五跨连续梁考虑.

1、荷载组合

F=1.2×220/2=132kN

q=7.5×0.15×0.15×0.7×（5/0.15）/5=0.17Kn/m

2、截面参数及材料力学性能指标

W=2.37×105mm3

I=2.37×107mm4

[σ]＝203MPa,E=206GPa

3、承载力计算

a强度

Mmax1＝0.227Fl＝0.227×132×3＝90KN.m

Mmax2＝0.778q1l2＝0.227×0.17×12＝0.132KN.m

σmax1＝Mmax1/W＝90×106/（2×2.37×105）＝189.9MPa

σmax2＝Mmax2/W＝0.132×106/（2×2.37×105）＝0.27MPa

σ＝σmax1+σmax2＝189.9+0.27=190.17≤[σ0]

合格

b刚度

荷载:

F=1.2×220=264kN

q2=7.5×0.15×0.15×0.7×（5/0.15）/5=0.17Kn/m

f1＝1.466Fl3/（100EI）＝1.466×264×30003/（100×2.06×105×2.37×107）＝0.021mm

f2＝0.521ql4/（100EI）＝0.521×0.17×30004/（100×2.06×105×2.37×107）＝0.015mm

f＝f1+f2＝0.021+0.015=0.036mm≤[f0]＝3000/400=75mm

合格

（三）I36工字钢横梁检算

I36工字钢为每7个一组，架设在间距为3米的贝雷梁上，取不理情况两个后轴作用在一根横梁上，荷载考虑为均布荷载。

I36工字钢按简支梁考虑。

1、荷载组合

q=1.2×（440+16.88+5.04+6.6）/5=112.45KN/m

2、截面参数及材料力学性能指标

W=9.19×105mm3

I=5.28×107mm4

[σ]＝203MPa,E=206GPa

3、承载力计算

a强度

Mma×＝q1l2/8＝0.125×112.45×52＝351.41KN.m

σma×＝Mma×/W＝351.41×106/（6×9.19×105）＝63.73MPa≤[σ0]合格

b刚度

荷载:

q=1.2×（440+16.88+5.04+6.6）/5=112.45KN/m

f＝5ql4/（384EI）＝5×112.45×50004/（384×7×2.06×105×5.28×107）＝12.02mm≤[f0]＝5000/400＝12.5mm合格

（四）贝雷支架纵梁检算

贝雷梁两侧布置。

按两组每组单层4排考虑。

本计算取一跨桥按最不利因素考虑，荷载位于贝雷梁中间位置：

1、荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

2、验算强度

贝雷片力学性能为：

I=250500cm4

W=I/70=3578.5cm3

E=2×105Mpa

[M]=78.82t·m

[Q0]=24.52t

1纵梁最大弯距

Mmax1=F1l/4=660×18/4=2970Kn·m

Mmax2=q2l2/8=22.48×182/8=910.4Kn·m

单片贝雷片承受弯矩：

M=Mmax1+Mmax2=（2970+910.4）/8=485.1kn·m=48.51t·m＜[M]=78.82t·m

满足要求。

②、单片贝雷片容许剪力

Qmax1=F1l2/16EI=2970×103×18002/（16×2×105×250500×8）=1.5t

Qmax2=q2l3/24EI=22.48×10×18003/（24×2×105×250500×8）=0.014t

Q=Qmax1+Qmax2=1.5+0.014=1.514t＜[Q0]=24.52t

满足要求。

3、挠度验算

fmax1=F1l3/（48EI）

=660×103×180003/（48×2×105×250500×104×8）

=26.7mm

fmax2=5q2l4/（384EI）

=（5×28.07×103×184）/（384×2×105×106×250500×10-8×8）×103=9.6mm

fmax=fmax1+fmax2=26.7+9.6=36.3<[f]=L/400=1800/400=45mm

合格

2、横向稳定性验算

贝雷支架横向水平推力主要是受到风荷载的作用而产生的，所以要进行水平方向推力的验算。

依据《桥梁设计规范》JTJ021-89取值，及计算分折过程如下：

风荷载标准值：

ωk=βzμsμzωo

其中：

ωk-为风荷载标准值（KN/m2）；

βz-为高度z处的风振系数，取1.0；

μs-为风荷载体型系数,取+0.8；

μz-为风压高度变化系数，取1.3；

ωo-为基本风压（Pa）;

设计百年一遇风速V=27.6m/s

则ωo=V2/1.6=27.62/1.6=476.1Pa

在AutoCAD中查得面积S=14.4m2。

风力P=ωk×S

=βzμsμzωoS

=1.0×0.8×1.3×1.0×476.1×14.4=7130N=7.13KN

由于风荷载带来的弯矩为（贝雷梁高）：

M=P×L/2=7.13×1.5/2=5.35KN·m

贝雷梁应力：

δ=M/W=5.35/1.38×10-3=3876Kpa=3.88Mpa

δ＜[δ]=273Mpa

故贝雷支架的稳定性满足规范要求。

（五）墩（台）、基础检算

栈桥的墩采用C15片石混凝土浇筑，基础采用扩大基础，保证地基的承载力。

考虑最不利情况，荷载完全位于墩的位置，墩采用0.60米×6.6米的断面，墩高6.58米；基础采用1.0米×6.6米结构，基础厚0.6米。

1、墩

荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

墩顶荷载为：

q=q1+q2=660+28.07×18=1165.26Kn

作用面积为0.60×1.6=0.96

计算强度为：

1165.26×103/0.96=1213812pa=1.21Mpa<15Mpa

墩混凝土标号合格

2、基础

荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

（3）墩荷载：

q2=1.2×20×（0.6×6.6×6.58）=625.4KN

基础顶荷载为：

q=q1+q2+q3=660+28.07×18+625.4=1790.7Kn

作用面积为0.60×6.6=3.96

计算强度为：

1790.7×103/3.96=452197pa=0.45Mpa<15Mpa

3、基地承载力

荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×

（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

（3）墩荷载：

q2=1.2×20×（0.6×6.6×6.58）=625.4KN

（4）基础荷载：

q4=1.2×20×（1.0×6.6×0.6）=95.04KN

基地承受荷载：

q=q1+q2+q3+q4=660+28.07×18+625.4+95.04=1885.7KN

作用面积为1.0×6.6=6.6

基地计算承载力为

[f]=1885.7×103/6.6=285712.1pa=285kpa

卵石层基地设计承载力为:

[fa0]=400kpa>[f]

一、计算依据

㈠、《建筑结构静力计算实用手册》；

㈡、《xxx互通立交桥工程》施工图；

㈢、《公路桥涵施工技术规范》；

㈣、《公路桥涵设计规范》；

㈤、《贝雷梁使用手册》；

三、设计要点

5、设计荷载为55吨，栈桥净宽5.0米，单跨18米，桥梁总长72米。

6、桥面以0.15m×0.15m方木并排铺设，方木下以I20工字钢为纵梁，I20工字钢下I36工字钢为横梁，架设在贝雷梁纵梁上。

7、桥梁台、墩、基础为片石混凝土。

8、用国产贝雷片支架拼装成支架纵梁，支架结构均采用简支布置。

三、施工荷载计算取值

㈠、恒载

1、方木自重取7.5KN/m3；

2、钢构自重取78KN/m3；

3、I20工字钢自重：

0.28KN/m；

4、I36工字钢自重：

0.66KN/m；

5、贝雷自重取1KN/m（包括连接器等附属物）；

6、片石混凝土自重取20KN

㈡、荷载组合

根据《建筑荷载设计规范》，均布荷载设计值=结构重要性系数×（恒载分项系数×恒载标准值）。

恒载分项系数为1.2。

㈢荷载分析

混凝土罐车为三轴车，考虑自重为550kn,根据车辆的重心，前轮轴重110kn,两个后轴分别为220kn后轴间距为1.3米，轮间距为1.9米。

图1

图2

四、各构件验算

（一）桥面检算

栈桥桥面方木直接搁置于间距L=1米的I20工字钢,取单位长度（2.4米）桥面宽进行计算。

假设一根后轴作用在计算部位。

桥面五跨连续梁考虑,

1、荷载组合

桥面:

q=1.2×220/2=132kN

2、截面参数及材料力学性能指标

1、方木力学性能

W=a3/6=1503/6=5.63×105mm3

I=a4/12=1504/12=4.22×107mm4

2、承载力检算（按三等跨连续梁计算）

方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值，则：

[σ]＝12×0.9＝10.8MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa

a强度

Mmax＝0.289Fl＝0.289×132×1＝38.2KNm

σmax＝Mmax/W＝38.2×103×103/5.63×106＝6.78MPa≤[σ0]

合格

b刚度

荷载:

q=1.2×220/2=132kn

f＝2.716×Fl3/（100EI）＝2.716×132×10003/（100×8.1×103×4.22×107）＝0.011mm≤[f0]＝1000/400＝2.5mm合格

（二）纵梁I20工字钢检算

横梁方木搁置于间距1米的I20工字钢纵梁上,I20工字钢纵梁架设在间距2m的I36工字钢,按最不利情况，车轴一侧的荷载都作用在一根工字钢上，纵梁五跨连续梁考虑.

1、荷载组合

F=1.2×220/2=132kN

q=7.5×0.15×0.15×0.7×（5/0.15）/5=0.17Kn/m

2、截面参数及材料力学性能指标

W=2.37×105mm3

I=2.37×107mm4

[σ]＝203MPa,E=206GPa

3、承载力计算

a强度

Mmax1＝0.227Fl＝0.227×132×3＝90KN.m

Mmax2＝0.778q1l2＝0.227×0.17×12＝0.132KN.m

σmax1＝Mmax1/W＝90×106/（2×2.37×105）＝189.9MPa

σmax2＝Mmax2/W＝0.132×106/（2×2.37×105）＝0.27MPa

σ＝σmax1+σmax2＝189.9+0.27=190.17≤[σ0]

合格

b刚度

荷载:

F=1.2×220=264kN

q2=7.5×0.15×0.15×0.7×（5/0.15）/5=0.17Kn/m

f1＝1.466Fl3/（100EI）＝1.466×264×30003/（100×2.06×105×2.37×107）＝0.021mm

f2＝0.521ql4/（100EI）＝0.521×0.17×30004/（100×2.06×105×2.37×107）＝0.015mm

f＝f1+f2＝0.021+0.015=0.036mm≤[f0]＝3000/400=75mm

合格

（三）I36工字钢横梁检算

I36工字钢为每7个一组，架设在间距为3米的贝雷梁上，取不理情况两个后轴作用在一根横梁上，荷载考虑为均布荷载。

I36工字钢按简支梁考虑。

1、荷载组合

q=1.2×（440+16.88+5.04+6.6）/5=112.45KN/m

2、截面参数及材料力学性能指标

W=9.19×105mm3

I=5.28×107mm4

[σ]＝203MPa,E=206GPa

3、承载力计算

a强度

Mma×＝q1l2/8＝0.125×112.45×52＝351.41KN.m

σma×＝Mma×/W＝351.41×106/（6×9.19×105）＝63.73MPa≤[σ0]合格

b刚度

荷载:

q=1.2×（440+16.88+5.04+6.6）/5=112.45KN/m

f＝5ql4/（384EI）＝5×112.45×50004/（384×7×2.06×105×5.28×107）＝12.02mm≤[f0]＝5000/400＝12.5mm合格

（四）贝雷支架纵梁检算

贝雷梁两侧布置。

按两组每组单层4排考虑。

本计算取一跨桥按最不利因素考虑，荷载位于贝雷梁中间位置：

1、荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

2、验算强度

贝雷片力学性能为：

I=250500cm4

W=I/70=3578.5cm3

E=2×105Mpa

[M]=78.82t·m

[Q0]=24.52t

2纵梁最大弯距

Mmax1=F1l/4=660×18/4=2970Kn·m

Mmax2=q2l2/8=22.48×182/8=910.4Kn·m

单片贝雷片承受弯矩：

M=Mmax1+Mmax2=（2970+910.4）/8=485.1kn·m=48.51t·m＜[M]=78.82t·m

满足要求。

②、单片贝雷片容许剪力

Qmax1=F1l2/16EI=2970×103×18002/（16×2×105×250500×8）=1.5t

Qmax2=q2l3/24EI=22.48×10×18003/（24×2×105×250500×8）=0.014t

Q=Qmax1+Qmax2=1.5+0.014=1.514t＜[Q0]=24.52t

满足要求。

3、挠度验算

fmax1=F1l3/（48EI）

=660×103×180003/（48×2×105×250500×104×8）

=26.7mm

fmax2=5q2l4/（384EI）

=（5×28.07×103×184）/（384×2×105×106×250500×

10-8×8）×103=9.6mm

fmax=fmax1+fmax2=26.7+9.6=36.3<[f]=L/400=1800/400=45mm

合格

2、横向稳定性验算

贝雷支架横向水平推力主要是受到风荷载的作用而产生的，所以要进行水平方向推力的验算。

依据《桥梁设计规范》JTJ021-89取值，及计算分折过程如下：

风荷载标准值：

ωk=βzμsμzωo

其中：

ωk-为风荷载标准值（KN/m2）；

βz-为高度z处的风振系数，取1.0；

μs-为风荷载体型系数,取+0.8；

μz-为风压高度变化系数，取1.3；

ωo-为基本风压（Pa）;

设计百年一遇风速V=27.6m/s

则ωo=V2/1.6=27.62/1.6=476.1Pa

在AutoCAD中查得面积S=14.4m2。

风力P=ωk×S

=βzμsμzωoS

=1.0×0.8×1.3×1.0×476.1×14.4=7130N=7.13KN

由于风荷载带来的弯矩为（贝雷梁高）：

M=P×L/2=7.13×1.5/2=5.35KN·m

贝雷梁应力：

δ=M/W=5.35/1.38×10-3=3876Kpa=3.88Mpa

δ＜[δ]=273Mpa

故贝雷支架的稳定性满足规范要求。

（五）墩（台）、基础检算

栈桥的墩采用C15片石混凝土浇筑，基础采用扩大基础，保证地基的承载力。

考虑最不利情况，荷载完全位于墩的位置，墩采用0.60米×6.6米的断面，墩高6.58米；基础采用1.0米×6.6米结构，基础厚0.6米。

1、墩

荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

墩顶荷载为：

q=q1+q2=660+28.07×18=1165.26Kn

作用面积为0.60×1.6=0.96

计算强度为：

1165.26×103/0.96=1213812pa=1.21Mpa<15Mpa

墩混凝土标号合格

2、基础

荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

（3）墩荷载：

q2=1.2×20×（0.6×6.6×6.58）=625.4KN

基础顶荷载为：

q=q1+q2+q3=660+28.07×18+625.4=1790.7Kn

作用面积为0.60×6.6=3.96

计算强度为：

1790.7×103/3.96=452197pa=0.45Mpa<15Mpa

3、基地承载力

荷载组合

（1）集中荷载：

F1=1.2×550=660kN

（2）均布荷载：

q2=1.2×（5×7.5×0.15×0.15×（72/0.15）+72×6×0.28+147×6×0.38+18×4×8）/72=28.07kN/m

（3）墩荷载：

q2=1.2×20×（0.6×6.6×6.58）=625.4KN

（4）基础荷载：

q4=1.2×20×（1.0×6.6×0.6）=95.04KN

基地承受荷载：

q=q1+q2+q3+q4=660+28.07×18+625.4+95.04=1885.7KN

作用面积为1.0×6.6=6.6

基地计算承载力为

[f]=1885.7×103/6.6=285712.1pa=285kpa

卵石层基地设计承载力为:

[fa0]=400kpa>[f]

（注：

素材和资料部分来自网络，供参考。

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