栈桥及平台受力计算书.doc

1 钢管桩便桥钢管桩便桥受力计算书受力计算书 20 10年3月6日 2 钢管桩便桥及平台受力计算书一、便桥及平台结构简介钢便桥及平台结构见附图, 由于 2、 3 号主墩横轴线与桥纵轴线斜交,所以工作平台与钻孔平台轴线斜交,在 2、 3 号墩位置分别搭设钢便桥和钢平台,钢平台分为工作平台与钻孔平台。便桥采用钢管桩基础,共一跨,与河堤堤岸相接,宽度为 6m , 跨度为 。与便桥相连的为工作平台, 宽度为 9m , 跨度为 12m 。便桥及工作平台共计有三排钢管桩,与河堤连接处桥墩采用 2根φ 630*8mm 钢管桩,其余两个桥墩采用 3根φ 630*8mm 钢管桩。便桥及工作平台的钢管桩以上采用 2I40b 工字钢作为横梁, 横梁以上采用四根 H580 做为桥面主梁, 主梁间距为 144cm , 主梁以上采用 I20b 作为桥面分布梁, 分布梁间距为 45cm , 分布梁顶面铺设 1cm 厚钢板作为桥面板。每个墩钻孔平台共计设 10根φ 529*8mm 钢管桩,平台宽度为 9m ,由于与钢便桥斜交,平台形状为一梯形,梯形的上下底分别为 和 。梯形长边位置设 4 根钢管桩,其余两排均为三根钢管桩。钢管桩顶横梁中间一根为 2I45b 、边上两根为 I45b 。横梁上铺设 I30 轻型工字钢, 间距为 60cm 。 I30 工字钢上除护筒位置外满铺[18b 槽钢作为桥面系。二、便桥及平台各主要部件的应力计算按最不利荷载计算便桥及平台受力,最不利的荷载工况为一辆 12m 3 罐车满载混凝土行驶在便桥或平台上时。经实际称重知, 罐车 8 个后 3 轮共计荷载 40t , 前轮盒子啊约为 10t 。后轮有两个轴, 轴间距为 130cm , 每个轴单侧车轮着地尺寸为 60*20cm , 后轮两个轴中心距离前轮距离约为 。下面按此荷载对便桥及平台进行受力计算。 1 、便桥及工作平台钢管桩受力计算便桥及工作平台采用φ 630*8mm 钢管桩,简化的最不利工况是当罐车的两个后轴的中心与三根钢管桩的中间一根钢管桩中心重合时, 偏安全考虑, 按两个后轴 40t 全部由中间一根钢管承受, 而不考虑边上钢管桩的受力。在以上 40t 荷载基础上再考虑 20% 便桥自身荷载, 则中间一根钢管桩最大荷载等于 40*=48t 。φ 630*8mm 钢管桩截面面积 A=156cm2 便桥最大压应力=48000/156=308Kgf/cm2= ,远小于容许值 145MPa ,所以便桥及工作平台钢管桩受力能够满足要求。 2 、钢管桩上横梁受力计算( 1) 横梁弯应力计算显然钢管桩中心距离为 350cm 上的 2I40a 横梁受力最为不利,此时横梁作用在内侧钢管壁的支点距离 L=350-63=287cm 罐车车轮左右车轮外侧距离为 2m , 则左右车轮中心距离为 , 约等于 H 型钢的中心间距 。故当罐车两个后轴的中心作用在两根钢管横梁的中心时, 横梁的受力最为不利, 此时左右车轮分别作用在两根 H 型钢中心,按简支梁计算,纵梁支撑中心距离支点距离为 ( 见方案图) ,取 70cm 。其计算简图如下: 4 显然最大弯矩 Mmax=20000* ( 287-140 ) /2= 横梁为 2I40a ,其截面抵抗矩 W=1086 × 2=2172cm 3 所以横梁的最大应力σ max =W max M =1470000/2172=677Kgf/cm 2 = < f=145M pa 横梁抗弯应力能满足规范要求。( 2) 2I40a 最大挠度计算采用清华大学求解器求得的最大挠度如下: 最大挠度值等于 < [Δ]=L/400=350/400= ,所以 2I40 a 横梁型钢刚度满足规范要求。 3 、便桥及工作平台 H 型钢纵梁受力计算( 1) H 型钢抗弯能力计算显然跨径为 12m 的 H 型钢受力最为不利,按简支梁进行计算, 按罐车两个后轴的中心作用在跨中计算,此时前轮离支座 50cm ,可以忽略其对跨中弯矩的影响。为简化计算, 偏安全的认为两个后轴的单侧车轮中心点作用 20t 荷载在 H 型钢的跨中为最不利受力工况。 5 由于 H 型钢中心间距为 144cm ,罐车后轮宽度为 60cm ,容易计算出两侧的两片 H 型钢分配荷载的比例=15/144*2*100%=21%, 也就是说两侧 H 型钢分配了 21% 的荷载,这样后轮中心作用的 H 型钢跨中分配的荷载 P=20* ( 1- ) = 此时跨中最大弯矩 M max =4 PL =*1000*1200/4 = × 10 6K gf·