架空高速公路钢便桥的设计与计算分析

江海高速公路工程JH-HA2标段高速公路工程钢便桥施工设计方案江苏江南路桥工程有限公司江海高速JH-HA2标项目部便桥设计说明江海高速JH-HA2标全线施工便道共设置钢便桥6座，其中飞跃河采用单跨上承式贝雷架拼装，护焦港河、红旗河、拥家港河钢便桥采用两跨上承式贝雷架拼装，曲雅河采用三跨上承式贝雷架拼装，下部结构采用松木桩群桩基础。

具体设计方案如下：一、便桥结构及设计荷载1、便桥设计荷载：考虑便桥上部结构自重、及50T车辆通行。

2、设计依据：《基础工程》（人民交通出版社）《装配式公路钢桥多用途使用手册》（人民交通出版社）《建筑结构静力计算手册（第二版）》3、上部结构：钢桥采用“上承式”方法搭设，用6片321型贝雷桁架组成上承式便桥主体，采用标准通行宽度4000（mm），贝雷钢桥的桁架及其部件等均采用标准配置。

桥面横铺用150*150(mm)方木铺成桥面，两边用护轮木固定。

车道板采用4000*200*70(mm)木板纵向平行铺设, 覆盖5000*750*8(mm)钢板加固，两边护栏采用圆钢管，1.2米高。

荷载布置便桥总宽4米，用6片321型贝雷桁架组成上承式便桥主体单片贝雷：I=250497.2 cm4，E=2×105MPa，W=3578.5cm3［M］=788.2Kn·m, ［Q］=245.2KN则：动载：按通载车辆要求50T（500KN）计，前后轴距4米，后轴距1. 4米，前动压力为：60 KN，后动压力为：220 +220KN；静载：贝雷主梁及桥面系：每片贝雷长3米、高1. 5米、重287㎏（含支撑、销子等），桥面系考虑增加1.2的系数计算，则：q=nMg/L=6×287×10×1.2/3/1000=6.88KN/m动载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2。

二、单跨便桥飞跃河采用单跨上承式贝雷架拼装，计算跨径24米一）、上部结构内力计算1、贝雷梁内力计算1）、恒载内力计算按单跨简支梁计算，均布荷载q=6.88KN/m，6片贝雷梁EI=2.5×10-3×2×105×6=3×103MPa，计算公式见《建筑结构静力计算手册（第二版）》Rmax=0.500qL=82.56 KNMmax=qL2/8=495.36 KN·mfmax=5qL4/(384EI)=9.9×10-3 m2）、活载内力计算A桥台 B桥台 12 m 12 m按照简支计算：对B点求矩，由∑Mb=0得RA=(220×11.3+220×12.7+60×16.7)/24=261.75 KNM中=257.3×12-60×4.7-220×0.7=2705 KN·mA桥台 B桥台 L=24mF1=PaL2(3-4α2)/(24EI) (α=a/L=11.3/24=0.47)A桥台 B桥台 L=24ma=7.3m ；b=16.7m；F2= P’a2b2/(3EIL)计算公式见《建筑结构静力计算手册（第二版）》Fmax=F1+F2=0.044 m3、恒载+活载组合Mmax=495.36+1.2×1.15×2705=4228.3＜[M]=4729.2KN·m Rmax=82.56+1.2×1.15×261.75=443.8＜[Q]=1470.6KN·mfmax=0.0099+1.2×1.15×0.044=0.071＜L/250=0.096 m满足要求二）、桥头地基承载力验算桥台采用灰土填筑，机械压实，采用15×15cm枕木满铺2层，宽度为5.4m，长度为3.6m，则铺设面积为19.4m2，具体计算如下：Rmax=443.8 KN，考虑一定的安全系数，地基土容许承载力按照中密粉砂土取值，即［σ］=200 KPa，A=19.4m2。

钢便桥计算过程及施工方案一、便桥概况AA施工钢便桥，均采用“321”贝雷桁架结构，二排单层贝雷桁架，钢筋砼台基础。

钢筋砼台上搁置“321”军用贝雷梁，贝雷梁上搁置I28b工字钢横梁，然后铺设桥面板。

时东桥采用“321”贝雷桁架结构，四排单层贝雷桁架，钢筋砼墩基础。

钢筋砼墩上搁置“321”军用贝雷梁，贝雷梁上搁置I28b工字钢横梁，然后铺设桥面板。

钢便桥桥面宽度：均按单车道设计，便桥全宽约为6m，净宽约为3.8m。

便桥根据现场地形地貌、河床变化及施工条件，前湖、前徐均采用1*21m跨径设置，时东桥采用3*21m跨径设置。

二、贝雷架桥面结构1、桁架及销子桁架结构由上下弦杆、加强弦杆、竖杆及斜杆焊接而成。

上下弦杆的一端为阴头，另一端为阳头。

阴阳头都有销栓孔。

两节桁架连接，将一节的阳头加入另一节的阴头内，对准销子孔，插上销子。

弦杆焊有多块带圆孔的钢板，其中有：弦杆螺栓孔，在拼装双层或加强桥梁时，在此孔插桁架螺栓或者弦杆螺栓，使双层桁架或桁架与加强弦杆结合起来；支撑架孔，用于安装支撑架。

当桁架用在桥梁上部时，使用中间两个孔；当桁架作用桥墩时，用端部的一对孔，以连接抗风拉杆。

下弦杆两端钢板上的圆孔及弦杆槽钢腹板上的长圆孔叫做风构孔，用以连接抗风拉杆。

下弦杆设置4块横梁垫板，上有栓钉，以固定横梁位置。

端竖杆有支撑孔架，为安装支撑架，斜撑与联板用。

端竖杆及中竖杆的矩形孔叫做横梁夹具孔，用以安装横梁夹具。

2、联板联板用撑架螺栓连在第二排与第一排桁架的竖杆上每节桁架前竖杆上设一块，首尾节安排在端柱上。

3、支撑架支撑架，用撑架螺栓连接第一排与第二排桁架之间，使成一整体。

架设双排单层桥时，每节桁架、加强弦杆顶面之中央水平位置各安装一个；双排双层时，除在上层每节桁架、或加强弦杆顶面中央的水平位置各用一个外，每节上层桁架后端竖杆上也装一个（首节桁架前端竖杆另加一个）；三排桥梁支撑架安装部位与双排桥梁同。

上述斜撑、支撑架及联板都备有空心圆锥形套筒，安装时如套筒不能完全压入孔眼内，只需旋紧螺栓，套筒自可导入孔眼内。

福永高速莆田段工程A1标段钢便桥及平台方案四川路桥建设股份有限公司莆永高速莆田段工程A1标项目部2010年5月28日钢便桥及平台方案设计计算一、工程简介由我司承建的福永高速公路莆田段路基土建A1合同段工程因施工需要必须在K9+555~K9+585、K9+658~K9+700共架设二座长度分别为30米、42米的钢便桥,在西园2号桥7号、10号、11号三个墩设钢平台.根据现场地形地貌并结合荷载使用要求,经过详细测设,我部架设的钢便桥规模为桥面净宽6米、钢平台规模为9*25米.钢便桥结构特点如下：1、桥台结构为：钢管双排桩(6根)立柱,工字钢纵、横梁.2、墩部结构为：钢管单排桩(4根)立柱,工字钢横梁.3、上部结构为：贝雷片纵梁4、桥面结构为：倒扑槽钢(【32厘米)5、防护结构为：小钢管护栏钢平台结构特点如下：1、基础、下部结构为：钢管单排桩(3根)立柱,工字钢横梁.2、上部结构为：工字梁3、平台面结构为：倒扑槽钢(【32厘米)4、防护结构为：小钢管护栏二、设计标准及参考资料1、主要技术标准①、计算行车速度：10千米/h②、设计荷载：汽车—I级③、桥跨布置：10.5米跨连续贝雷桥④、桥面布置：桥净宽6米2、主要参考资料①、交通部《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000②、人民交通出版社《路桥施工计算手册》③、交通部交通战备办公室《装配式公路钢桥使用手册》④、《钢管桩的设计与施工》⑤、公路桥涵钢结构木结构设计规范三、设计文字说明1、基础设计钢便桥所在河域常水位3.50米,高水位4.50米;河床标高最深约2.25米,淤泥层底标高最深约-4.0米.建成后的钢便桥桥面标高6.5米.钢便桥两端设置两个桥台、其余设置桥墩.①、桥台基础设计：采用φ370×6米米钢管桩,每台采用2排共6根钢管桩(堤岸处桥台直接开挖后浇筑钢筋砼台帽);钢管桩需穿过淤泥层,进入粘土层1.0米以上或达到砾石层.②、桥墩基础设计：采用φ370×6米米钢管桩,每墩采用1排共4根钢管桩(其它采用2排共6根钢管桩);钢管桩需穿过淤泥层,进入粘土层1.0米以上或达到砾石层.③、吊车及桩基平台在桥墩位布设,9米×25米,采用φ370×6米米钢管桩(3排,每排8根),排距4.5米,横距3米及4.5米,并用10号槽钢与栈桥桥墩钢管桩连接成整体.2、下部结构设计考虑到桥梁使用期较长,雨水季节时河流较急,为加强桥墩及平台的整体性,每墩的每排钢管间及两排钢管间露出常水位段均采用10厘米槽钢水平向和剪刀向牢固焊接成整体.钢便桥桥墩钢管桩横向间距2.0米,排距3.0米.桩顶布置25厘米工字钢横梁,使钢管立柱形成一座牢固的排架结构.桩基平台钢管桩横向间距为3米+4.5米+3米+3米+3米+4.5米+3米,排距4.5米.桩顶布置25厘米工字钢横梁,横梁上再布设25厘米工字钢纵梁,使平台形成一座牢固的排架结构.施打钢管立柱技术要求：①钢管桩需穿过淤泥层,进入粘土层1.0米以上或达到砾石层.②钢管桩中轴线斜率<1％L.3、上部结构设计纵梁跨径10.5米,根据行车荷载要求,6米宽桥纵梁布置单层6片国产贝雷片(规格为150厘米×300厘米),横向布置形式为：5×120厘米.贝雷片纵向用贝雷销联结,横向用120型定型支撑片联结以保证其整体稳定性,贝雷片与工字钢横梁间用U型铁件联结以防滑动.4、桥面结构设计桥面采用倒扑槽钢(【32厘米).5、防护结构设计桥面采用小钢管(直径3厘米)做成的栏杆进行防护,栏杆高度1.2米,栏杆纵向每隔1.5米1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置两道横杆.四、钢便桥各部位受力验算钢便桥计算跨径跨径10.5米.自下而上分别为：φ370×6米米钢管桩(桩基平台采用φ370×6米米钢管桩)、25a型工字钢横梁、“321”军用贝雷梁、倒扑槽钢(【32厘米).单片贝雷：I=250497.2厘米4,E=2×105米pa,W=3578.5厘米3[米]=788.2 kn•米, [Q]=245.2 kn(一)荷载布置1、上部结构恒载(按6米宽计)(1)桥面板：取1.20kn/米(2)“321”军用贝雷梁：每片贝雷重287千克(含支撑架、销子等)： 287×6×10/3/1000＝5.74kn/米2、活载(1)汽-I级(2)大型吊车：车重60t(3)人群：不计考虑钢便桥实际情况,同方向车辆间距大于10.5米,即一跨内同方向半幅桥内最多只布置一辆车.考虑错车,错车车辆按大型吊车空车在跨中考虑(前轴力60kn,后轴力2×70kn,轴距4+1.4米).(二)上部结构内力计算1、贝雷梁内力计算1)汽-I级车(1)在跨中,按简支计算,受力图如下:对一端取矩,由∑米＝0,得:R A＝(140×4.55+140×5.95)/10.5+(60×9.95+70×4.55+70×5.95)/10.5+(120×8.05+120×6.65+30×3.65)/10.5＝266.86+178.43=445.3 kn米中＝266.86×5.25-(140+70)×0.7-60×4.7＝972.0 kn•米查建筑结构计算手册f1＝pal2(3-4α2)/(24EI)=(140+70)×1000×4.55×10.52×(3-4×4.552/10.52)/(24×2.0×1011×6×250497.2×10-8)=0.3厘米f2＝pa2b2/(3EIl)=60×1000×0.552×9.952/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)＝0.002厘米f＝ f1+ f2＝3米米(2)在墩顶,按简支计算,受力图如下:对一端取矩,由∑米＝0,得:R A＝(140×9.8+120×2.8+120×1.4)/10.5+(60×9.95+70×4.55+70×5.95)/10.5+140×9.8/10.5＝178.67+126.86+130.67=436.2 kn米中＝(178.67+126.86)×5.25-140×4.55-70×0.7-60×4.7＝636.0 kn•米查建筑结构计算手册f1＝pa2b2/(3EIl)=140×1000×0.72×9.82/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)=0.007厘米f2＝pa2b2/(3EIl)=120×1000×7.72×2.82/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)＝0.000厘米f3＝pa2b2/(3EIl)=120×1000×9.12×1.42/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)＝0.000厘米f4＝pa2b2/(3EIl)=60×1000×0.552×9.952/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)＝0.000厘米f5＝pal2(3-4α2)/(24EI)=70×1000×4.55×10.52×(3-4×4.552/10.52)/(24×2.0×1011×6×250497.2×10-8)=0.1厘米f＝ f1+ f2+ f3+ f4+ f5+ f6＝1米米(2)汽车起重机同向每跨只布置一辆,按简支计算.车重60t,前轴重力60kn,后轴重力2×270kn,错车吊车后轴力2×70kn;受力图如下：(1)在跨中,按简支计算,受力图如下：对一端取矩,由∑米＝0,得：R＝(270×4.55+270×5.95+60×9.95)/10.5+(70×4.55+70×5.95+60×9.95)/10.5＝453.7 knR A＝600+200=800kn米中＝453.7×5.25-(270+70)×0.7-2×60×4.7＝1579.9kn•米查建筑结构计算手册f1＝pal2(3-4α2)/(24EI)=(270+70)×1000×4.55×10.52×(3-4×4.552/10.52)/(24×2.0×1011×6×250497.2×10-8)=0.5厘米f2＝pa2b2/(3EIl)=2×60×1000×0.552×9.952/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)＝0.004厘米f＝ f1+ f2＝5米米(2)在墩顶,按简支计算,受力图如下:对一端取矩,由∑米＝0,得:R A＝(270×9.8+60×5.8)/10.5+(60×9.95+70×4.55+70×5.95)/10.5+270×9.8/10.5＝285.1+126.86+224=635.9kn米中＝(285.1+126.86)×5.25-270×4.55-60×0.55-70×0.7-60×4.7＝570.3 kn•米查建筑结构计算手册f1＝pa2b2/(3EIl)=270×1000×0.72×9.82/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)=0.003厘米f2＝pa2b2/(3EIl)=60×1000×4.72×5.82/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)＝0.05厘米f3＝pa2b2/(3EIl)=60×1000×0.552×9.952/(3×2.0×1011×6×250497.2×10-8×10.5)＝0.002厘米f4＝pal2(3-4α2)/(24EI)=70×1000×4.55×10.52×(3-4×4.552/10.52)/(24×2.0×1011×6×250497.2×10-8)=0.1厘米f＝ f1+ f2+ f3+ f4＝2米米(3)恒载q＝1.20+5.74＝6.94kn/米按5等跨连续梁计算,查建筑结构计算手册(第二版):支点：米米ax4=-0.105ql2＝-0.105×6.94×10.52＝-80.3 kn•米R 米ax4＝(0.606+0.526)ql＝82.5kn跨中：米米ax4’=0.078ql2＝59.7kn•米(简支时：米米ax4’=ql2/8＝95.6kn•米)f米ax4＝0.644ql4/(100EI)＝0.2厘米(4)恒载+汽-I级荷载组合汽车荷载计入冲击系数1.15:米米ax＝95.6+1.15×972.0＝1224.9 kn•米＜[米]=6×788.2=4729.2kn•米R米ax＝82.5+1.15×445.3＝594.6kn＜[Q]=6×245.2=1471.2knf米ax＝0.2+1.15×0.3＝0.55厘米＜L/250=8.4厘米安全.(5)恒载+汽车起重机组合荷载计入冲击系数及偏载系数.米米ax＝95.6+1.15×1579.9＝1912.5kn•米＜[米]=4729.2kn•米R米ax＝82.5+1.15×800＝1002.5 kn＜[Q]=1471.2knf米ax＝0.2+1.15×0.5＝0.8厘米＜L/250=8.4厘米安全.综上所述:钢桥抗弯能力、抗剪能力、挠度均满足使用要求.2.桥面板(倒扑槽钢【32厘米)验算由于贝雷纵梁排距为5×1.2米,汽车后轮距为1.8米,车轮后轴轮距为1.8米,每对车轮的着地面积为0.6×0.2(宽×长);最不利状态为后轮轴重的一轮承重在贝雷纵梁上的同时,另一轮承重在 1.2米跨径中间,且由1根【32厘米倒扑槽钢承担.采用大型吊车满载荷载进行验算,净跨径为1.0米.E=2.0×105米pa,Iy=304.77厘米4,Wy=136.2 厘米3P=P/2=270/2=135KN ,q=135/0.6=225kn/米查建筑结构计算手册(第二版):米米ax=0.094ql2＝0.094×225×1.02＝21.15kn•米σ= 米米ax/ W米in=21.15×1000/(136.2×10-6)＝155.3米pa＜1.3[σ]=188.5米paf＝0.885ql4/(100EI)=3.3米米＜L/250=4米米安全.(三)下部结构内力计算1.工字钢横梁计算横梁采用2根25a工字钢焊接组成.受力模式分析：钢管立柱单排间距为3×2.0米,按2.0米三跨等截面连续梁验算.E=2.0×105米pa,Ix=5017厘米4,Wx=401.4 厘米3,Sx=230.7 厘米3,t＝8.0米米考虑到汽车在桥面行走的不均衡性,最外侧两排不考虑传递荷载,只考虑中间4排贝雷纵梁传递汽车荷载.P=800/4=200KN 查建筑结构静力计算手册(第二版)表3-2:米米ax=0.213pl=-0.213×200×2.0=-85.2kn•米σ= 米米ax/ Wx=85.2×1000/(2×401.4×10-6)＝106.1米pa＜[σ]=145米paQ=(-0.575-1.133)P=341.6KNτ＝Q Sx/(Ixt)＝315×1000×230.7×10-6/(2×5017×10-8×0.008)＝98.2米pa＜1.3[τ]=110.5 米pa安全.f＝pl3/(48EI)＝200×1000×2.03/(48×2×1011×2×5017×10-8)=1.7米米＜L/250=8米米3.钢管立柱受力验算1)单根钢管桩承载力钢管桩穿过淤泥(Q al+米)层及砾质粘性土(Q32el)层,承载于全风化二长花岗岩(ηγ米52)上,桩顶标高为6.5-0.088-1.5-0.25=4.662米,最深河床标高为2.0米,最深桩底标高为-13.0米;极限侧阻力标准值查两阶段施工图附册《工程地质勘察报告》插表4得：淤泥(Q al+米)层极限侧阻力标准值为12kPa;桩底砾质粘性土(Q32el)层的极限侧阻力标准值为35kPa;全风化二长花岗岩(ηγ米52)极限承载力为320KPa.单根钢管桩承载力计算公式钢管桩采用开口桩,根据《钢管桩的设计与施工》说明：直径小于80厘米的钢管桩桩底土芯均为完全闭塞,可按闭口桩承载力设计.闭口桩承载力公式为：Q p=Uq s L+q R A式中U——桩的周长;q s——桩侧砂层的极限侧阻力标准值;L——桩穿越地层的厚度;L=2-(-13)=15米(淤泥层6米,砾质粘性土层9米)q R——桩底砂层的极限承载力;A——桩底面积.Q p=3.14×0.37×12×6+3.14×0.37×35×9+320×3.14×0.372/4 =460.6kN2)钢管桩验算(1)、承载力检算由纵梁(工25a)验算可知：中间两根钢管桩最大受力N=341.6kN＜承载力Q p=460.6kN安全.(2)钢管桩稳定性检算钢管桩壁厚为6米米,自由高度 4.662-2.0=2.662米.设钢管桩为一端固定,一端自由的压杆钢管桩截面惯性半径 i＝(√D2+d2 )/4＝(√37.02+35.82 )/4＝12.87厘米截面面积:A=0.785×(37.02-35.82)=68.58厘米2查《路桥施工计算手册》表12-5、附表2-2得：长细比λ=l0/r=μL/i查《钢结构设计手册》表1.3-38得：μ=2.0则λ=2×266.2/12.87=41.37查《钢结构设计手册》表3.4-1得：纵向弯曲系数∮=0.870σcr＝341.6×1000/(0.870×68.58×10-4)＝57.3米Pa<〔σ〕＝140米Pa满足要求综上所述：墩位下部结构采用满足使用要求.五、钢平台各部位受力验算吊车及桩基平台在桥墩位布设,平面尺寸9米×25米,采用φ370×6米米钢管桩(4排,每排9根),横向间距为3米,排距3米,并用10号槽钢与栈桥桥墩钢管桩连接成整体.桩顶布置2工25厘米横梁,横梁上再布设25厘米工字钢纵梁(间距0.7米),使平台形成一座牢固的排架结构.1.工字钢纵梁计算纵梁(25a工字钢)间距0.7米,跨径3.0米.最不利受力模式：汽车起重机的后轴直接承受于2根工字纵梁的跨中(吊车起吊时,支腿直接承受于钢管立柱处),p=270/2=135kn.E=2.0×105米pa,Ix=5017厘米4,Wx=401.4厘米3,Sx=230.7厘米3,t ＝8.0米米查建筑结构静力计算手册(第二版)表3-2:米米ax=0.274pl=0.274×135×3=111kn•米σ= 米米ax/Wx=111×1000/(2×401.4×10-6)＝138.3米pa＜1.3[σ]=188.5米paQ=0.822P=111KNτ＝Q Sx/(Ixt)＝111×1000×230.7×10-6/(2×5017×10-8×0.008)＝31.9米pa＜[τ]=85米pa安全.f＝2.438pl3/(100EI)＝2.438×111×1000×3.03/(100×2×1011×2×5017×10-8)=3.6米米＜L/250=12米米2.工字钢横梁计算横梁(2工25a)最大跨径3.5米.最不利受力模式：汽车起重机在最大跨径跨中,按简支计算,受力图如下(假设只由两排横梁(四根)承受)：对一端取矩,由∑米＝0,得(简化成简支梁)：R＝(270×2.45+270×1.05)/3.5＝270 kn米中＝270×1.75-270×0.7＝283.5kn•米σ= 米米ax/Wx=283.5×1000/(4×401.4×10-6)＝176.6米pa＜1.3[σ]=188.5米paτ＝Q Sx/(Ixt)＝270×1000×230.7×10-6/(4×5017×10-8×0.008)＝38.8米pa＜[τ]=85米pa安全.f1＝pal2(3-4α2)/(24EI)=270×1000×1.05×3.52×(3-4×1.052/3.52)/(24×2.0×1011×4 ×5017×10-8)=0.95米米＜L/250=12米米3.钢管立柱受力验算1)单根钢管桩承载力钢管桩穿过淤泥(Q al+米)层及砾质粘性土(Q32el)层,承载于全风化二长花岗岩(ηγ米52)上,桩顶标高为6.5-0.088-1.5-0.25=4.662米,最深河床标高为2.0米,最深桩底标高为-13.0米;极限侧阻力标准值查两阶段施工图附册《工程地质勘察报告》插表4得：淤泥(Q al+米)层极限侧阻力标准值为12kPa;桩底砾质粘性土(Q32el)层的极限侧阻力标准值为35kPa;全风化二长花岗岩(ηγ米52)极限承载力为320KPa.单根钢管桩承载力计算公式钢管桩采用开口桩,根据《钢管桩的设计与施工》说明：直径小于80厘米的钢管桩桩底土芯均为完全闭塞,可按闭口桩承载力设计.闭口桩承载力公式为：Q p=Uq s L+q R A式中U——桩的周长;q s——桩侧砂层的极限侧阻力标准值;L——桩穿越地层的厚度;L=2-(-13)=15米(淤泥层6米,砾质粘性土层9米)q R——桩底砂层的极限承载力;A——桩底面积.Q p=3.14×0.37×12×6+3.14×0.37×35×9+320×3.14×0.372/4=460.6kN2)钢管桩验算(1)、承载力检算为安全起见,假设只由两根钢管承受汽车起重机荷载.由纵梁(工25a)验算可知：N=270/2=135kN＜承载力Q p=460.6kN安全.(2)钢管桩稳定性检算钢管桩壁厚为6米米,自由高度 4.662-2.0=2.662米.设钢管桩为一端固定,一端自由的压杆钢管桩截面惯性半径 i＝(√D2+d2 )/4＝(√37.02+35.82 )/4＝12.87厘米截面面积:A=0.785×(37.02-35.82)=68.58厘米2查《路桥施工计算手册》表12-5、附表2-2得：长细比λ=l0/r=μL/i查《钢结构设计手册》表1.3-38得：μ=2.0则λ=2×266.2/12.87=41.37查《钢结构设计手册》表3.4-1得：纵向弯曲系数∮=0.870σcr＝135×1000/(0.870×68.58×10-4)＝22.6米Pa<〔σ〕＝140米Pa满足要求六、工期计划全线两座钢便桥长度共72米,为控制点,在钢管桩基础施工的同时进行上部结构的拼装,预计钢便桥及钢平台施工工期为30天.平台施工根据桩基进度要求提前搭设,配备3套平台(吊车及桩基),不周转使用.七、钢桥及平台施工质量保证措施钢桥建成后承担大型施工车辆的运输任务,为保证钢桥保质、保量和安全及时的完成,制定如下保证措施：1、认真编制施工组织设计和分项工程施工技术方案 ,对班组进行全面的施工技术交底,保证严格按设计及施工技术规范要求施工.2、钢桥由总工组织工程部门相关人员认真计算、校核,并报上级部门审批保证各项验算满足通行使用要求.3、钢桥的施工严格按设计计算书指导施工,如现场地质状况无法按设计位置施工,项目部技术人员先现场分析、讨论,再将讨论结果上报驻地监理办及相关部门,以决定可行的施工方案 .4、钢管桩的实际打入深度以实际地质控制,控制标准为：钢管桩需穿过淤泥层,进入粘土层0.5米以上或达到砾石层.八、钢桥及平台施工安全保证措施1、根据水文地质情况编制切实可行的施工措施.2、每道施工工序要求必须征得监理和业主的同意方能进行下道工序.3、针对木兰溪河涨退潮的特点,严格管理通航船只,设置好禁示标示,在潮水涨至+1.000米标高起禁止任何船只通航.4、针对各河流的特点,做好泄洪准备,除钢桩有足够的稳定外并加强和水利水文站的联系,一旦洪水来时,要做好清淤除障工作以利加快泄洪.5、所有工程用电要有良好的接地装置,并加装漏电保护器.6、对所有参与施工的人员,根据具体情况进行技术交底,技术交底时要强调各项安全措施,使参与施工的人员做到“心中有数”.7、工地所有施工人员,均要做到持证上岗,电焊焊接部位均要满足设计要求.8、安装过程必须配备经验丰富且有上岗操作证的吊车司机,吊车吨位必须满足安装过程使用要求;安装钢管桩及贝雷梁冲孔时,必须定期认真检查钢丝绳、吊钩,如有损坏应立即更换;现场施工人员必须戴安全帽,船上施工人员必须穿救身衣,严禁赤膊穿拖鞋上班.1。

钢便桥设计方案
钢便桥设计方案
钢便桥是一种常见的交通工程设施，用于连接两个不同高度的道路或地块，以方便车辆和行人的通行。

下面是一个钢便桥设计方案的简要概述。

首先，对于钢便桥的设计，需要考虑以下几个关键因素：跨度、荷载、材料、结构类型和施工工艺。

1. 跨度：根据实际需要和条件，确定钢便桥的跨度。

跨度较小的钢便桥可以采用简单梁或连续梁结构，而跨度较大的钢便桥则需要采用桁架结构。

2. 荷载：根据设计标准和实际使用情况，确定钢便桥所承受的荷载。

荷载包括静载荷和动载荷，例如自重、交通荷载、风荷载等。

根据荷载计算结果确定钢便桥的强度和稳定性。

3. 材料：选择适合的钢材作为钢便桥的主要材料。

常用的钢材包括普通碳素钢、低合金钢和高强度钢。

根据荷载计算结果选择合适的材料强度等级。

4. 结构类型：根据实际需要和条件，选择适当的钢便桥结构类型。

常见的结构类型包括简支梁、连续梁和桁架。

根据结构类型确定钢便桥的截面形状。

5. 施工工艺：确定钢便桥的施工工艺。

包括钢材制造、组装和
焊接等工艺。

优化施工工艺，提高钢便桥的工程质量和施工效率。

以上是一个钢便桥设计方案的简要概述。

当然，在实际设计过程中，还需要考虑更多的因素，例如地理环境、地下管线、水流情况等。

钢便桥设计需要综合考虑各种因素，并采用先进的设计理念和技术，以确保钢便桥的安全、稳定和持久使用。

39.624米钢便桥计算钢桥由三排单层贝雷桁片组拼，贝雷桁片型号选用HD200加强型（上下弦杆采用槽钢钢板加强），每片规格为3.048m×2.134m，各节贝雷片桁架由销子连接而成，形成整体受力状态。

两边纵梁之间用横梁联系，横梁为H400*200型钢，横梁间距1.524m。

桥面采用定型钢桥面板，厚度135mm。

一、活载计算由于该桥共3跨，取最长15.24m计算。

此跨可以近似看做一简梁，设计载荷为单车70吨。

当汽车重心与桥跨中心重合时，将近似产生最大弯矩M活。

算出活载的弯矩M活=700×15.24÷4=2667KN·M当车在该跨同一端时，主梁将承受最大剪力。

算出活载剪力Q活=700KN二、静载计算此形式钢桥的自重约为q=13.78KN/m算出静载的弯矩M静=q×L2÷8=13.78×15.242÷8=400.06KN·M算出静载剪力Q静=q×L÷2=13.78×15.24÷2=105KN三、结论冲击系数：按1+u=1+（15/37.5+L）/2=1.1，按GJB435-88《军用桥梁设计规范》荷载分配系数：K1=1.28K2-多排桁架结构的桥梁，桁架受力不均匀系数。

弯距计算，K2=1.1；剪力计算，K2=1.2M max=2667×1.1×1.28×1.1+400.06=4530.7KN.MQ max=700×1.1×1.28×1.2+105=1287.7KN查桁架内力表可知则该200型钢桥所能承受的最大弯矩M总=7600×2=15200kn.m＞ M max=4530.7KN.MQ总=771×2=1542kn＞Q max=1287.7KN。

挠度计算：1、间隙挠度f0=14mm2、空载挠度f自=5ql4/384EI=1mm3、活载挠度f活=fl3/48EI=4mm4、总挠度f max=14+1+4=19mm<L/400=38mm。

邓金河便桥的设计与计算主题词：邓金河便桥设计计算内容摘要：运用材料力学和结构力学方面的知识，对便桥各部受力进行了力学分析和计算，通过这些计算，选定桥面系各部构造的材料、型号和尺寸，选定主桁架的型式和跨度。

为钢桥的设计与受力分析提供了一些参考性的思路。

青银高速公路齐河至夏津段一合同段起点里程K0+000〜K15+000,全长15Km,为方便施工,在施工前先要修通主线施工便道, 在K4+570处跨越邓金河时需要修便桥一座，邓金河常水位17. 80m, 河岸地面高程19.30m,常水位时水面宽度10m。

地基土为亚粘土，通过轻型动力触探试验，测得桥位处地基容许承载力llOKPa。

因为施工中常有重车通过，拟以30t汽车作为其设计荷载，主梁型式采用贝雷钢梁，计算跨径12m。

钢梁组合形式为双排单层，共需16片标准贝雷，下承式结构，两组贝雷钢梁间净距4m,同一组的两片贝雷之间在竖直方向和水平方向以L8的角钢相连接形成整体，增加结构的稳定性。

横梁采用I28a的工字钢，每片标准贝雷的下弦杆上横放四根I28a 工字钢，工字钢长度6m,工字钢在水平方向伸出贝雷50cm, 伸出部分以L8角钢与上弦杆连接，增加全桥的结构的稳定。

共需16 根I28a工字钢，工字钢间距为100cm和40cm交替布置。

工字钢上面放置16根纵梁，纵梁为10x15的方札方木材质为东北红松，厚度为15cm,宽度为10cm,纵梁间距25cm,纵梁上面满铺15x10的方木做为桥面板，桥面板厚为10cm,材质为东北红松，桥面板单根长4m, 共需80根桥面板。

便桥各部分构造设计与计算叙述如下：一.桥面板的设计与计算公路钢桥标准设计桥面宽度3. 70m,公路施工车辆及施工机械宽度一般不超过2. 5m,施工车辆与机械可以安全通过，故确定桥面宽度为3.70。

桥面板初步选定用木桥面板，拟选用15x10的方木满铺，方木厚度为10cm,方木之间以耙钉连接，方木材质为优质红松，长度4. 0m, 共需80根方木，汽车后轴重240KN,双桥8轮，单轮压力30KN,小于木桥面板容许承载力60KN的要求，故可用方木做为桥面板。

工字钢便桥设计及荷载验算书一、工程概况为保证通往炸药库及主洞洞口施工便道畅通，并保证五里沟河排水的需要，决定在五里沟河上修建2座跨河便桥。

从结构可靠性、经济性及施工工期要求等多方面因素综合考虑，炸药库方向8m跨径，宽4m便桥采用30片I32b工字钢满铺作为主梁；洞口方向10m 跨径，宽5m便桥采用22片I32b工字钢，间距10cm铺设作为主梁；每片工字钢分别由Ф22钢筋横向连接为一整体，保证工字钢整体受力，工字钢上铺5mm厚防滑钢板，便于安全行车.二、炸药库方向便桥受力分析及计算荷载分析根据现场施工需要，便桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q，及车辆荷载P 两部分组成,其中车辆荷载为主要荷载。

如图1所示：Pq图1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I32b工字钢延米重57。

7kg，重力常数g取10N/kg。

q=57.7＊10/1000=0.6KN/m，加上护栏和连接钢筋，单片工字钢承受的力按1.0 KN/m ,即q=1.0KN/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重50吨的大型车辆，即单侧车轮压力为500KN.单侧车轮压力由5片梁同时承受,其分布如图3：单侧车轮压力非平均分配于5片梁上，因此必须求出车轮中心点处最大压力m ax f ，且车轮单个宽25cm ，32b 工字钢翼板宽13。

2cm ，工字钢满铺，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: f maxmaxf fff图4 由图4可得到m ax f =F/2,单片工字钢受集中荷载为m ax f /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=125＊(1+0.2）=150KN 。

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 =8m ，根据设计规范,工字钢容许弯曲应力[]w σ=210MPa ，容许剪应力[]τ=120MPa 。

钢便桥设计、施工方案一、设计基础资料：1、2、工地绘测的河床断面图3、4、各种桥涵设计、施工规范和设计计算手册二、钢便桥尺寸及标高的确定三、设计荷载1、25t吊车，一般25t国产吊车自重为27～28t,考虑到吊车吊臂及主要部件更换或加固，则自重按30t计算。

2、砼罐车（8m3），一般自重12.5t，装载7m3砼重16。

8t，总重为∑G＝12.5+16.8＝29。

3t。

3、20型钻机自重一般12t左右,考虑钻杆7～8t，总重∑G＝12+8＝20t。

由上可知25t吊机、砼罐车的总重均约为30t，也都有10个轮子，每个轮子载重为30/10＝3。

0t，以此来控制钢便桥设计。

4、施工便桥面板及分配梁恒载桥面板采用δ＝10mm 的钢板q ＝1000×1000×10×7.85＝78.5kg/m 2桥面横向分配梁采用I25a 工字钢 38。

08kg/m ＠150cm q ＝38.08÷1。

5＝25.39kg/m 2 ∑q ＝78.5+25.39＝142.0kg/m 2 5、钢贝雷梁恒载每片贝雷长3.0m ，包括联结配件按300kg/片 q ＝2×300/3＝200kg/m 四、贝雷梁强度验算从施工平台构造图中可见,贝雷梁最大单跨L max ＝10。

50m ，为简化计算,将贝雷梁作为简支考虑。

平台面层作用在贝雷梁上的线荷载： q 1＝4。

0×2/2××142.0＝568.0kg/m 贝雷梁线荷载： q 2＝200kg/mq ＝∑q i ＝568+200＝768≈770kg/m恒载：M max ＝81ql 2＝81×0。

77×10。

52＝10。

61 t ·mQ max ＝21ql ＝21×0。

77×10.5＝4。

04t活载：重车的一侧车轮落在贝雷梁顶，且在梁的跨中P1＝2×3＝6tP2=2×3×（4-1.8)/4=3.3tP＝6+3。

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 。

邓金河便桥的设计与计算主题词：邓金河便桥设计计算内容摘要：运用材料力学和结构力学方面的知识，对便桥各部受力进行了力学分析和计算，通过这些计算，选定桥面系各部构造的材料、型号和尺寸，选定主桁架的型式和跨度。

为钢桥的设计与受力分析提供了一些参考性的思路。

青银高速公路齐河至夏津段一合同段起点里程K0+000～K15+000，全长15Km，为方便施工，在施工前先要修通主线施工便道，在K4+570处跨越邓金河时需要修便桥一座，邓金河常水位17.80m，河岸地面高程19.30m，常水位时水面宽度10m。

地基土为亚粘土，通过轻型动力触探试验，测得桥位处地基容许承载力110KPa。

因为施工中常有重车通过，拟以30t汽车作为其设计荷载，主梁型式采用贝雷钢梁，计算跨径12m。

钢梁组合形式为双排单层，共需16片标准贝雷，下承式结构，两组贝雷钢梁间净距4m，同一组的两片贝雷之间在竖直方向和水平方向以L8的角钢相连接形成整体，增加结构的稳定性。

横梁采用I28a的工字钢，每片标准贝雷的下弦杆上横放四根I28a工字钢，工字钢长度6m，工字钢在水平方向伸出贝雷50cm,伸出部分以L8角钢与上弦杆连接，增加全桥的结构的稳定。

共需16根I28a工字钢，工字钢间距为100cm和40cm 交替布置。

工字钢上面放置16根纵梁，纵梁为10×15的方木，方木材质为东北红松，厚度为15cm，宽度为10cm,纵梁间距25cm，纵梁上面满铺15×10的方木做为桥面板，桥面板厚为10cm，材质为东北红松，桥面板单根长4m，共需80根桥面板。

便桥各部分构造设计与计算叙述如下：一、桥面板的设计与计算公路钢桥标准设计桥面宽度3.70m，公路施工车辆及施工机械宽度一般不超过2.5m，施工车辆与机械可以安全通过,故确定桥面宽度为3.70。

桥面板初步选定用木桥面板，拟选用15×10的方木满铺，方木厚度为10cm, 方木之间以耙钉连接，方木材质为优质红松，长度4.0m，共需80根方木，汽车后轴重240KN，双桥8轮，单轮压力30KN，小于木桥面板容许承载力60KN的要求，故可用方木做为桥面板。