45工字钢(工字钢便桥设计及荷载验算书)
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(由于头条号编辑器原因,不能完全照样编辑。如需具体含计算公式编辑器的计算书word版,请关注并私信回复:工字钢便桥)
为保证施工便道畅通,并保证XXX的需要,经研究决定在XX河上修建一座跨河便桥。
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,便桥采用12片45b工字钢作为主梁,6片为一组,两组工字钢间净距90cm,各组工字钢分别由Ф22钢筋横向连接为一整体,保证6片工字钢整体受力,两组工字钢间由10mm钢板连接,钢板底部横向焊接Ф22钢筋做肋,保证小型车辆及三轮农有用车通过。
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:
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。
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。
根据施工需要,并通过调查,便桥最大要求能通过后轮重60吨的大型车辆,及单侧车轮压力为300KN,单片45b工字钢尺寸如图2:
单侧车轮压力由6片梁同时承受,其分布如图3:
单侧车轮压力非平均分配于6片梁上,因此必须求出车轮中心点处最大压力Fmax
,且车轮单个宽25cm,45b工字钢翼板宽15cm,每片工字钢间横向间距为5cm,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:
由图4可得到Fmax=F/2,单片工字钢受集中荷载为Fmax/2=75KN。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
由图1所示单片工字钢受力图示,已知q=1KN/m,P=90KN,工字钢计算跨径L=11.2m,根据设计规范,工字钢容许弯曲应力ρ(w)=210MPa,容许剪应力[τ]=120MPa。1、计算最大弯矩及剪力
(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
,而梁体变形为整体变形,由单侧6片工字钢为一整体进行验算,计算得到:
其中q=1KN/m,F=360KN,E=206×105/cm2,I=33760cm4×6
考虑车辆荷载非集中荷载,后轮轴重如达60吨时为双桥或三桥车,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。
根据图1和图5中集中荷载弯矩计算公式分别为:
由于挠度主要由车辆荷载产生,因此可近似将Л视为挠度的折减系数,及
根据以上验算,可见本便桥可通过的最大车重为60吨,但根据进出工地车辆统计,一般车重不超过40吨,因此次设计可以完全满足使用要求。
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