仁赤24标工字钢便桥设计及荷载验算书

施工便桥设计方案及检算一、 工程概况xx 大道公跨铁立交为1-12m 框架桥，下穿京广货线，上为xx 大道。

由于本桥梁位于武汉钢铁集团公司大门口，为武钢职工上下班车辆主要通道，每天进出职工约4万人，故需在原地修建便桥来保证武钢施工上下班道路的畅通。

根据施工方案，先在框架基坑两边施工挖孔桩，既做为开挖基坑的边坡防护桩，又作为施工便桥的墩柱，在挖孔桩上面现浇盖梁，然后完成主纵梁、横梁、桥面铺设，开通便桥后，再开挖基坑，现浇框架桥，待框架桥混凝土达到设计强度，恢复路面后，再拆除便桥恢复行车。

二、 便桥设计方案施工便桥按净跨16m 、双向双车道设计，单车道宽为3.75m 、人行道宽3.5m 。

桥面采用2cm 厚防滑钢板，横梁采用200×200H 型钢，间距600mm ，主梁为叠加的600×200H 型钢，间距2000mm 。

防滑钢板、横梁、纵梁之间采用螺栓连接。

纵梁之间下部用∠75角钢连接增加稳定性。

（详见附图） 三、 主要结构检算按公路-Ⅱ级荷载加载 1、防滑钢板 1）、计算模型净跨距L=0.6-0.2=0.4m ，板厚0.02m ，重载车轮着地长度0.2m ，车轮轴重P=140KN 。

取最边上一孔，作简支梁简化、假设横梁为刚性，受力模型如下：200×200型钢2cm厚钢板q=140/0.2=700kn/m400600200单位：mm钢板的截面特性（钢板宽度取2m ）：I x =bh 3/12=2×0.023/12=1.333×10-6m 4， w x = I x /y max =1.333×10-6/0.01=1.333×10-4m 32）、最大弯曲应力检算M max =700×0.2/2×0.2-700×0.1×0.05=10.5kn ·m σmax = M max / w x =78.8MPa ＜[σ]=350 MPa 符合规范要求。

钢便桥设计与验算1、项目概况钢便桥拟采用18+36+21m全长共75m钢便桥采用下承式结构，车道净宽 4.0m，主梁采用贝雷架双排双层，横梁为标准件16Mn材质I28a,桥面采用定型桥面板，下部结构为钢管桩（φ529）群桩基础。

2、遵循的技术标准及规范2.1遵循的技术规范《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）《公路桥梁施工技术规范》（JTG F50-2001）《钢结构设计规范》（GB S0017-2003）《装配式公路钢桥使用手册》《路桥施工计算手册》2.2技术标准2.2.1车辆荷载根据工程需要，该钢便桥只需通过混凝土罐车。

目前市场上上最大罐车为16m3。

空车重为16.6T混凝土重16*2.4=38.4T。

总重=16.6+38.4=55.0T。

16m3罐车车辆轴重2.2.2便桥断面2.2.3钢便桥限制速度5km/h 3、主要材料及技术参数 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86，临时性结构容许应力按提高30-40%后使用，本表提高1.3计。

4、设计计算（中跨桁架） 4.1计算简图材料弹模(MP)屈服极限(MP) 容许弯曲拉应力(MP) 提高后容许弯曲应力(MP) 容许剪应力(MP) 提高后容许剪应力(MP) 参考资料 Q2352.1E+5235145188.585110.5设计规范 Q3452.1E+5345 210 273 120 156设计规范贝雷架 2.1E+5345240-245N/肢-按照钢便桥两端跨度需有较大纵横坡的实际需要，故每跨断开，只能作为简支架计算，不能作为连续梁来计算。

4.1.1中跨计算简图36.0m简支梁4.1.2边跨计算简图21.0m简支梁4.2荷载4.2.1恒载中跨上部结构采用装配式公路钢桥——贝雷双排双层。

横梁为I28a。

43.47kg/m。

单根重5*43.47=217.4kg=2.17KN；纵梁和桥面采用标准面板：宽2.0m，长6.0m，重1.8T。

1-9m工字钢便桥结构受力检算书1、检算依据1.1《临时便桥施工图》1.2《公路桥梁设计规范》JTG-D60-20041.3《基础工程》（中国铁道出版社）1.4本项目行车特点、等级要求2、设计简介2.1 1—9m便桥设计宽度4m，设计跨度9m，净跨8.4m；基础采用C30砼扩大基础，C30砼台身；便桥纵梁采用8根I40a 工字钢，工字钢顶部铺20cm 厚钢筋混凝土。

2.2 结构检算时，对正交桥与斜交桥同样看待，因为对于上部结构的单个单元来说，其受力特点是相同的。

2.3 冲击系数按《桥规》规定取值。

2.4 由于是施工便道，行人少，不考虑人群荷载。

2.5 纵横向风力、流水压力、温度影响力及其他偶然荷载不予考虑。

2.6桥台因台前填筑较松，检算时，不考虑台前被动土压力，是偏于安全的。

3、最不利工况的确定按《桥规》规定的荷载组合Ⅱ进行检算，基本可变荷载为汽车—超20级，其他可变荷载为冲击力。

结构受力按基本可变荷载（汽车—20）＋恒载＋冲击力组合。

3.1基本可变荷载1-9m工字钢便桥结构受力检算书1、检算依据1.1《临时便桥施工图》1.2《公路桥梁设计规范》JTG-D60-20041.3《基础工程》（中国铁道出版社）1.4本项目行车特点、等级要求2、设计简介2.1 1—9m便桥设计宽度4m，设计跨度9m，净跨8.4m；基础采用C30砼扩大基础，C30砼台身；便桥纵梁采用8根I40a 工字钢，工字钢顶部铺20cm 厚钢筋混凝土。

2.2 结构检算时，对正交桥与斜交桥同样看待，因为对于上部结构的单个单元来说，其受力特点是相同的。

2.3 冲击系数按《桥规》规定取值。

2.4 由于是施工便道，行人少，不考虑人群荷载。

2.5 纵横向风力、流水压力、温度影响力及其他偶然荷载不予考虑。

2.6桥台因台前填筑较松，检算时，不考虑台前被动土压力，是偏于安全的。

3、最不利工况的确定按《桥规》规定的荷载组合Ⅱ进行检算，基本可变荷载为汽车—超20级，其他可变荷载为冲击力。

隧道内钢便桥钢梁计算书已知条件：在施工隧道内布设一简支梁，简支梁跨4.5米，双幅钢梁承受10ton 活载，单幅钢梁重0.75ton ，其它条件见下图及料表。

求：在安全系数1.3时，钢栈桥是否满足使用要求？IIII平面图II-II图500100500I-I图栈桥耗材数量表（单幅）解：经分析，车辆荷载移动时，每幅钢梁至少有2个1#纵梁参与受力，检算时，按2个1#纵梁受力检算。

单幅钢梁自重0.75ton，简化为均布荷载为：0.75ton/4.5m=0.167ton/m,即：q=1.67KN/m; 双幅钢梁承受10ton活载,每幅钢梁承受10ton/2=5ton活载，最不利工况为活载居梁跨中时，F=50KN。

受力模型如下图:一、内力计算采用叠加法计算：(1)当梁跨仅受集中力作用F=50KN时：支座反力：R1=R2=F/2=25KN剪力：V1=25KN;V2=-25KN弯矩：Mmax=F*L/4=50KN*4.5m/4=56.25KN.m挠度：Wmax=F*L^3/(48*E*I)上表以厘米尺寸计算。

其中E=206*10^3N/mm2；I=5000cm4则：Wmax=50KN*(4.5m)^3/(48*206*10^3N/mm2*5000cm4)=9.2mm (2)当梁仅受均部荷载q=1.67KN/m时：支座反力：R1=R2=q*l/2=3.7575KN剪力：V1=3.7575KN;V2=-3.7575KN弯矩：Mmax=q*l^2/8=1.67KN/m*(4.5m)^2/8=4.227KN.m挠度：Wmax=5* q*l^4/(384*E*I)其中E=206*10^3N/mm2；I=5000cm4则：Wmax=5* 1.67KN/m *(4.5m)^4/(384*206*10^3N/mm2*5000cm4)=0.87mm (3)当均布荷载和集中荷载共同作用时：支座反力：Rmax=25KN+3.7575KN=28.7575 KN剪力：V1max=28.7575 KN;V2max=-28.7575 KN弯矩：Mmax=56.25KN.m+4.227KN.m=60.477 KN.m挠度：Wmax=9.2mm+0.87mm=10.07mm二、强度、刚度校核：（1）梁的正应力强度校核σ=Mmax/Wx=60.477 KN.m/500cm3=120.954MPa考虑1.3的安全系数有：120.954 MPa *1.3=157.24 MPa<[σ]=170 MPa梁的抗弯强度满足使用要求！（2）梁的切应力强度校核τ=F*S/(I*b)经查表20b,Ix:Sx=16.9,即有S=I/16.9cm=5000cm4/16.9cm=295.858 cm3τ=F*S/(I*b)= 28.7575 KN*295.858 cm3/(5000cm4*9mm*2)= 9.453MPa考虑1.3的安全系数有：9.453MPa *1.3=12.289 MPa<[τ]=100 MPa梁的抗剪强度满足使用要求！（3）梁的刚度校核y/l=10.07/4500=2.237*10^-3<[f/l]=1/400=2.5*10^-3梁的刚度满足使用要求！检算结果：图中纵梁之间用钢筋、钢板、工钢横向连接，满足横向构造连接要求，横向稳定性不用检算；综上所述，经计算，此钢梁满足使用要求！。

便桥结构受力验算一．便桥结构1、便桥采用２—6.５m 结构，桥台采用矩形基础,基础底面为4.4×2.3m;桥墩采用矩形基础，基础底面为4.2×2.3m 。

桥面采用7根40b 工字钢，工字钢长6.5m ，工字钢上铺满枕木。

桥具体结构见《圆岩寨隧道出口便桥结构图》。

2、设计荷载：汽-400二.结构受力验算.㈠框架结构受力1、荷载：①汽-400②I40b 工字钢自重及枕木：其中I40b 工字钢为73.8㎏/m ；枕木共5.2m 3，重约3.0t ，按7根工字钢平均受力计算，则每根工字钢受到以下三种力：a.汽车荷载：P 1=78.940⨯=56KN b.工字钢自重：q=73.8×9.8=723.2N/mc.枕木自重:p 2=78.90.3⨯=4.2KN 则P 总=P 1+q ·L+P 2=65KN2、刚度计算:△f=EIPL 3*481 其中:P —每根工字钢受力,P=P 总=65KNE —弹性模量,取E=2.06×105MPa=2.06×1011PaI —惯性矩,查表得40b 工字钢的Ix 值为=2.28×104-m 4L —工字钢受力长度,L=6.5m 则: △f=EI PL 3*481=481×411331028.21006.25.61065-⨯⨯⨯⨯⨯ =7.9㎜＜500L =13㎜ 符合要求. 3.强度计算:M max =(P 1+P 2)2L +81qL 2 =(56×103+4.2×103)×25.6+81×738×652=199547.6N ·M则：σ=x W M max =31014.16.199547-⨯=1.75×108Pa=175MPa ＜〔σ〕=235 MPa 符合要求.㈡.基础强度验算:1. 基础地质情况根据温福施图(桥)-01-3,当基础埋置于地面以下2.9m 时,基底按接触层为(2)-1,该层极限压应力为σ=〔300〕KPa;(2)-1层下1m 为(2)-2, (2)-2层极限压应力为〔120〕KPa; (2)-2层下1㎝为(3)层, (3)层极限压应力为〔40〕KPa; (3)层下4.5m 为(4)层,(4)层极限压应力为〔400〕KPa.2. 受力分析⑴基底受力分析:①当汽车荷载作用于桥墩(台)时,为最不利位置,此时基底所受荷载如下:压应力:a.汽车荷载:400KNb.桥面系重量:275.68.73⨯⨯×9.8=16.5KN c.单个桥(墩)台自重:16.1×2.5×9.8=394.5KN合计: P=400+16.5+394.5=811KN②考虑偏心荷载作用:两车轮间距为1.8m,桥面宽4.0m,最大偏心距离为1.1m,则偏心矩为M max =40KN ×1.1m=440KN ·m抵抗矩W x =3.2)3.22.2(2⨯=11.1323m 则基底最大压应力σ最大=A P +W M max =3.24.4108113⨯⨯+132.11104403⨯=119.7KPa ＜300KPa 符合要求。

钢便桥稳定验算1、便桥设计为保证施工过程中小区及单位锅炉房车辆的通畅，拟在道路施工处搭设交通便桥，本次施工钢便桥有中型客车及20吨货车通过，为了确保施工安全采用20吨货运车进行验算，根据现场搭桥长度，便桥主梁采用I30,主梁中到中间距450mm，主梁腹板之间采用2【】24a的槽钢连接。

桥面板采用2cm厚钢板铺设，桥面板采用橡胶防滑带铺设，桥面板下垫1cm厚橡胶垫，具体详见附图。

桥面宽为5.0m，桥面跨度为15m，即L=15m，桥面主梁采用I30工字钢，钢板选取20mm厚；以0.45米板带为计算单元。

2、荷载计算钢板自重：157Kg/m2q0=157×0.45×9.8/1000=0.6924KN/m钢梁自重：48Kg/mq1=48*9.8/1000=0.4704KN/m货运汽车活荷载，车辆重力为500KN，车轴数为2个，每个车轴重力为250KN，纵向轴距为1.2+4.0m，车轮横向中距为3*0.9m，每对车轮着地宽和长为0.5*0.2m。

货运汽车对便桥横向最不利布载如下图： 均布活荷载作用下支座反力V V=KN 14.4545.02*325.0*25.0*1250.452*0.125)-(0.45*0.25*q ==3、强度验算3.1桥面板强度验算 板自重荷载很小可不计桥面板跨度l=l 0+2t=0.45-0.176+2*0.02=0.31M 活=m KN ql •==1.2831.0*31.0*125*4.18*4.12 W x =3220833625*2006mm bh == 226/215/8.1002083310*1.2mm N mm N W M <===σ桥面板强度满足要求 3.2桥面主梁强度验算以0.45米板带为计算单元，跨度为5.0m 。

恒载：板自重+梁自重q=q 0+q 1=0.6924+0.4704=1.1628KN/m=恒M m KN ql •==06105.080.3*0.3*1628.182汽车对便桥梁的最不利荷载分布示意图汽车最大荷载活载最大弯矩：m KN M a l l R M k •=--=--=60.962.1*76.22)2220.9(0.94*76.22)22(2活 荷载组合：1.2恒+1.4活M max =1.2*22.76+1.4*96.60=162.552m KN •2236max /215/294.6210*330010*552.162mm N mm N W M x <===σ； 便桥主梁抗弯强度满足要求。

第1章钢便桥计算书1.1受力模型及材料参数钢栈桥验算采用有限元法，选取便桥的标准跨径作为计算模型，利用midas Civil 2019计算程序建模进行验算。

1.1.1跨径9m单排3根桩钢便桥结构模型图1.1-2 跨径9m单排3根桩便桥结构模型桥型1：栈桥上部结构为贝雷梁结构，下部结构为钢管桩加型钢承重梁结构。

栈桥基础及桥墩全部采用φ630mm厚10mm的螺旋焊接钢管桩，钢管桩按单排3根桩桩布置。

横联及斜撑采用[20a槽钢，钢管桩顶设双拼I45a工字钢帽梁。

桩顶横梁上架设贝雷梁，采用单层3组每组2片总计6片贝雷架结构，每组贝雷架采用定制支撑架连接，相邻贝雷架组采用∠75×8角钢连接，间距为90+125+90+125+90cm形成主纵梁，贝雷梁上设按30㎝间距布置I25a工字钢分配横梁与桥面10mm厚钢板经焊接固定成型的6m宽模块。

1.1.2材料参数铺装钢板厚度10mm，材料Q235钢。

分配横梁参数：材料Q235钢，截面I25a，长度6m。

主梁参数：采用321型贝雷片，材料为16Mn钢。

贝雷梁支撑架参数：材料Q235，材料为∠63×4角钢。

贝雷梁组间斜撑参数：材料Q235，材料为∠75×8角钢。

桩顶横梁参数：材料Q235钢，截面2×I45a，长度6m。

钢管桩参数：材料Q235钢，管型截面（外径630mm，厚度10mm）长度为13.4m。

根据《钢结构设计标准》GB50017-2017，钢材强度设计值可查表得：型钢材质均为Q235钢，其抗弯设计强度a 215][MP =σ，抗剪设计强度[]a 125MP =τ。

贝雷片材质为16Mn 钢，其容许弯应力[]a 273MP =σ，容许剪应力[]a 156MP =τ。

根据《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015，挠度计算可查表得：2.边界条件钢管桩的底部固结；桩顶横梁和钢管桩采用弹性连接(刚性)； 桩顶横梁和贝雷片弹性连接(刚性)； 贝雷片和分配横梁采用弹性连接(刚性)。

D24钢便梁架空线路设备稳定性检算一、概述本桥面采用D24m低高度便梁经行线路加宽，2.5*6m的条形基础支撑架空线路，架空跨度为L=13.5m简支梁，在直线上D24m型便梁定位线与既有桥边线重合，载重车辆慢行限速30km/h。

二、检算依据2.1计算依据本设计是以TB10002.1-99铁路桥梁设计规范、《铁路桥梁检定规范》、《钢结构设计规范》、《铁路公务安全规则》为主要依据。

2.2计算活载D24型施工便梁采用下承板梁结构，按铁路“中-活载”和“建筑接近限界”进行设计；2.3容许应力D24钢便梁的纵、横梁为16Mnq钢，板厚≤16mm，基本容许应力为［σw］=240MPA, ［T］=145MPA；工字钢其他参数有σs；300MPA－320MPA, σb；430MPA－445MPA, σw；26MPA－30MPA2.4容许挠度根据规范及《铁路工务安全规则》的规定，纵横梁的竖向弹性挠度不超过跨度的1/400；2.5主要技术参数D24型便梁纵横梁每片梁毛截面惯性矩Ix=4x68503cm4 净截面抵抗矩Wx-x=4x7563.5cm3，横梁每片梁毛截面惯性矩Ix=18173cm4，净截面抵抗矩Wx-x=760.8cm3纵梁检算荷载计算卡车荷载查《线路桥梁设计规范》附录三换算均布荷载；K1=130.27KN/MB、静荷载D24型施工便梁重量合计为48903.5kg枕木重量估算为1000kg，线上铁板及路面混凝土估算为2894.4kg合计2894.4+1000+48903.5=51798.9kgQ静=51797.9/24.12=21.48kn/mC、总荷载k=k1+Q静=21.48+130.27=151.75kn/m卡车冲击系数若卡车以45km/h的速度行驶在（本桥限速30km/h）则冲击系数：1+0.75uV=1+0.75*0.75*28/（40+24.12）=1.25 其中：u=45/60=0.75应力验算抗弯应力：M=1/8qL2=1/8x（ 1.25*130.27+21.48）x24.12x24.12=13403.9KN/m则σmax=M/W=13403.9x103 （8x7530.5*10-6=222.5MP＜［σw］抗剪应最大剪力V=1/2x24.1x193.63=2335.18kn则最大剪力；Tmax=VS/ID=2335.18x1447.2x10-6x103/18x68503x108 x14.5x10-3=18.9MPa＜［σw］=26MPA挠度计算f=5QL4/(384EI)=5x21.48x24.124/（384x210x106x685 03x10-8）=0.094cm即：f＜［f］4、横梁检算在直线上限速者按照45km/h考虑，冲击系数1.25，横梁不均匀工作系数为1.3，则综合系数P=1.25x1.3=1.625，Bp=1.625p。

便桥结构承载力验算说明书桥梁承力计算一、纵梁（主梁，根据经验采用40a型工字钢验算）桥面通过车辆主要考虑到大型水泥搅拌罐车满载质量，演算过程中动荷载以国产解放1223型搅拌车为参考，轴距3400+1270，车辆前后轴载重比例约为P3:P2:P1=1:2:2.桥梁承载力按车辆自重13吨，载重量9方混凝土约22吨，共计整备质量35吨进行检算。

桥面自重1.25吨/米，平均自重为0.139吨。

9根工字钢平均每根承受3.9吨，。

跨度为6米，混凝土罐车轴载质量分别为14吨-14吨-7吨，单根工字钢承重分别为1.56吨-1.56吨-0.78吨。

经查表得知I=21700cm4,E=2.1×105mpa, W=1090 cm31，工字钢挠度验算f=pl3/48EI+5ql4/384EI=(3.9×63)/(48×2.1×105mpa×21700cm4)+(5×0.139×64)/( 384×2.1×105mp a×21700cm4)=3.78+0.514=0.4298＜L/600=10mmm.2，工字钢弯矩计算(对于等跨等截面简支梁桥只需计算任一单跨桥面工字钢所承受最大弯矩及最大剪力即可)F1=F2=1.56×105N,F3=0.78×105N.d1=1270mm,d2=3400mm考虑到车后两轴距离较近，且车质量主要集中于后两轴。

当车辆后两轴驶入跨中时前轮已经进入相邻的桥面，所以不需要考虑前轮荷载。

后两轴中点驶入桥面跨中时对工字钢将产生最大弯矩（如下图）单跨桥面受力图Mmax=M静+M动= q l2/8+F1×(L/2-1.27/2)=69.4KN.mM/W=69.4×103/1090×10-6=63.67MPa＜[ó]=145 MPa所以40a型工字钢满足弯曲应力要求。

钢便桥结构受力计算书一、计算依据：1、钢便桥设计图2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》二、概述钢便桥设计4M一跨，采用D500mm钢管支撑，纵向I40a工字钢，横向I20a工字钢联结，上铺钢板。

根据施工要求，该桥需承载16T吊车，计算时，根据吊车本身重量及承吊重量，荷载按250KN考虑，施工人员和小型施工机具荷载M2考虑施工，根据吊车轮轴及轮距以及《公路工程技术标准》中公路---I级汽车荷载标准值，按最不利受力考虑：纵向I40a工字钢承受集中荷载65KN，受力位置在每跨工字钢1/2处；横向I20a工字钢间距45cm，按每2根工字钢承受集中荷载65KN，受力位置在每跨工字钢1/2处。

三、计算参数取值说明：1、!工字钢：Ix=21700cm4 d= 断面面积：2、I40aWx=1090cm3 Sx=3、I20a工字钢：Ix=2370cm4 d= 断面面积：Wx=237cm3 Sx=四、I20a工字钢受力计算1、弯曲强度Mmax=q*L/4=*4/4=.Ｍσmax＝Mmax/ Wx＝*1000000/(237*1000)=<[σｗ]=145Mpa满足要求2、剪切强度^Qmax= q*L/2=*4/2=65KNτmax= Qmax*Sx=65*1000**1000/（2370*10000*7）= Mpa<[τｗ]=85Mpa满足要求3、挠度计算f c=PL3/(48EI)=*4*4*4*10^9*10^3/(48*200*10^3*2370*10^4)=<[f]=L/400=10mm 满足要求五、I40a工字钢受力计算1、弯曲强度Mmax=q*L/4=65*4/4=65KN.Ｍσmax＝Mmax/ Wx＝65*1000000/(1090*1000)=\<[σｗ]=145Mpa满足要求2、剪切强度Qmax= q*L/2=65*4/2=130KNτmax= Qmax*Sx=130*1000**1000/（21700*10000*）= Mpa<[τｗ]=85Mpa 满足要求3、挠度计算f c=PL 3/(48EI)=65*4*4*4*10^9*10^3/(48*200*10^3*21700*10^4) =2mm<[f]=L/400=10mm 满足要求六、D500钢管1、立杆受力验算&两层工字钢自重：18KN钢板自重：重车集中荷载：130KN 则计算荷载：18++130=按每跨四根D500钢管共同承受荷载，则每跟钢管承受竖向荷载为： N=4=<[N 容]= 满足要求22)(l EI P cr μπ= =*200*1000**10^4/(2*15*1000)^2 ==其中μ取2，l 取15M 。