计算书（4排加强）

321型-30米3跨 4排单层加强型 下承式单车道钢桥计算

1. 设计简介：

321型贝雷钢桥。根据地理环境位置情况拟采用321型装配式贝雷钢

桥部件组建下承型式钢桥；总长度为30m，3跨，单跨9133mm，钢桥外宽约5.85m，通行净宽4.2米，单车道；设计荷载：单跨150吨。

根据通行荷载的特性及对通道净宽的要求，拟采用321型装配式公路钢桥下承式4排单层加强型结构形式。 2. 计算原理：

2.1 荷载重心在跨中时将对桥产生最大弯矩；荷载重心位置在桥梁端部时将对钢桥产生最大剪力。依据此原理，现针对性的予以验算。 2.2 由于是单车道设计，则每个车道为4排加强编组.再由该钢桥最大跨为9133mm，则验算9133mm跨度强度是否符合要求即可！ 2.3 设计荷载为：单车150吨。 3. 参数选择：

321型4排单层加强型钢桥自重： g静=17KN/m;

3.1、代入；

弯矩验算：当单车以对钢桥最不利方式行使，等效重心与主梁中心重合时，将对主梁产生最大弯矩。

Mmax=M静+ M活

M静=1/8g静l2=1/8×17KN/m×(9.133m)2=177.2KN·m M活=1/4g活l=1/4×1500 KN×9.133m=3424.9KN·m

Mmax=M静+ M活 =177.2+3424.9 =3602.1KN·m

查表得知321型4排单层加强标准桁架容许抗弯为：

[M]=12998KN·m> Mmax；

弯矩安全系数：[M]/ Mmax=12998/3602.1=3.6

3.3、剪力验算：当单车重心与桥梁端部重合时，将对主梁端部产生最大剪力。

Qmax=Q静+ Q活

Q静=1/2gl=1/2×17KN/m×9.133m=77.6KN Q活=1500/2=750KN Qmax=Q静+ Q活 =77.6+ 750 =827.6KN

查表得知321型4排单层加强型标准桁架容许抗剪为：

[Q]=1887KN>Qmax；

剪力安全系数：[Q]/Qmax=1887/827.6=2.2

3.4桥墩强度验算

军便桥墩采用6根A609，t=16mm的钢管作桥墩，每根钢管的截面面积A=π*(R2-r2)=3.14*((609/2)2-((609-16*2)/2)2)=29792.32mm2

F-2F’=0 F=150*10=1500KN F’=F/2=750KN

F1=F’/3=750/3=250KN

σ=N/A=250*1000/29792.32=8.39N/mm2<[σ]=205N/mm2 （满足要求） L为钢管受压长度7900mm，i为钢管回转半径，i＝sqrt(I/A) A为截面面积，I为截面惯性矩

I=π*（D4-(D-2t)4）/64=3.14*(6094-(609-2*16)4)/64=1310*106mm4 i=sqrt(I/A)=210mm λ=l/i=7900/210=37

查《钢结构设计规范》表C-2得，ψ(37)=0.910，即轴心受压稳定系数取0.910

单根钢管立柱最大

N????A?f=0.910*29792.32*205=5557*103KN

F1

∵ [M]=> Mmax，[Q] > Qmax, ∴ 该桥梁设计满足要求！

承

载

力

电瓶车轨枕计算

根据现场实际情况，本次过站轨枕分为两种类型，一种为单轨施工，另一种为双规施工，两类轨枕材料与焊接工艺相同，根据力学知识我们不难分析到，最不利荷载为铺设双轨的情况，我们只需要分析铺设双轨的轨道即可。

为了计算过站轨枕支撑的反力，简化计算原结构模型，如下图所示。

图1 结构计算原模型

图2 结构计算计算模型

已知电瓶车满载重量为G=200t=2000KN，动载系数1.1，轨枕间距为80cm，电瓶车长度

按60m计算。

首先对下部支腿进行验算，计算过程如下： F1=F2=1.1* G/150=14.7KN

支腿截面及几何性质计算

A?27.57cm2

惯性矩

IX?1880cm4

Iy?134cm4

回转半径

ix?IX?8.26cm AIyA?2.20cm

iy?构件失稳时绕x轴和y轴的计算长度为：

lox?loy??l?0.5?465?233cm

长细比

?x??y?lox233??28.21 ix8.26loyiy?233?105.91 2.2相对长细比，因为?y??x，只需计算?y即可

?y??Y?fyE?105.91?235?1.16 52.0?101、 强度验算

N14.7?103????5.33N/mm2?310N/mm2

An27.57?100（2）整体稳定性计算

查表得到：?2?0.965,?3?0.300

轴心受压构架的稳定性系数：

????crfy221???????????????23232?2???????4?22???22

1?20.965?0.3?1.16?1.16?2.69?????0.965?0.3?1.16?1.16??4?1.162??1.36??Ncrd??Afd?1.36?27.57?102?310?1162.35KN?F

通过计算可以得知整体稳定性满足要求。

3、支腿局部稳定性验算

翼缘验算：

b100235235??12.5??10?0.1????10?0.1?247.05???34.7 t8fy235腹板验算：

h0200235235??36??25?0.5????25?0.5?247.05???148.5 tw5.5fy235通过以上验算局部稳定性满足要求，支腿不会发生局部失稳现象。

由以上的计算我们可以得出，本过站轨枕支腿符合设计要求。

钢轨铺设在横梁之上，在此考虑钢轨作为刚性构件研究，横梁主要承受压力，在此不考虑其受扭矩的影响故只验算其局部稳定性即可： 泊松比：??0.3

?crk?2E?t???0.95fy2??12(1??)?b?

得到：

b100235??12.5?15?15 t8fyhw200235??36?84?84 tw5.5fy横梁经过验算符合设计要求

经以上计算可知，横梁及支腿设计符合施工要求，根据构造要求，所有横梁焊接处均用E43焊条焊接，焊缝高度不小于6mm。

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