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附件16
临时钢栈桥计算书
计算:
复核:
审核:
批准:
中铁上海工程局×××项目经理部
××年××月××日
目录
TOC\o1-3\h\z\u1 工程概况 1
2 计算目标 1
3 计算依据 1
4 计算理论及方法 1
5 计算参数取值 2
5.1 设计荷载 2
5.1.1 恒载 2
5.1.2 活载 2
5.1.3 荷载组合 3
5.2 主要材料设计指标 3
6 计算分析 3
6.1 计算模型及边界条件设置 3
6.2 计算结果分析 4
6.2.1 桥面板计算结果 4
6.2.2 I10工字钢纵梁计算结果 5
6.2.3 I20工字钢横梁计算结果 5
6.2.4 贝雷桁梁计算结果 6
6.2.5 2I32工字钢分配梁计算结果 7
6.2.6 钢管桩计算结果 8
6.2.7 钢管桩入土深度计算 9
7 施工注意事项 11
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工程概况
钢栈桥采用五跨连续梁结构,按单向通行设计,桥面宽6.0m,标准跨径15m。钢栈桥桥面系主体结构由δ=10mm花纹钢板、I10工字钢纵梁(间距0.3m)、I20工字钢横梁(长6.0m,间距0.75m)组成。桥面板与工字钢采用手工电弧焊焊接连接,桥面系布置于贝雷桁梁之上,与贝雷桁梁之间用U型螺栓固定。贝雷桁梁由贝雷片拼制而成,横向设置6片,间距0.9m,贝雷片之间采用角钢支撑花架连接成整体。
钢栈桥基础钢管桩采用φ530mm(δ=8mm)钢管,横桥向布置2根,钢管桩之间由平联、斜撑连接。钢管桩顶设双I32工字钢分配梁。栈桥布置图详见附图。
计算目标
本计算的计算目标为:
1)确定通行车辆荷载等级;
2)确定各构件计算模型以及边界约束条件;
3)验算各构件强度与刚度;
4)验算钢管桩入土深度。
计算依据
本计算的计算依据如下:
《装配式公路钢桥多用途使用手册》(黄绍金,刘陌生编著.北京:人民交通出版社,2001.6)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
《铁路桥涵地基与基础设计规范》(TB1002.5-2005)
计算理论及方法
本计算主要依据《装配式公路钢桥多用途使用手册》(黄绍金,刘陌生著.北京:人民交通出版社,2001.6)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)、《铁路桥涵地基与基础设计规范》(TB1002.5-2005)等规范中的相关规定,通过MIDAS/Civil2011结构分析软件计算完成。
计算参数取值
设计荷载
恒载
本设计采用MidasCivil建模分析,自重恒载由程序根据有限元模型设定的截面和尺寸自行计算施加。
活载
根据《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004》,汽车荷载按公路-Ⅰ级荷载计算,公路-Ⅰ荷载如图1:
图1公路-I级荷载图(单位:m)
程序分析时,汽车活载作为移动荷载分析,采用车道面加载。考虑到实际情况,桥面两侧预留45cm为避让行人宽度,车道面宽度取值5.1m,车轮距为1.8m。汽车限速5km/h通过,通行的冲击系数由程序根据设定参数自动计算考虑,在“移动荷载分析控制”中,临时钢栈桥结构基频取值1.3Hz,根据《公路工程技术标准》(JTGB012003)规定,冲击系数为u=0.04。
图2桥面车道布置图(单位:cm)
荷载组合
设计荷载按下式进行组合:
验算构件强度:1.2倍恒载+1.4倍活载;
验算构件刚度:1.0倍恒载+1.0倍活载。
主要材料设计指标
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《装配式公路钢桥多用途使用手册》(黄绍金,刘陌生著.北京:人民交通出版社,2001.6),主要材料设计指标如下:
表SEQ表\*ARABIC1主要材料设计指标
材料
牌号
抗拉、抗压、抗弯极限应力(MPa)
抗剪极限应力
(MPa)
一般型钢构件
Q235
215
125
贝雷桁梁
16Mn
273
208
计算分析
计算模型及边界条件设置
图3为钢栈桥Midas分析模型图。其中,桩基础采用梁单元,桥面板采用板单元,贝雷桁梁中跨支点采用刚结构单元进行加强,参数取软件中内置的[16槽钢参数)。
图3分析模型
边界条件设置如下:
(1)桥面系构件连接:桥面板与I10工字钢纵梁、纵梁与I20工字钢横梁均采用共节点连接,横梁与贝雷桁梁采用仅受压弹性连接,连接刚度按经验取值100kN/mm。由于存在仅受压弹性连接,模型对桥面板进行三处约束,各处约束