钢栈桥计算书

1、1 编制依据 12 工程概况 13 钢栈桥与钢平台设计方案 23.1 钢栈桥布置图23.2 钢平台布置图24 栈桥检算 34.1 设计方法 34.2 桥面板承载力验算44.3 I20a 工字钢分配梁承载力验算54.4 贝雷片纵梁承载力验算64.5 I45b 工字钢横梁承载力验算94.6 桥面护栏受力验算105 桩基检算 135.1 钢管桩承载力验算135.2 桩基入土深度计算135.3 钢管桩自身稳定性验算145.4 钢管桩抗倾覆性验算145.5 钢管桩水平位移验算146 钻孔平台 151 / 172/ 17*钢栈桥计算书1 编制依据1、现场踏勘所获得的工程地质、 水文地质、 当地资源、交通状

2、况与施工环境等调查资料；2、国家与地方关于平安生产与环境保护等方面的法律法规；3、 钢结构设计规GB50017-2011；4、 公路桥涵设计通用规JTG D60-20155、 公路桥涵地基与根底设计规JTG D63-20076、 公路工程施工平安技术规JTG F90-20157、 路桥施工计算手册 人民交通8、 * 设计图纸。2 工程概况* * 位于顺昌县水南镇焕仔坑附近， 跨越富屯溪。 本项目起点桩号K7+154,终点桩号 K7+498.5,桥梁全长344.5m。* * 场区属于剥蚀丘陵夹冲洪积地貌， 桥址区地形较起伏， 起点台较坡度约15° -20 °，终点台较坡度约

3、5° -10°。桥梁跨越富屯溪，勘查期间水深约3-9m,溪宽约180-190“* * 桩基施工是本工程的控制工期工程， 我项目部经过对富屯溪水文、 地质与其现场情况的详细调查， 为保证工期 , 加快施工进度， 跨富屯溪水中主墩计划采用钢栈桥+钢平台施工方案。* * 河中墩共 7 组， 距河岸边最近的8#墩距岸边约20m， 根据富屯溪历年洪水水位，富屯溪上下游都有水电站，无通航要求，宜搭设全桥贯穿栈桥。为满足环保、水保与通航要求，我单位从2#墩8#墩桩基根底均采取1 / 17搭设钢平台施工，其余桩基根底为陆地桩基。按照常水位 115.00m,经现场 实测，中间河道宽度约210

4、米，2#墩8姓位置水深约1.55.2米。钢栈桥计 划施工长度为243nl共设置7个钢平台，因2#墩钢平台标高为121ml 2#t 临近堤顶路，其标高为127nl高差悬殊较大，车辆无法两岸通行，为确保车 辆的通行顺畅与在进展混凝土灌注过程中车辆的良好通行，其中在2#t钢平台与3#t钢平台之间搭设贯穿钢平台，利于车辆的掉头与车辆的错车需要。3钢栈桥与钢平台设计方案1.1 钢栈桥布置图根底采用529x8mmi旋焊管，焊管顶部设双145b工字钢横梁，横梁上 设贝雷片纵梁，纵梁上铺120a工字钢做分配梁，20#工字钢间距30cm, S 6mm钢板做面板。钢栈桥布置图如下列图S 6m厚钢板16a槽钢连接1

5、1单片贝雷片贝雷片连接斜撑16#曹钢做剪力撑120a工字钢6片贝雷片组拼工45b工字钢双拼横梁钢管桩52940mmro t钢栈桥横断面图钢护栏# / 171.2 钢平台布置图根底采用529x8mmi旋焊管，焊管顶部设双145b工字钢横梁，横梁上设贝雷片纵梁，纵梁上铺120a工字钢做分配梁，20#工字钢间距30cm, S 6mm钢板做面板钻孔平台布置图4栈桥检算4.1设计方法1采用容许应力法设计计算2钢栈桥属临时结构；钢结构容许应力提高系数1.31.4见公路桥涵设计通用规JTG D60-2015；本方案取容许应力法计算时的最小平安储藏系数K=1.01.25（重要构件不小于1.2）。3取荷载冲击系

6、数1.15、偏载系数1.2;4弹性模量、惯性矩、截面抵抗矩、容许应力、容许扰度数值参考路 桥施工计算手册人民交通5活载按照8ms混凝土搅拌运输车满载可按照“汽车-20级重 车计算。4.2桥面板承载力验算120a工字钢上分配间距30cm净距20cm,桥面板跨径l 0.20m ；车辆后 轴触地宽度为600mm长度为200mm混凝土运输车单轮宽30cm,作用面20cmi 桥面板可按照均布荷载进展计算分析。车轮作用示意图取200mmi元宽度桥面板计算其截面特性：q I 1 t 1 LI LLl，Tl 0=20cm桥面板计算简图截面抵抗矩 w 应=200X 62/6=1200mm惯性矩 i x bh3

7、=200X 63 /12=3600mm12桥面板自重：q1 = 0.2 X47.1 X10 X10-3 = 0.094?/?均布荷载 q 15.1/ 2 2 /0.3 1.15 1.2 0.094 17.459KN/m2_ 20.087Kn.mql 17.459 0.20 m - 88M 0.087 106W 120072.5Mpa181Mpa满足承载力要求i 5ql45 17.459 2004f - z0.48mm55384EI384 2.1 103600f 0.48mm f0.88mm满足刚度要求2504.3 I20a工字钢分配梁承载力验算8m混凝土搅拌运输车车轮位于I20a工字钢上分配梁

8、时，为不利荷载位置.那么每根上横梁承受车辆单轮轴荷为：15.1 10N 轴1.15 1.2 52.1Kn2 2桥面板和 120a 工字钢自重：q2 = 27.929 X 10 X 10-3 + 0.094= 0.373KNmI20a工字钢腹板厚度d=7mm惯性矩 I x = 2370cm4；截面抵抗矩w x = 237cm3 ；半截面静力矩S x = 136.1cm3；5 / 1755cm55cml o=110cm分配梁计算简图跨中弯矩：m =+巴=空上 + 52- = 28.71KNm8 l81.1r j i - rP ql支座处男力：Q = 2+ '= 0.5 X52.1 X2+

9、0.5 X0.373 X1.1 = 52.31KNM 28.71 106W 237 103121.14Mpa182Mpa满足承载力要求15 / 17QS 52.31 x 136.1 X106r = 1b-=2370 X104 X7 = 42.91MPa< r = 85MPa满足承载力要求4.3.3刚度验算f2f145ql384EIPl348EI3352.1 2 10110048 2.1 105 2370 104345 0.373 101100384 2.1 105 2370 1040.58mm1.43mmf 0.58 1.43 2.01mm f 1100 2.75mm 满足刚度要求400

10、4.4 贝雷片纵梁承载力验算8n3混凝土搅拌运输车满载可按照“汽车-20级重车计；考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于9m即一跨同方向桥最多只布置一辆重车。自重恒载：q=6+0.373=6.373KN/m贝雷桁片：1KN/m包括连接器等附属物截面抵抗矩w x = 3570cm3;截面积 A=146.45X 10-4 m2惯性矩 I=250500cm弹性模量E=206GPaP=60KNP=120KN P=120KN 山口 i i i 出 口1 口 一£ 1J. 4m/1.4ml. 2.86m0.74m D-贝雷片纵梁弯矩最大时计算简图P=60KNP=120KNP=120KN._36m_

11、J.4m_14m剪力最大时计算简图跨中弯矩 M=ql2 /8+M 汽=6.373X 92/8+22.2+255.6+171.6X 1.15X1.2满足承载力要求根据剪力计算简图，B点出为最大剪力，根据 万队=0,得B 点最大剪力:Q=ql/2+XBX 1.15 X 1.2=6.373 X 9/2+24+101.33+120X 1.15 X 1.2=367.23KN367.23A 2 X 146.45X10-4X 10-3 = 12.54MPa< r = 208MPa208MPa销子采用30crmnti ,插销用弹簧钢制造，容许剪应力:满足承载力要求梁体变形为整体变形，由单侧 6片贝雷片为

12、一整体进展验算，可根据叠加法计算跨中挠度，I=6 x 250500X 10-8=150.3 X 10-4m均布荷载:fq5ql 4 /384EI5 6.373 94 /(384 206 106 150.3 10 4) 1030.17mm由汽-20重车荷载产生的跨中挠度：f Pb(3l2 4b2)48EI式中b为集中荷载到较近支座的距离，根据弯矩计算简图荷载布置方式,在本计算书中分别为b10.74m b24.26mb3 2.86mf1f2f3Pb1(3l2 4b12)48EI_22P2b2(3l4b2 )48EI_ 22Pb3(3l4b3 )48EI60 103N 0.74m 3 (9m)2 4

13、 (0.74m)2_ _92 _ 8448 206 10 N/m 202560 10 m5.34 10 4m322120 10 N 4.26m 3 (9m)4 (4.26m)_ _92 _ 8 448 206 10 N/m 202560 10 m_3_2_2_120 10 N 2.86m 3 (9m)4 (2.86m)_ _ 92 _ 8448 206 10 N/m 202560 10 m34.35 10 m33.60 10 mf 1=60X 103X 0.74 X(3 X92-4X0.742)/(48 X206X 109X 1503000X 10-8)=71.95 x 10-6mf 2=12

14、0X 103X4.26 X(3 X92-4 X4.262)/(48 x 206X 109X 1503000 x 10-8)=5.86 x 10-4mf 3=120X 103X2.86 X(3 X92-4 X2.862)/(48 x 206X 109X 1503000 x 10-8)=4.856 x 10-4m综上，跨中最大挠度为考虑汽车冲击荷载：f=f q+(f l+f2+f3)X 1.15 X 1.2=0.17+(71.95+586+485.6) X 10-3 x 1.15 x 1.2=1.74mm< f4.5 I45b工字钢横梁承载力验算横梁采用145b双拼，每根长度为6nl计算跨径

15、为45=9000/600=15mm满足刚度要求按简支梁进展计算，计算简图如下：惯性矩：I=33800cm4;截面抵抗矩：W=1500c3n 截面面积：A=111.446cn2;理论重量g=87.485kg/m腰厚 d=13.5mm半截面面积矩：S=889.47cni按照钢横梁简化至3个集中荷载进展计算,其中桥面、纵梁与工字钢恒载为q=87.485X2X 10X 10-3=1.75KN/m集中荷载P=6.373 X9+300X 1.15 X 1.2/3=157.119KN支座处最大剪力：Q=3P/2=3X 157.119/2=235.68KN跨中最大弯矩 Mmax=q2 /8+Mp160 .61

16、910 6182 Mpa3107 .08 Mpa150010QS 235.68 X 103 x 889.47 乂 103r = id= 2 X33800 X104 X 135= 22.97MPa< r = 104MPa满足承载力要求刚度验算5ql45 X 1.75 X10? X44384EI384 x206 x 109 x33800 X10-8 X2X10?= 0.04mmPl? _48ET =X10?= 6.02mm157.119 x 10? X4?48 206 109 33800 10- 8 2f=f q+f p=0.04+6.02=6.06mm< f=4000/250=16m

17、m满足冈U度要求4.6 桥面护栏受力验算护栏横杆采用。48X 3m喈冈管，立柱采用I14工字钢，工字钢间距为2m 根据公路工程施工平安技术规程JTG F90-2015，防护栏杆上杆件任何 部位均应能承受1KN的外力，当外力作用在立杆中间时横杆所受弯矩最大， 按简支梁进展计算，计算简图如下：P=1KN1m1ml o=2m当外力作用在仅靠立柱端头时钢管承受剪力最大，受力简图如下:P=1KN10=2m0 48X 3m喈冈管力学参数如下： R4_ r42 44 4截面抵抗矩：W =兀=兀,4 = 4.49cm44R4 X2.4截面面积A =兀(R2- r2) = 3.14 X(2.42 - 2.12)

18、 = 4.24cm2I14工字钢力学参数如下：截面抵抗矩：W = 101.7cm4截面面积A = 21.5cn2当外力作用在立杆的最顶端时，立杆受弯矩最大，计算简图如下:P P=1KNm110 48X 3m旃冈管验算跨中弯矩M= Pab=三=Q5KNm跨中切应力：66 = - = 4 = 11.13MPa<(T = 145Mp满足承载力要求W 4.49X10支点处剪力：Q=P=1KN支点处剪应力:Q 1 X103.一r = - = = 2.36MPa< r = 85MPaW足承载力要求A 4242I14工字钢立柱验算 最大弯矩 M = Pl = 1 X1.2 = 1.2KNm最大切

19、应力：M1 2X106.一。=w= mi 7xm4= 1.18MPa<(T = 145Mp辆足承载力要求 Vv 10 1.7 A 10I14工字钢与桥面板焊接，对焊缝进展验算：焊缝处弯矩：M = Pl = 1 X1.2 = 1.2KNm焊缝处最大剪力为：Q=1KN焊缝截面惯性矩:7.07 X106mrmBH3- bh1 80 X1403 - 74.5 X 121.83 _12=12=vy =I f _ h/2 =7.07 X 106140/2=0.101 X106mmS1 = 80 X9.1 x 65.45= 0.048 X106mrmSf = S1 + 5.5 x 60.92 = 0.

20、068 x 106mm _ _6M1.2X10_-=vy=而赤=1188Mpa <b145Mpa满足承载力要求QSifi1X103X0.068 X1067.07 iF 5.51.75MPa <r = 85MPa满足承载力要5桩基检算5.1 钢管桩承载力验算钢管桩截面面积A=兀(R2- r2) = 3.14 X(264.52 - 256.52)= 1.3 x 104mm钢管桩按照受压构件计算N 235.68X103，一，(T = 7 = ee =18.13MPa <a = 140MPa 满足承载力要求 A 1.3 A|05.2 桩基入土深度计算根底采用529x8mm1旋焊管，理

21、论重量为103.289kg/m,根据I45a工字钢横梁承载力验算中得钢管桩最大荷载P=235.68KN桩基长度按照最大水深5nl入土 2m,高于水面4.5m计算，那么桩底最大承载力为 P=235.68+5承+4.5X 103.289 X 10X 10-3=247.56KNn1Ra = 2uE qik l i + Aa1 = 1式中Ra一单桩轴向受压承载力容许值KNJ ；u一桩身周长ni ；Ap一桩端截面面积itf；n一土的层数；h一承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度 仙；qik一与li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值kPa；q.一桩端处土的承载力容许值kPa；根底采用529x8mmi旋焊管，

22、桩基按照摩擦桩设计。桩基周长 u=% X 0.529=1.661 m ,桩基冲刷线以下为卵石， 厚度约23m， 那么摩阻力标准值qik 取 170kPa。不计桩尖承载力，那么有桩基需入土深度：L=2X247.56/(1.661 x 1 x 170)=1.75m,施工过程中桩基入土深度按照2m控制。5.3 钢管桩自身稳定性验算钢管壁厚按8mrniHh算。I =兀 X 0.52941-0.513 4/0.529 4/64m4=4.441658897X 10-4n4根据建筑桩基技术规，单桩稳定长度：Lp 1.0 (I。h), I。为地面以上桩长，取最大值10m. h为地面以下桩长，为2nl所以Lp=12m钢管桩身抗弯刚度：EI=2.10 x 1011N/m2X 4.441658897 x 10-4n4单桩屈曲临界荷载 PCr2EI/LP 616.53KN