工字钢便桥设计及荷载验算书.doc

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1、工字钢便桥设计及荷载验算书一、概况在垭坝大桥施工便道施工过程中，有一处溶洞需要跨越，为保证施工便道畅通，经研究决定在上部修建简易钢便桥。从结构可靠性、经济性及施工工期要求等多方面因素综合考虑，便桥采用8片I20a工字钢作为主梁，每片工字钢间距为50cm，每片工字钢由槽钢横向连接为一整体，保证8片工字钢整体受力，然后再上面铺设钢板，两侧用Φ22钢筋焊接护栏，最后铺设渣土，碾压平整。如下图所示具体需用材料如下表：材料数量长度根数总量I20a工字钢6m848m槽钢4.5m418m钢板27㎡Φ221.2m8总长度33.6m总质量100

2、.13kgΦ226m4二、荷载分析根据现场施工需要，便桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q，及车辆荷载P两部分组成，其中车辆荷载为主要荷载。如图1所示：图1为简便计算方法，桥梁自重荷载按均布荷载考虑，车辆荷载按集中荷载考虑。以单片工字钢受力情况分析确定q、P值。1、q值确定由资料查得20a工字钢每米重27.9kg，再加上联结钢筋及钢板重量，单片工字钢自重按0.5KN/m计算，及q=0.5KN/m。2、P值确定根据施工需要，并通过调查，便桥最大要求能通过后轮重40吨的大型车辆，及单侧车轮压力为200KN，单片20a工字钢尺寸如图2：单

3、侧车轮压力由4片梁同时承受，其分布如图3：单侧车轮压力非平均分配于4片梁上，因此必须求出车轮中心点处最大压力，且车轮单个宽25cm，20a工字钢翼板宽10cm，每片工字钢间横向间距为50cm，因此单侧车轮至少同时直接作用于两片工字钢上。而f按图3所示转换为直线分布，如图4：图4由图4可得到=F/2，单片工字钢受集中荷载为/2=50KN。由于便桥设计通过车速为5km/小时，故车辆对桥面的冲击荷载较小，故取冲击荷载系数为0.2，计算得到。三、结构强度检算由图1所示单片工字钢受力图示，已知q=0.5KN/m，P=60KN，工字钢计算

4、跨径=4m，根据设计规范，工字钢容许弯曲应力=210MPa，容许剪应力=120MPa。1、计算最大弯矩及剪力最大弯距（图1所示情况下）：最大剪力（当P接近支座处时）2、验算强度正应力验算：（为20a工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为309cm3）剪力验算：由于工字钢在受剪力时，大部分剪力由腹板承受，且腹板中的剪力较均匀，因此剪力可近似按计算。为腹板净高（除去翼板厚度），为腹板厚度，由图2可得到=186mm，=7mm。计算得到：3、整体挠度验算工字钢梁容许挠度,而梁体变形为整体变形，由单侧6片工字钢为一整体进行验算，计算得到：其

5、中q=0.5KN/mF=360KNE=206×105/cm2I=33760cm4×8考虑车辆荷载非集中荷载，后轮轴重如达40吨时为双桥或三桥车，按《桥梁设计规范》中，双桥车两轴间间距为1.4米，及F可认为如图5所示分布。图5根据图1和图5中集中荷载弯矩计算公式分别为：和由于挠度主要由车辆荷载产生，因此可近似将视为挠度的折减系数，及四、验算结果分析根据以上验算，可见本便桥可通过的最大车重为40吨，因此次设计可以完全满足使用要求。