仰拱栈桥验算.doc

新建吉林至珲春铁路JHSK-Ⅰ标项目经理部 仰拱栈桥设计验算书 新建吉林至珲春铁路JHSK-Ⅰ项目经理部四工区 二O一二年九月四日 一、概况 为确保隧道施工畅通，并保证掌子面与仰拱同时施工的需要，经研究决定在施工仰拱时，临时架设一副栈桥。 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，仰拱栈桥采用8片I40a工字钢作为主梁，4片为一组，两组工字钢间净距60cm，工字钢上横向满铺Φ22螺纹钢（间距0.05m）。设计。 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I40a工字钢每米重67.598kg，Φ22螺纹钢每米铺设20根，每根长1.2m，Φ22螺纹钢每米铺设重71.52kg。单片工字钢自重按3.419KN/m计算，即q=3.4191KN/m。 2、P值确定 根据施工需要，栈桥要求能通过后轮重40吨的大型车辆，及单侧车轮压力为200KN，单片I40a工字钢尺寸如图2： 如单侧车轮压力由4片梁同时承受， 因车轮单个宽30cm，因此必须求出车轮中心点处最大压力，I40a工字钢翼板宽14.2cm，每片工字钢间横向间距为21cm，由于上方铺满桥面 图4 由图4可得到=F/4=50KN取50KN。 由于栈桥设计车辆匀速通过，车辆对桥面的冲击荷载较小，故冲击荷载不考虑，P=50KN。 三、结构强度检算 由图1所示单片工字钢受力图示，已知q=3.419KN/m，P=KN，工字钢计算跨径=10m，根据设计规范，I40a工字钢容许弯曲应力=175MPa，容许剪应力=100MPa。 1、计算最大弯矩及剪力 最大弯距（图1所示情况下）： 最大剪力（当P接近支座处时） 2、验算强度 正应力验算： （为I40a工字钢净截面弹性抵抗矩，查表得到为1090cm3） 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，因此剪力可近似按计算。为腹板净高（除去翼板厚度），为腹板厚度，由图2可得到=367mm，=.5mm。 计算得到： 3、整体挠度验算 工字钢梁容许挠度,而梁体变形为整体变形，由单侧4片工字钢为一整体进行验算，计算得到： 其中q=1.391KN/m F=200KN E=206×105/cm2 I=33760cm4×6 考虑车辆荷载非集中荷载，后轮轴重如达40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。 图5 根据图1和图5中集中荷载弯矩计算公式分别为： 和 由于挠度主要由车辆荷载产生，因此可近似将视为挠度的折减系数，及 四、验算结果分析 根据以上验算，可见本栈桥可通过40吨的重车。因为隧道施工中车辆最大载重为35吨（含自重），所以此设计完全可以满足隧道施工使用要求。 附：栈桥设计图