工字鋼便橋設(shè)計及荷載驗算書

1、工字鋼便橋設(shè)計及荷載驗算書一、概況在埡壩大橋施工便道施工過程中，有一處溶洞需要跨越，為保證施工便道暢通，經(jīng)研究決定在上部修建簡易鋼便橋。從結(jié)構(gòu)可靠性、經(jīng)濟性及施工工期要求等多方面因素綜合考慮，便橋采用8片I20a工字鋼作為主梁，每片工字鋼間距為50cm，每片工字鋼由槽鋼橫向連接為一整體，保證8片工字鋼整體受力，然后再上面鋪設(shè)鋼板，兩側(cè)用22鋼筋焊接護欄，最后鋪設(shè)渣土，碾壓平整。如下圖所示具體需用材料如下表：材料數(shù)量長度根數(shù)總量I20a工字鋼6m848m槽鋼4.5m418m鋼板27221.2m8總長度33.6m總質(zhì)量100.13kg226m4二、荷載分析根據(jù)現(xiàn)場施工需要，便橋承受荷載主要由橋梁自

2、重荷載q，及車輛荷載P兩部分組成，其中車輛荷載為主要荷載。如圖1所示：圖1為簡便計算方法，橋梁自重荷載按均布荷載考慮，車輛荷載按集中荷載考慮。以單片工字鋼受力情況分析確定q、P值。1、q值確定由資料查得20a工字鋼每米重27.9kg，再加上聯(lián)結(jié)鋼筋及鋼板重量，單片工字鋼自重按0.5KN/m計算，及q=0.5KN/m。2、P值確定根據(jù)施工需要，并通過調(diào)查，便橋最大要求能通過后輪重40噸的大型車輛，及單側(cè)車輪壓力為200KN，單片20a工字鋼尺寸如圖2： 單側(cè)車輪壓力由4片梁同時承受，其分布如圖3：單側(cè)車輪壓力非平均分配于4片梁上，因此必須求出車輪中心點處最大壓力，且車輪單個寬25cm，20a工字

3、鋼翼板寬10cm，每片工字鋼間橫向間距為50cm，因此單側(cè)車輪至少同時直接作用于兩片工字鋼上。而f按圖3所示轉(zhuǎn)換為直線分布，如圖4：圖4由圖4可得到=F/2，單片工字鋼受集中荷載為/2=50KN。由于便橋設(shè)計通過車速為5km/小時，故車輛對橋面的沖擊荷載較小，故取沖擊荷載系數(shù)為0.2，計算得到。三、結(jié)構(gòu)強度檢算由圖1所示單片工字鋼受力圖示，已知q=0.5KN/m，P=60KN，工字鋼計算跨徑=4m，根據(jù)設(shè)計規(guī)范，工字鋼容許彎曲應(yīng)力=210MPa，容許剪應(yīng)力=120MPa。1、計算最大彎矩及剪力最大彎距（圖1所示情況下）： 最大剪力（當P接近支座處時）2、驗算強度正應(yīng)力驗算： （為20a工字鋼凈

4、截面彈性抵抗矩，查表得到為309cm3） 剪力驗算：由于工字鋼在受剪力時，大部分剪力由腹板承受，且腹板中的剪力較均勻，因此剪力可近似按計算。為腹板凈高（除去翼板厚度），為腹板厚度，由圖2可得到=186mm，=7mm。計算得到：3、整體撓度驗算工字鋼梁容許撓度,而梁體變形為整體變形，由單側(cè)6片工字鋼為一整體進行驗算，計算得到： 其中q=0.5KN/m F=360KN E=206105/cm2 I=33760cm48 考慮車輛荷載非集中荷載，后輪軸重如達40噸時為雙橋或三橋車，按橋梁設(shè)計規(guī)范中，雙橋車兩軸間間距為1.4米，及F可認為如圖5所示分布。圖5根據(jù)圖1和圖5中集中荷載彎矩計算公式分別為： 和 由于撓度主要由車輛荷載產(chǎn)生，因此可