钢便桥跨越羊昌河方案Word下载.docx
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2=3464606.4cm4。
车道纵梁:
A3钢,I18工字钢每根长48m,单位重量24.1kg/m,间距20cm,共19根,总重21979.2kg。
车道标准横梁:
A3钢,I28工字钢每根长6m,最大间距1.04m共80根,单位重量287.4kg/根,总重22992kg。
桥面板:
采用厚1cm宽3.7m的钢板满铺48m长的桥面,共计177.6m²
,单位重量78.5kg/m3,总重13941.6kg。
桁架片及其配套构件、其他桥面材料如下表:
名称
数量
单位
单位重(Kg)
小计总重(Kg)
桁架
96
片
270
25920
加强弦杆
144
根
80
11520
桁架销子
336
个
3
1008
车道横梁(工28b)
128
245
22992
横梁夹具
192
576
车道纵梁(工18)
19
16.9/m
21979.2
阳头端柱
12
70
840
阴头端柱
斜撑
34
11
374
支撑架
38
54
2052
联板
块
5
170
抗风拉杆
32
33
1056
桥面板(1cm厚钢板)
177.6
平方
78.5kg/m2
13941.6
桥座
16
608
座板
8
304
弦杆螺栓
288
2
斜撑螺栓
68
136
支撑架螺栓
152
1
总计重量
105044.8
(二)、结构计算简述
1、设计荷载
该便桥按简支梁计算,便桥在同一时间只允许一辆车通过便桥,车辆自重加装载重量总计不超过50t,限速5km/h,严禁在便桥范围内急刹车,故荷载只有便桥自重的均布荷载和车辆荷载的集中荷载。
计算荷载选为50t,汽车全宽2.7m,全车有两个轴,轴距4.5m。
考虑安全安全系数取1.2,故车辆荷载F=1.2×
mg=1.2×
50×
10³
×
10N=600KN。
后车轮荷载为F1=2/3F=400KN,前车轮荷载F2=200KN。
便桥上部结构总计重量G=1050.448KN;
单位均布荷载q=G/(2×
24)=21.9KN/m。
2、桁架内力计算
弯矩计算:
最不利情况是车辆行走到便桥中间位置,此时产生的弯矩最大.
最大弯矩为:
弯矩图:
剪力计算:
当车辆后轮刚上到桥面时,支座处受到的剪力最大。
对A点取矩,由∑MA=0
RB=(600×
(24-4.5/3)+21.9×
242/2)/24=825.3KN
Qmax=RB=825.3KN<[N]=1470KN
挠度计算:
f总=f1+f2
钢桥跨度L=24m,桁架钢材弹性模量E=2.1×
1011MPa,I=3464606.4cm4
f1:
自重引起的挠度;
f2:
车辆荷载引起的挠度;
f总=f1+f2=36.8mm<l/250=96mm
故满足要求。
3、纵梁内力计算
1)、计算简图:
2)、内力计算
纵梁采用A3工字钢I18,纵梁排布在横梁上,间距20cm,最大跨度1.04m,桥面板产生的荷载和纵梁自重均可以忽略,纵梁跨越横梁形成连续梁。
考虑纵梁和横梁为非固连接,且汽车轮重始终只能作用在其中一跨,当一跨受荷载时,相邻跨有上翘的趋势,因此纵梁实际按简支梁计算。
因为横梁间距和车轮接地的长度较接近,故车辆计算荷载按均布荷载计算内力。
取一组后轮为对象,假设由四跟纵梁承担压力。
当车辆一组后轮正好压到一跨纵梁上时,此时纵梁承受荷载最大,
作用于一根纵梁上的车轮计算荷载为:
最大弯矩为:
纵梁的最大应力为:
剪力计算:
当车轮正好在纵梁跟横梁衔接处时纵梁的剪力最大为:
Q2max=g2=50KN
挠度计算:
4、横梁内力计算
1)、受力分析与计算跨径
桥面系每个桁架配置8根横梁4组,每组2根,每隔一组横梁设置一根斜撑,横梁的验算不带斜撑计算,横梁组最大间距为1.04m。
横梁的计算跨径是按三排桁架来考虑的,如下图所示,为简化计算,横梁跨度按5.4m计算,采梁用螺栓将用横固定于贝雷弦杆上,承受纵梁传递的集中力,由于纵梁间距较小,故按均布荷载计算。
A3钢的容许弯曲应力为145MPa。
2)、横梁强度检算
桥面板和纵梁的自重
桥面板重q1=3.7×
1.04×
78.5×
10/1000=3.02KN;
纵梁重q2=19×
24.1×
10/1000=4.76KN;
横梁自重q3=2×
287.4×
10/1000=5.75KN
横梁承受的均布荷载:
q=13.71/5.4=2.53KN/m
横梁计算简图如上图所示,活载压力为200KN。
车辆一组后轴正对横梁时,一根纵梁承受部分荷载(按照纵梁的刚度验算)。
考虑1.5倍的系数,则后轴正下方的横梁受到的活载为:
计算横梁的最大弯矩,近似取静载的跨中弯矩与活载产生的最大弯矩进行叠加。
最大应力:
3)、剪力计算:
车辆靠一侧行驶时,横梁受到的剪力最大。
Q2max=RA
4)、横梁刚度验算
5、基础承载力计算
满载车辆后轮位于桥头时为最不利状况,此时基础承受的力最大,
受力如图所示:
支座反力为:
Fmax支座=F/2+qL/8=(600/2+1050.448/8)=431.3KN,
支座的平面尺寸为45×
45cm。
支座对基础的压强:
σ=Fmax支座/A支座面积=431.3×
103/(0.45×
0.45)=2.1MPa
则桥台选用C20混凝土条形扩大基础,基础宽1.2米宽,长6米,高1米;
墩身为钢筋混凝土方形柱,基础为2*6*2m的扩大基础,墩顶高和河岸桥台相平,台后采用浆砌片石砌筑。
6)墩柱受力计算
假定方形钢筋混凝土墩柱为6米高,截面尺寸为横桥向1.5米,顺桥向1.2米,采用C30混凝土现浇,两个墩顶用两根I40工字钢连接(和墩顶预埋钢板焊接),两墩柱中心间距为4.7米。
在车辆处于一跨靠近墩柱时,墩柱属于偏心受压,偏心距为0.225米,偏心压力为300KN,偏心力对墩柱侧面产生弯矩,所以墩柱需要配置钢筋。
L0-柱长,6m;
h-弯矩方向截面宽,1.2m。
,该柱为长柱。
(1)大小偏心构件的判别
故可按小偏心受压构件计算
(2)求钢筋截面积AS=A’S
受拉面选用10根Φ12钢筋均布即可。
参照以上计算,每个柱需要用Φ12螺纹钢筋40根(每个面10根),水平箍筋采用Φ10盘条,箍筋间距200mm。
三、主要材料和设备
根据计算48米钢便桥的主要材料如下表:
主要材料
(架设用)
10
销子和插销
20
横梁
6
4
摇滚
平滚
四、基础施工
1、桥位测量定位
根据现场踏勘情况选定的桥位,进行测量放样,定出桥台的支承中心位置,并现场将基础位置标桩(按设计平面尺寸四周扩大2米)。
2、围堰施工
根据现场河水情况,用编织袋装粘土,将装好粘土袋从河岸边开始逐段填码,填码围堰底宽度不小于5米顶宽不小于1.5米,围堰外侧倾提填粘土(防止围堰渗水),围堰顶高出水面0.5米。
围堰做好之后排除围堰内的水。
3、扩大基础施工
利用挖掘机清除围堰内的淤泥,精确定位扩大基础位置,探明基础下确实没有溶洞后,开挖扩大基础,基础嵌入基岩1米。
扩大基础分层施工,层与层之间放置一定的连接钢筋。
扩大基础施工时注意预埋墩身钢筋。
4、台身施工
台身施工时采用钢模板,为了增加桥台的抗剪能力,在台身沿横桥向布置两排钢筋网,竖向为Φ12钢筋,水平向为Φ8钢筋,钢筋间距均为20cm。
背墙位置预埋n型Φ12钢筋,台身施工完后在施工背墙混凝土,背墙顶面和桥面高程一致。
五、贝雷梁架设方法和工艺
(一)架设方法
采用悬臂推出法架设贝雷梁,所谓“悬臂推出”就是在一岸将桥梁的大部分构件在滚轴上拼装好然后用人力或机械牵引,直到对岸。
(二)架设工作顺序
架设桥梁时按场地、器材准备、拼装、推出、落梁、构筑进出口的步骤进行。
(三)架桥的准备
1、场地布置
为方便架桥作业,根据架桥现场的地形、道路状况,在推出岸的桥头应规划出堆放桥梁部件、工具的位置和车辆掉头的位置。
在河的对岸,应尽可能制造条件将在对岸桥头使用的座板、平滚和其他器材,先运到,安装就位。
(四)推出稳定性校核
便桥推出架设,需要计算
推出滚轮轴的承载力;
推出的稳定性;
鼻梁的强度与翘起高度。
1、推出岸滚轮轴的承载力的校核
1)公路钢桥在架设时通常在推出岸的末端设摇滚,当桥架推到一定位置,摇滚前后处于平衡状态,推出全部重量由摇滚承受,现架设三排单层跨径为24米的桥梁,鼻梁为5节(鼻架的格数为正桥格数的一半再加1),则
正桥重力为:
72.3KN×
10=723KN
鼻架重力为:
9KN×
6=54KN
总重力为:
287+54=777KN
在推出岸末端共设4个摇滚,每个摇轴承重力777/4=194.25KN小于摇滚的设计承载力250KN。
2)对岸摇滚承载力核算
对岸摇滚最大负荷发生在鼻梁将全部推进对岸(前端鼻梁为拆除),此时只有两个摇滚支持着桥架(正桥搭上后才有四个摇滚支承)
每个摇滚的承重力为:
1/2×
1/28.5×
(14.25W1+37.5W2)
=1/57×
(14.25×
723+37.5×
54)
=216.3KN<250KN
3)鼻梁强度验算
当桥架鼻梁刚到达对岸的摇滚上时,鼻梁和正桥结合部的弯矩最大。
最大弯矩:
(4×
72.3×
6+54×
3×
7)×
18/30=1721.52KN●m<
[M]=2246KM●m
(五)桥粱构件的拼装
1、鼻梁的安装
(1)在推出岸每个摇滚上各竖一片桁架,阴阳头保持一致。
(2)在桁架前端竖杆后面设一根横梁,用横梁夹具半固定。
(3)安装第二格桁架,并在第一格桁架横梁上装上斜撑,拧紧横梁夹具。
(4)在第二格桁架前端竖杆后安装一根横梁,用夹具半固定。
(5)安装第三格桁架,并在第一格装抗风拉杆(跨径30米以下桥梁可以不装),在第二格横梁上装斜撑(跨径30米以下桥梁可以不装)
按此方法进行,直到鼻梁拼装完毕,拼装时注意保持桁架平稳;
防止桁架横向变位,应注意前一格的抗风拉杆应在后一格的横梁安装之后,才可装上。
2、正梁的安装
(1)将第一格内排桁架连接于已装好的鼻梁上。
(2)抬上第二排桁架,在第一排和第二排桁架之间安支撑架,待第一格横梁就位后拧紧支撑架螺栓。
(3)装上第二格之第二排桁架。
(4)抬上第一格之第三排桁架,各以一人扶稳。
(5)第一格桁架中竖杆前装横梁,用夹具扣住,但不夹紧。
(6)在第一格桁架后端竖杆前加入第二根横梁。
(7)再在同一格桁架前端竖杆后安装第三根横梁,并在第二根横梁上安装斜撑。
(8)装第一格之抗风拉杆,并在第二与第三排桁架前端竖杆上安联板,然后旋紧所有横梁夹具。
第一格桥梁至此安装完毕。
第二格桁架安装顺序:
-装上第二格之内排桁架。
-装上第三格之第二排桁架。
-装上第二格之第三排桁架。
-在第二格桁架后端竖杆前安上横梁,不夹紧。
-在该横梁上装斜撑,同时安装抗风拉杆。
-装中横梁。
-安上支撑架及联板。
-拧紧横梁夹具及抗风拉杆。
以同样的顺序安装其他格桥梁。
(六)桥梁的推出
桥梁推出时用力均匀,以减少悬空部分的震动。
推进方向应严格掌握,如发现偏差应立即纠正,特别在桁架接近平衡点容易转动时,可以采用拨动尾部的办法彻底纠正。
推出时最好采取推拉结合。
(七)桥梁的落座
桥梁落座用千斤顶在桥梁下弦,其位置最好在桁架弦杆与腹杆交点,千斤顶与弦杆之间放一块厚板,将压力平均传到弦杆的两个槽钢上,顶起桥梁、撤出摇滚、换成支座。
六、桥梁的使用与维护
1、在桥梁两端应设载重吨位的标示牌,防止超载。
2、定期检查桁架连接销的保险销,各种螺栓,横梁夹具及抗风拉杆有无松动、丢失。
3、对严重积水和锈蚀部位应设法排水和防锈、涂漆、涂油。
4、检查主桥两岸支座地基有无沉降。
5、经常注意观察,定期测量桥梁跨中挠度,如变化较大时,应查明原因,加以处理。
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