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时间:2018-09-05
《钢便桥的设计与计算(贝雷架)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、邓金河便桥的设计与计算主题词:邓金河便桥设计计算内容摘要:运用材料力学和结构力学方面的知识,对便桥各部受力进行了力学分析和计算,通过这些计算,选定桥面系各部构造的材料、型号和尺寸,选定主桁架的型式和跨度。为钢桥的设计与受力分析提供了一些参考性的思路。青银高速公路齐河至夏津段一合同段起点里程K0+000~K15+000,全长15Km,为方便施工,在施工前先要修通主线施工便道,在K4+570处跨越邓金河时需要修便桥一座,邓金河常水位17.80m,河岸地面高程19.30m,常水位时水面宽度10m。地基土为亚粘土,通过轻型动力触探试验,测得桥位处地基容许承载力110KPa。因为
2、施工中常有重车通过,拟以30t汽车作为其设计荷载,主梁型式采用贝雷钢梁,计算跨径12m。钢梁组合形式为双排单层,共需16片标准贝雷,下承式结构,两组贝雷钢梁间净距4m,同一组的两片贝雷之间在竖直方向和水平方向以L8的角钢相连接形成整体,增加结构的稳定性。横梁采用I28a的工字钢,每片标准贝雷的下弦杆上横放四根I28a工字钢,工字钢长度6m,工字钢在水平方向伸出贝雷50cm,伸出部分以L8角钢与上弦杆连接,增加全桥的结构的稳定。共需16根I28a工字钢,工字钢间距为100cm和40cm交替布置。工字钢上面放置16根纵梁,纵梁为10×15的方木,方木材质为东北红松,厚度为1
3、5cm,宽度为10cm,纵梁间距25cm,纵梁上面满铺15×10的方木做为桥面板,桥面板厚为10cm,材质为东北红松,桥面板单根长4m,共需80根桥面板。便桥各部分构造设计与计算叙述如下:一、桥面板的设计与计算公路钢桥标准设计桥面宽度3.70m,公路施工车辆及施工机械宽度一般不超过2.5m,施工车辆与机械可以安全通过,故确定桥面宽度为3.70。桥面板初步选定用木桥面板,拟选用15×10的方木满铺,方木厚度为10cm,方木之间以耙钉连接,方木材质为优质红松,长度4.0m,共需80根方木,汽车后轴重240KN,双桥8轮,单轮压力30KN,小于木桥面板容许承载力60KN的要求
4、,故可用方木做为桥面板。二、纵梁的设计与计算纵梁用用10×15的方木,材质为东北红松,沿桥梁纵向放置于I28a的工字钢上,方木厚度15cm,宽度10cm,当桥面上有车辆行驶时,纵梁受力实际为多跨连续梁,但为简化计算,以简支梁做为其受力模式进行计算,结果偏于安全1、恒载①每根纵梁承担的桥面板线荷载q1=γhb/16=4.5×0.1×4/16=0.1225KN/mγ=4.5KN/m3,γ为东北红松的重度②纵梁自身线荷载q2=γhb=4.5×0.15×0.1=0.0675KN/m合力的线荷载q=q1+q2=0.19KN/mM静max=0.125ql2=0.125×0.19×1
5、2=0.0237KN/mQ静max=0.5ql=0.5×0.19×1=0.095KN/m2、活载汽车在桥面上对纵梁的弹性分布,当桥面板厚度在10cm以下时,其分布宽度约为1.22m。汽—30后轴重240KN,四组轮胎,每组轮重60KN,在桥梁横断面内共有16根纵梁,其间距为25cm,则作用在每根纵梁上的活载为P=60×103×25/122=12295N冲击系数1+μ=1+15/(37.5+1)=1.390,单根纵梁上汽车产生的最大弯矩M=0.25Pl(1+μ)=0.25×12295×1×1.390=4272.5N·m纵梁端部剪力:(见轮胎偏载示意图)偏载系数η=(4.9
6、+15)/34.9=0.57Q=η×P(1+μ)=0.57×12295×1.390=9741N纵梁截面应力纵梁截面抗弯模量W=1/6bh2=1/6×10×152×10-6=375×10-6m3弯拉应力σw=M/W=(4272.5+23.7)/375×10-6=11.5MPa<[σw]=12MPa,安全剪应力τ=Q/hd=(9741+95)/(0.15×0.1)=0.66MPa<[τ]=1.9MPa,安全,[σw]为东北红松顺纹方向的容许弯拉应力,[τ]为东北红松顺纹方向的容许剪应力。故选用10×15的方木做为纵梁,纵梁间距25cm,共需16根纵梁,材质为东北红松。三、横
7、梁的设计与计算取横梁计算跨径为l=4.5m,汽车轮距b=1.8m,横梁受力图式如下线荷载计算①桥面板与纵梁q1=rhb=4.5×0.25×1=1.125KN/m②横梁q2=0.434KN/m故合力q=q1+q2=1.559KN/m对AC段MAC=P/l(2c+b)X,c=4.5-1.8-a,显然当x=a时,MAC有最大值,运用数学上一元二次抛物线的性质,可以得出当a=1.8m时AC段MAC有最大值为86400N·m。此时c=0.9m,MBD=P/l×(2a+b)×(l-x)=60×103/4.5×(2×1.8+1.8)×(4.5-1.8-
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