洛陽至欒川高速公路嵩縣至欒川段工程
編制複核批准中鐵七局集團鄭州工程****
洛陽至欒川高速公路嵩欒2標專案經理部
二〇一二年六月五日
一、概況
為保證通往山峽大橋、山峽隧道及上元灣12#、13#墩台的施工便道暢通，經研究決定在蠻峪河上修建一座跨河便橋。
從結構可靠性、經濟性及施工工期要求等多方面因素綜合考慮，便橋採用3跨12公尺工字鋼便橋，每跨採用6片63a工字鋼作為主梁，3一片為組，兩組工字鋼間淨距60cm，各組工字鋼分別由20a工字鋼橫向連線為一整體，並在工字鋼上焊接φ22鋼筋連線，保證3片工字鋼整體受力，保證車輛通行。
二、施工方案
1、定出4個墩台身的位置。蠻峪河便橋總體布置圖見附圖。
2、施工基礎及墩台身。0#、1#採用5m×3m×1m的擴大基礎， 2#直接做在大石頭上，基礎厚度50cm，基礎上面接3m×1m的墩台身，4#採用3m×0.5m×1m的橫樑。
3、將3片63a工字鋼為一組，工字鋼間淨間距29cm，腹部採用20a工字鋼橫向連線焊接為一整體，20a工字鋼間距1.5m。梁板上面滿焊間距為15cm的φ22螺紋鋼。見圖1：
4、將各組工字鋼吊到橫樑上，兩組工字鋼間淨距60cm，工字鋼安設好後與墩台身預埋鋼筋焊接牢固。
5、工字鋼便橋做好後在便橋兩邊用角鋼或鋼管搭設一簡易防護欄杆。
三、便橋結構計算
設計荷載按砼罐車40t重車，前後輪輪距為3.5m，後輪兩排輪距為1.3m，前軸分配12t，後軸為28t，左右側輪各承擔1/2軸重，工字鋼為整體共同承擔重車荷載，工字鋼自重按1.
15係數設計，動載及安全係數設計為1.1。
1、力學簡化
梁兩端都有轉動及伸縮的可能，故計算簡圖可採用簡支梁（如圖2）。
圖2單位：cm
由於截面上的彎矩隨荷載的位置變化而變化的，因此在進行結構強度計算時，應使在危險截面上即最大彎矩截面上的最大正應力不超過材料的彎曲許用應力［σ］故需確定荷載的最不利位置，經荷載不同位置處的彎矩比較在檢算最大正應力時，應取p2荷載在跨中位置（如圖3）：
圖3單位：cm
計算最大剪應力時，取第p3荷載靠近支座位置（如圖4）。
圖4單位：cm
工字鋼自重122kg/m，受力結構圖見圖5
圖5單位：cm
2、檢算過程
（1）便橋結構檢算
1）、用靜力平衡求出最大彎矩和剪力
p1=6×103×10×1.1=66kn
p2=p3=7×103×10×1.1=77kn
q=122×10×1.15=1.4kn/m
mmax=66×(11-5.5) ×2÷11+77×11÷4+77×（11-6.8）×5.5÷11+1.4×11×11÷8=460.6knm
qmax=6.2×66÷11+9.7×77÷11+77+1.4×11÷2=189.8kn
（2）根據初選結構進行力學計算
按每側共3根工字鋼進行檢算
查《路橋施工計算手冊》—熱軋普通工字鋼截面特性表，得63a型工字鋼。
wx=2981cm3； wy=193 cm3
1）、平面內強度計算；
σmax—工字鋼最大彎曲應力（mpa）
[σ]-----鋼材容許彎曲應力（mpa）
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3根63a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、橫向連線螺紋鋼筋共同作用的富餘係數，平面內是偏於安全的。
2）、平面外強度計算
考慮到車輛行駛在便橋上時，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3根63a工字鋼選用，平面外強度可以滿足設計要求。
3）、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63a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 63a型工字鋼
， ，故得到棧橋縱樑最大剪應力，並據此校核剪應力強度
τmax ---最大剪應力
[τ] ---鋼材容許剪應力(mpa)
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