国道569曼德拉至大通公路克图至大通路面工程KD-LM1 钢便桥施工方案
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45b工字钢每米重87.4kg,再加上联结钢筋及钢板重量,单片工字钢自重按1KN/m计算,及q=1KN/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100吨的大型车辆,及单侧车轮压力为500KN,单片45b工字钢尺寸如图2:
其分布如图3:
F单侧车轮压力非平均分配于所有纵梁上,因此必须求出车轮中心点处最大压力fmax,且车轮单个宽25cm,整个后八轮
f图3自卸车单侧车轮共计50cm,45b工字钢翼板宽
图2(单位:mm)15.2cm,每片工字钢间横向间距为30cm,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:
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图4
由图4可得到fmax=F/2,单片工字钢受集中荷载为fmax/2=125KN。
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P?75KN?(1?0.2)?150KN。 二、结构强度检算
由图1所示单片工字钢受力图示,已知q=1KN/m,P=150KN,工字钢计算跨径l=6m,根据设计规范,工字钢容许弯曲应力??w?=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):
Mmaxql2Pl1KN/m?(6m)290KN/m?6m?????139.5KN?m 8484最大剪力(当P接近支座处时)
Vmax?ql1KN/m?6m?P??150KN?153KN 222、验算强度 正应力验算:
??Mmax/w?139.5KN?m1500cm3?93MPa?????210MPa
(w为45b工字钢净截面弹性抵抗矩,查表得到为1500cm3) 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??V/(hwtw)计算。hw为腹板净高(除去翼板厚度),
tw为腹板厚度,由图2可得到hw=414mm,tw=13.5mm。
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计算得到:
??Vmaxht?95.6KN(414mm?13.5mm)?17.1MPa?????120MPa
ww3、整体挠度验算
工字钢梁容许挠度?f??l/400?600cm/400?1.5cm,而梁体变形为整体变形,由单侧11片工字钢为一整体进行验算,计算得到:
?5?6q?l4Fl3?f????EI 48??384其中q=1KN/m F=360KN E=206×105/cm2 I=33760cm4×11
?5?6?1KN/m?(600cm)4360KN?(600cm)3?f????38448???0.649cm
?206?10/cm52?33760cm4?11?
考虑车辆荷载非集中荷载,后轮轴重如达100吨时为双桥车,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。
0.5F0.5Fq
图5
根据图1和图5中集中荷载弯矩计算公式分别为: M1?FlFab 和 M2? a?(560?140)cm b?(560?140)cm 4l ??M24ab?2?0.94 M1l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,
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及?f?0.94?0.649cm?0.61cm??f??2.8cm
根据以上验算,可见本便桥可通过的最大车重为100吨,因此次设计可以完全满足使用要求。 三、桥墩、桥台基础设计
1、基础承载力计算
桥身钢结构自重32.03吨,荷载:后八轮-100吨 桥梁上部恒载反力N1=32.03/2=16.02T 桥梁上部活载反力N2=100T
桥台自重G=2.5×2×0.8×6+2.5×0.45×6×0.8=26.16 不考虑偏心作用,墩身受中心荷载作用,其地基承载应为:
N1?N2?GAσ==16.02?100?26.16=29.6KPa
6?0.8注意:桥台基础底部承载力必须>29.6 KPa,因一般河岸淤泥质地基承载力较低,建议开挖至相应基础深度,并通过试验确定地基承载力,确保满足要求。
桥墩同理计算,桥台基础底部承载力必须>29.6 KPa,因一般河岸淤泥质地基承载力较低,建议开挖至相应基础深度,并通过试验确定地基承载力,确保满足要求。
2、抗滑移稳定验算
台侧土压力按朗肯土压力公式计算。取γ=18kN/m3,ka=0.33, 则墩侧土压力Pa=0.5γh2ka=0.5×18×42×0.33=47.52kN
∑Ni=G=83.71=837kN
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∑Pi= Pa =47.42 kN
基底摩擦系数按沙砾取μ=0.35 则kc=0.35×837/47.52= 6.16>1.3 满足要求。 3、抗倾覆验算
墩侧土压力按朗肯土压力公式计算。取γ=18kN/m3,ka=0.33, 则墩侧土压力Pa=0.5γh2ka=0.5×18×42×0.33=47.52kN 于是,倾覆力矩
M1=Pa×0.3h = 47.52×0.33×4= 62.73kN·m 墩身抗倾覆力矩
M2=G·0.5×4= 837×2= 1674kN·m 抗倾覆稳定系数
K0 =M2/M1 =1674/62.73 = 26.68>1.5 满足抗倾覆要求。
第二章 施工安排
第一节 主要工程管理目标
树立一流的目标,创新一流的管理,打造一流的团队,本项目总目标为“四优四零”,四优即:方案优化,工程优质,效益优良,队伍优秀;四零即:违法违纪案件为零,重大质量事故为零,重大安全事故为零,重大环保事故为零。
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