跨径8米波纹板拱计算书.docx
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跨径8米波纹板拱计算书
跨径8米波纹板拱计算书(总9页)
YTHG波纹钢拱桥
---结构受力计算书
衡水益通管业股份有限公司
波纹钢拱桥涵计算书
参考依据:
本计算书依据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)、交通部《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)、《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283—1999)、《公路涵洞设计细则》(JTG/TD65-04—2007)《公路桥涵用波形钢板》(JT/T710—2008)《公路涵洞通道用波纹钢管(板)》(JT/T791—2010).内蒙《公路波纹钢管(板)桥涵设计与施工规范》等规定的原则、有关规定及国外波纹管有关标准进行计算。
项目基本情况如图
本项目为跨径8000mm,矢高4000mm,拱顶半径4000mm的钢波纹板拱桥
填土高度,
采用波纹剖面:
波距*波高380mm*140mm
活载:
汽车I级荷载;地震加速速度峰值
回填土类型:
I类
回填土压实度:
标准普氏密度的90%-95%;
回填土重度:
γ=19KN/m3;
回填土割线模量:
Es=12Mpa;
波形钢板材料:
Q345,屈服强度fy=310Mpa;
波纹钢板的壁厚:
T=7mm
Dh=8000+147=85147mm(中性轴);
Dv=8000+147==85147mm(中性轴);
一、保护层最小厚度(Hmm)
取下列各值中的最大值:
(1);
(2)
(
)=
(3)(
)2=
以上数据表明,最小填土不小于米,本项目填土米,满足要求
二、恒载推力TD
=m
回填土重量W=Af﹒
﹒D﹒(H+=m2
其中:
——考虑结构起拱效应的土压力增大系数;可按规范选用;
——土的容重(kN/m3);
——波纹钢板桥涵顶部填土高度(m);
——跨径(m)。
刚度系数
=
其中:
A——单位长度的波纹钢板截面积(mm2/mm);按壁厚7mm,查表得A为mm,
——波纹钢板材和土体的弹性模量200000和12(MPa);
表1
——考虑结构起拱效应的土压力增大系数表
Dh/Dv≤
Dh/Dv=
Dh/Dv=1
Dh/Dv=
Dh/Dv=
Dh/Dv≥
H≥3Dh
H=2Dh
H=
H=
H=
H=
H=Dh
H=
H=
H=
H≤
三、活载推力TL
=m
活载的扩散计算采用下式
=m
式中:
——活载扩散到拱顶的压力(kPa);
AL——设计车辆荷载后轴轴重(kN);550
——多车道折减系数;
——沿车轮宽度和长度方向扩散后的尺寸(m)。
活载扩散方法和折减系数参考《公路桥涵通用设计规范》(JTGD60)相关规定。
四、地震推力
EV=m
五、总荷载压力Tf(KN/m)
考虑地震
=m
不考虑地震
=m
以上数据显示,按考虑地震计,Tf=(KN/m)
六、承载能力极限状态的压应力
σ=Tf/A==
A——单位长度的波纹钢板截面积(mm2/mm);按壁厚7mm得A为mm
七、钢板屈曲验算
为保证承重结构的稳定性,应按式验算钢板的屈曲临界应力。
由下列各条所知,R=4075>Re=7224计算钢板的屈曲临界应力。
=>σ=Tf/A=
满足抗弯屈曲临界应力要求。
式中:
——抗力系数,取;
——波纹钢板材屈服强度(MPa)310;
——结构与周围土体相对弯曲刚度系数,
=
——结构的曲率半径(mm);曲率半径为4075mm;
——等效半径(mm),
=7224mm
——波纹钢板材的弹性模量(MPa)200000;
I---波纹板惯性矩I=mm
——屈曲折减系数,
=1;
——波纹钢板材回转半径(mm);r=
——计算K的一个系数,
=
——土体弹性模量的修正值,
=(其中
为拱顶处的曲率半径4075mm;
为土体弹性模量12);
八、波纹板螺栓连接验算
按钢结构规范计算
本项目螺栓采用采用高强螺栓,型号M24,等级级,每波6个螺栓设计,每米合计14个,接缝强度计算如表
A受剪型设计
设计内力
1275
kN/m
级
310
MPa
M24面积
mm2
单个承载力
kN
抗力
kN/m
B承压型设计
设计内力
1275
kN/m
钢板厚度t
7
mm
螺栓直径d
24
mm
承压强度
590
MPa
单个承载力
kN
抗力
kN/m
C摩擦型设计
设计内力
1275
kN/m
单个螺栓的抗剪应力
162
kN
抗力
2268
kN/m
上表显示按承压型设计最小为m大于设计内力1275kN/m,接缝强度满足要求。
综上所述,跨径8000mm,矢高4000mm波形钢拱桥,采用材质为Q345,厚度7mm钢板,波形参数380*140的波形钢板桥涵满足汽车活荷载及填土恒载共同受力,结构安全。