六付隧道仰拱栈桥计算书

广西梧州至柳州高速公路土建工程NqA01-5 合同段（K854-069.148六付隧道仰拱栈桥计算书计 算；屁砒脚 复 核：彳隔氏审 核：审 批；目录1 仰拱栈桥简介 32 编制依据 33 结构计算参数 33.1、极限荷载 33.2、自重 34 抗弯计算 45 抗剪计算 46 最不利截面弯剪应力计算 57 整体稳定 68 疲劳计算 69 焊缝计算 710 总结 7仰拱栈桥计算书1仰拱栈桥简介仰拱施工的同时，采用仰拱便桥保证隧道开挖、初支施工的正常进行。仰拱栈桥净跨度11.35m，为两端简支结构，主要为满足隧道内施工车辆通行，仰拱 栈桥分左右两支设置，单支由12根I25a工字钢并排，翼缘满焊接成箱型结构， 宽度1.2m，表面焊接8圆钢防滑，两支栈桥之间宽度1.0m，栈桥总宽度3.4m。2编制依据2.1钢结构设计规范GB50017-2003 2.2鹤岗至大连高速公路小沟岭(黑吉界)至抚松段两阶段施工图设计 2.3现场调查的工地自然条件、区域资源条件等3结构计算参数3.1、极限荷载最大荷载为8山3混凝土运输车装载6山3混凝土时通过栈桥，8山3混凝土运输车 自重141，混凝土按2400kg/m3计算，总质量28.41。综合考虑慢速通过(W5km/h )的动荷载、人行荷载、其他荷载等偶然因素影响，按最大总荷载的 120%考虑极限荷载，单支极限荷载 错误!未找到引用源。 ，考虑混凝土搅拌运 输车80%以上荷载集中在后轮，计算时按照最不利情况，以极限荷载下的点荷载 作用考虑。3.2、自重仰拱栈桥自重计算部分以净跨度计算，I25a工字钢单位重量38.1kg/m，单 支仰拱栈桥自重荷载错误!未找到引用源。4抗弯计算 根据简支梁受弯结构特性，最大荷载在简支梁中心时产生最大弯矩，栈桥最 大弯矩由点荷载弯矩和自重荷载弯矩两部分组成：点荷载最大弯矩错误!未找到 引用源。自重荷载最大弯矩错误!未找到引用源。抗弯计算按照钢结构设计规范(GB 50017-2003)中4.1.1公式Mx+ MVf(4.1.1) Y WxnxYyWy式中M、M同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面：x轴为强xy轴，y轴为弱轴)；W、W 对x轴和y轴的净截面模量；nx nyg、g截面塑性发展系数；对工字形截面，g =1.05, g =1.20；对箱x yxy形截面， g =g =1.05；xyf钢材的抗弯强度设计值。仰拱栈桥单支栈桥抗弯强度计算f = M + M =(4.97x105 + 7.36x104)x103 =112N/mm,1 2 210XgW1.05x(4.02x x12)1nx5)I25a工字钢采用Q235钢材，抗弯强度设计值为f = 205N/mmi，安全系数为k=1.83经验算抗弯强度满足设计要求。5抗剪计算 根据简支梁承重特性，简支梁剪力最大值为简支梁两端，最大剪力由自重剪 力与荷载剪力。极限荷载剪力VA = F =1.75x105N自重剪力 VB = ql = 4.57x103N/mx11.35m 二 2.6x10N抗剪计算采用钢结构设计规范(GB 50017-2003)中4.1.2公式t= VS f(4.1.2)It w式中V计算截面沿腹板平面作用的剪力；S计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;I毛截面惯性矩；t腹板厚w度；f钢材的抗剪强度设计值。v仰拱栈桥单支栈桥抗剪强度计算：t=VS =1.75x105 + 2.6x104= 9.7N /mmIt21.6x10x(8x12)wI25a工字钢采用Q235钢材，抗剪强度设计值为f = 120N/mm2，安全系数为k =120= 12.4 t9.7经验算抗剪强度满足设计要求。6最不利截面弯剪应力计算由极限荷载在栈桥中间位置引起的弯矩和剪力同时作用，造成中间截面工字 钢同时承受弯矩和剪力的同时作用，需对该部位弯剪应力进行校核。校核采用钢结构设计规范(GB 50017-2003)中4.1.4公式SR+s2c +SS c + 3t2 bf(4.1.4-1)式中0、 T、 O腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力、剪应力c和局部压应力，T和。应按公式(4.1.2)和公式(4.1.3-1)计算，o应按下式计c算：s = Mi(4.1.4-2)In。和。以拉应力为正值，压应力为负值;cI 梁净截面惯性矩；所计算点至梁中和轴的距离；B 计算折算应力的强度设计ny11值增大系数；当。与。异号时，取B=1.2；当。与。同号或o =0时，取c 1 c cB =1.1。1仰拱栈桥单支栈桥中间截面下翼缘表面弯剪校核计算：1) 无局部压应力 s = 0c2) 由弯矩产生的拉应力S = MI y -(4.97x10125X+57.02.36xx1010 4) x 103 1 25 =118N/mmn 1723) 中间截面剪应力仅由极限荷载产生，自重荷载不产生剪应力t = VS 1.75x105.= 8.4N /mmIt216x8x12w4) 、S 2 +S2 +SS + 3t 2 = S 2v+ 3t 2 = 11&5 3(8.4)2 = 119N/ mm2cc5) b f=1.1x205=225.5225.5安全系数k =14 =1.897.整体稳定根据钢结构设计规范(GB 50017-2003)中4.2.4规定：不符合4.2.1条1款情况的箱形截面简支梁，其截面尺寸应满足h/b W6,0 l/bW95(235/f)。1 0 y符合上述规定的箱形截面简支梁，可不计算整体稳定性。栈桥为I25a工字钢焊接形成的箱型截面简支梁，其h b = 250116x12 = 0.18 6 0可不计算整体稳定性。8疲劳计算全部使用混凝土搅拌运输车6山3运输，共计1667车，通过仰拱栈桥共计3334 次，包括出渣运输、钢筋运输仅其他材料运输计划约1000车次，仰拱栈桥 共计重复荷载约5334次。根据钢结构设计规范(GB 50017-2003)中6.1.1规定：直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力变化的循环次数n等于或大于5X104次时，应进行疲劳计算。由于仰拱栈桥受动力荷载重复作用 次数远小于设计规定的疲劳计算要求次数，仰拱栈桥可不进行疲劳验算。9焊缝计算I25a工字钢单根长度为6m,仰拱栈桥加工过程中需采用将工字钢对接焊接，焊缝质量不低于三级焊缝，且所有对接焊缝均应错缝布置，保证单支栈桥单位截 面仅有1个工字钢对接焊缝。根据焊缝计算强度，采用E43型焊条的手工焊接三级焊缝时，抗拉强度fw = 175N /mm2，如前最不利截面弯剪计算1) S 2 +S2 +SS + 3t 2 = S 2+ 3t 2 = 11&5 3(8.4)2 = 119N/ mm2cc2) b f=1.1x175 =192.5192.53) 安全系数 k = ! =1.62安全系数大于1.5，可保证栈桥的安全。为提高对接焊缝部位安全可靠性，可在对接焊缝上下缘翼板焊接顺工字钢加 强翼板，加强翼板采用lcm厚钢板，宽度10cm，长度不小于50cm，与工字钢角 焊缝满焊，增强工字钢对接焊缝上下部最不利部位抗拉、抗压强度。10总结经验算采用I25a工字钢加工的仰拱栈桥各项安全系数均大于1.5，能够满足 安全要求。