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1、附件9：仰拱棧橋結構檢算一、仰拱棧橋設計1、行駛車輛狀況分析在襯砌前，通過仰拱棧橋的主要施工機械、車輛為挖掘機日立240、自卸汽車(后八輪)、廈工 250裝載機等，其自重、寬度等基本參數見表1。表1 主要施工機械車輛狀況序號設備名稱空載重量/t重載重量/t行走寬度/mm1自卸汽車17t29t23002日立24018t18t28203廈工 25016t20t29762、仰拱棧橋承受荷載分析根據表1，以自卸汽車重載時作為仰拱棧橋的驗算荷載，其前橋滿載重量為29 t。工字鋼為整體共同承擔重車荷載，工字鋼自重、按1.15系數設計，動載及安全系數設計為1.1。3、仰拱棧橋寬度及每片梁工字鋼數量的確定仰拱2、棧橋的單片寬度1.00m，為達到仰拱棧橋的寬度，考慮每片梁采用2根I32a工字鋼上下翼緣焊接為一組，棧橋每邊采用三組并排，工字鋼的間距為15cm。頂部用22螺紋鋼筋連成整體，縱向間距1015cm，以提高棧橋結構的平面內、外強度和剛度。縱向兩端做成1m長坡道方便車輛通行，兩幅棧橋橫向間距根據車輪輪距布置，保證車輪壓在棧橋中部，考慮2.15m。4、仰拱棧橋長度根據單根工字鋼的長度為14m，確定仰拱棧橋的長度為14m，計劃每次最大澆筑9m。設計如圖：圖1 仰拱棧橋設置圖二、仰拱棧橋力學簡化仰拱棧橋兩端都有轉動及伸縮的可能，故仰拱棧橋力學模型可簡化為簡支梁。受力分析圖如下： 圖2 仰拱棧橋結構簡圖由于3、截面上的彎矩隨荷載的位置變化而變化，因此在進行結構強度計算時，應使在危險截面上(最大彎矩截面)的最大正應力不超過材料的彎曲許用應力。根據經驗可知，當紅巖金剛自卸汽車的第一個后輪位于仰拱棧橋中間時，為最不利荷載，前輪與后輪的間距為3500mm,兩個后輪的間距為1300mm，梁的長度為9m。其受力示意圖為： 圖3 仰拱棧橋最不利荷載(彎矩)圖考慮工字鋼的自重，查表知I32a每延米重52.7/m，即q=0.52KN/m。其受力示意圖如下：圖4 工字鋼分布荷載分布圖計算最大剪應力時，取最不利荷載靠近支座位置，如下圖：圖5 剪力計算簡圖三、仰拱棧橋結構受力驗算1、對單片梁進行受力驗算汽車前輪重17t/24、=6t,后輪重(29-17)t/2/2=7t。用靜力學驗算最大彎矩及剪力、汽車荷載汽車前軸： 汽車后軸：.在圖3中計算得A點反力為：.汽車荷載產生的彎矩：、工字鋼均布荷載產生的彎矩：查表知工字鋼I32a的每延米重量為52.72/m，即q=0.527KN/m。故m5.336KN/8ql2 =M鋼。所以m45KN.306=+=MMM鋼汽。、最大剪力：當載靠近支座位置時，剪力最大。由圖3知：2、根據初選結構進行力學計算： 按每側共4根I32a工字鋼進行檢算。查路橋施工計算手冊熱軋普通工字鋼截面特性表，得I32a型工字鋼。； 、平面內強度計算；max工字鋼最大彎曲應力(Mpa)；-鋼材容許彎曲應力(M5、pa)Wx-x軸截面抵抗矩(cm3)； Wy- y軸截面抵抗矩(cm3)由以上計算可知，單側按照4根I32a工字鋼選用，平面內強度可以滿足工作要求，且未考慮工字鋼、橫向連接螺紋鋼筋共同作用的富余系數，平面內是偏于安全的。、平面外強度計算考慮到車輛行駛在棧橋上時，方向不一定與橋縱向平行，存在橫向彎矩，按平面最大彎矩的15%考慮，計算如下：由以上計算也可知，按照單邊4根I32a工字鋼選用，平面外強度可以滿足設計要求。、剪應力計算使用剪應力強度條件公式校核最大剪應力需先計算I32a型工字鋼截面中性軸一側的面積對中心軸的靜矩。每根工字鋼分擔的最大剪力為：查表得I32a型工字鋼力學參數如下：， ， 故得到棧橋縱梁最大剪應力，并據此校核剪應力強度max -最大剪應力； -鋼材容許剪應力(MPa)Q -剪力(KN)； Sxmax-最大半截面面積矩(cm3)Ix -軸截面慣性矩(cm4)；d -腹板厚度(mm)剪應力滿足要求，此結構安全。、剛度計算：一般簡支梁結構允許撓度對撓度要求高的結構，對撓度要求小的結構，fmax最大撓度值(mm) ； f-允許撓度值(mm)p-后軸荷載(N) ；L-計算跨度(m) ；E-彈性模量(MPa)撓度大于要求較高的結構撓度允許值，但是考慮到棧橋為臨時結構物，且最大撓度值小于要求較小的結構撓度允許值，此棧橋結構剛度合格，可以使用。