18m跨度钢栈桥计算书121

1、栈桥计算书一、基本参数1、水文地质资料栈桥位于重庆荣昌赵河滩獭溪河，水面宽约68m平均水深4m最深处水深6米。地质水文条件：渡口靠岸边部分平均水深 2-3米，河中部分最高水深6米。河底地质 为：大部分桩基础所在位置处覆盖层较薄，覆盖淤泥厚度为 1.5m左右，其余为强风化砂 岩和中风化砂岩，地基承载力(T0取值分为500kpao2、荷载形式(1) 60t水泥运输车通过栈桥车辆荷载按60t水泥运输车考虑，运输车重轴(后轴)单侧为 4轮，单轮宽 30cm,双轮横向净距10cm,单个车轮着地面积=0.2*0.3 m2。两后轴间距135cm,左侧后 双轮与右侧后双轮距190cm。车总宽为250cm。运输

2、车前轴重 P1=120kN后轴重P2=480kN设计通车能力：车辆限重60t,限速5km/h,按通过栈桥车辆为60t水泥运输车满载时考虑，后轴按480kN计算。施工区段前后均有拦水坝，不考虑大型船只和排筏的撞击力， 施工及使用时做好安全防护措施。3、栈桥标高的确定为满足水中墩、基础、梁部施工设备、材料的运输及施工人员通行施工需要，结合河道通航要求，在河道内施工栈桥。桥位处设计施工水位为296.8m,汛期水位上涨46mo结合便桥前后路基情况，确定栈桥桥面标高设计为305.00m。4、栈桥设计方案在獭溪河河道内架设全长约96m的施工栈桥。栈桥拟采用六排单层贝雷梁桁架结构为梁体作为主要承重结构，桥面

3、宽设计为4.5m,桥跨为连续结构，最大跨径 18m栈桥共设置6跨。(1)栈桥设置要求栈桥承载力满足：60t水泥运输车行走要求。(2)栈桥结构栈桥至下而上依次为：钢管桩基础：由于河床底岩质硬，无法将钢管桩打入，综合考虑采用钢管桩与混凝土 桩相结合的方法，即先施工混凝土桩，入岩深度约1.5m,然后在混凝土桩上安装钢管桩。桥墩采用单排2根直径1m的混凝土桩和小630*10mnffl管桩为基础，墩中心间距 2.2米, 桩间设16槽钢剪刀撑。136a工字钢作为底横梁：桩顶横梁采用 2拼并排焊接的136a工字钢。贝雷梁主梁：主梁采用321普通贝雷桁架结构，桁架由六排贝雷桁架加联系杆件拼装， 贝雷桁架间距中

4、心距0.45m。桥面系：贝雷梁上横铺I25a工字钢、间距为400mm乍为顶横梁，顶横梁上满铺厚度 为10mm勺钢板做为栈桥的桥面。最后安装栏杆、照明等附属结构。栈桥结构详见下图：泸县蛆酬演曲呼f举国崩又晶津贴轴空铺加二双拼136电一三II一芈杆口、. laiMi 铜板贝雷桁架M3询管y：16槽钢 一'22D荣昌高速赵河滩瀚溪河施工便桥5、栈桥计算参数(1)单片贝雷桁架：每片贝雷桁架重270kg (含支撑架、销子等)，I=250497.2cm4,E=2X 105Mpa W=3578.5cm, M=788.2 kN - m, Q=245.2 kN 。(2) I25a:截面积 48.5cm2

5、,每米重量 38.1kg ,Ix=5020cm4, E=2X 105Mpa ,Wx=402DR3 , Sx=232.4cnf,腹板厚 8mm136a :截面积 76.3 cm2,每 米重量 59.9kg , Ix=15800cm4 , E=2X 105Mpa,Wx=875crrSx=514.7 cm 3,腹板厚 10mm(4)16: 截面积 25.16cm2,每米重量 17.23kg(5)10mm厚钢板：理论重量 0.942KN/R。(6)车辆冲击系数：由查公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)知，冲击系数采用1.3。考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于12m即一跨内同方向最多只布置一

6、辆重车。人群荷载不计。二、结构检算1、偏压系数的确定K 1=1.25。2、125a工字钢横梁检算因为125a横梁如设计图所示，主要承受轴心压力作用，几乎不受弯矩作用，故检算略。3、贝雷梁检算3.1荷载(1)静荷载恒载计算：贝雷片每个自重270KG栈桥按每跨18m计算，桥面钢板、横梁自重，简化 为均布荷载 q= (G1+G2+G3/18 = ( 18X4.5 X0.942+45X4.5 X38.1+270X36) /100/18 = 9.73kN/m。-1111111111、1i I a=i i 考虑到螺栓和桁架销，取 q=10.0KN/m跨中恒载弯矩：弯距 M 恒=ql- = 10*18*18

7、/8 =405.0kN - m8梁端恒载剪力：Q恒=1/2 X10X 18=90.0KN活荷载：计算跨径为18m桥面净宽4.5m,本设计采用600KN集中荷载进行验算，如图:54活载弯矩跨中受力最大，故活载弯矩 M活=1/4 X PX L=2700KN.m梁端剪力：Qk=600KN最大弯矩：Mmax M 恒 + （1 + 仙）Mk =405+ 1.3 x 2700= 3915.0kN - m梁端最大剪力：Qmax=Qf + （1+仙）Qk=90+1.3X 600=870.0KN3.2贝雷梁结构验算：查贝雷手册可得：桁架六排单层允许弯矩 M=788.2X 6X0.9=4256.28KN.m,满足

8、强度要求桁架六排单层允许剪力 Q=245.2X 6=1471.2KN,满足强度要求4、整体挠度计算：对于钢桥的设计，为了使车辆能比较平稳的通过桥梁，因此桥规要求桥跨结构均应设 预拱度。另外能使钢桥能正常使用，不仅要对桁架进行强度验算，以确保结构具有足够的 强度及安全储外，还要计算梁的变形，以确保结构具有足够的刚度，因为桥梁如果发生过 大的变形，将导致行车困难，加大车辆的冲击作用，引起桥梁剧烈震动。V.上查简支梁容许挠跨比|L800 ,则容许最大挠度为0 max=2.25cm22非弹性挠度：=0.05n =0.05 6 = 1.8cm弹性挠度，用B,C卡秋林公式计算：'=384 1 （t

9、g 1 ctg 1）中（1.61-0.335，Kdf其中，K出=0.1767, I =2.5105, kea=66.1188eq得：o=0.101cm,故： max ： '："，o = 1.901cm :二，max = 2.25cm满足刚度要求。5、钢管桩检算混凝土桩强度大于钢管桩，此处按钢管桩进行检算，钢管桩单排2根钢管桩，普通墩横桥向桩中心距为2.20m,采用4 630X 10mnffi管桩。水深按7.0m,钢管桩露出水面按6m 计。（1）桩基承载力检算G活=2 K1 （1 + 小）/2 =600X 1.25 X1.3/2 =487.5kN桩基承载力：每根钢管桩设计承载力

10、为P= （ G1+ G2+G3+G4G活）/2=（18X4.5 X 0.942+36X270+45X4.5 X 38.1+4.5 X 59.9 X2） /100+487.5 X 1.3/2 = 407.129 kN。考虑钢管桩直接入岩，按端承桩考虑。桩身强度：桩基采用（|）630mmH管桩。l =7+6=13m（按照自由端最长桩考虑）i = x'（D2 +d2）/4 = 0.45mX = - =28.89 < Z =100满足要求（查路桥施工计算手册附表 3-25）。 i查路桥施工计算手册附表 3-26 （790页）。内插法得小=0.838;贝U（r = =31.068Mpa &

11、lt;140X 1.3=182Mpa 满足要求。 A6、墩顶分配梁检算60t水泥车作用于制动墩墩顶横梁时，为墩顶分配梁最不利荷载情况。制动墩墩顶分 配梁按简支梁计算，计算跨度为 4m受力分析可简化为下图。墩顶分配梁为2136a，点焊连结在钢管桩顶部，分配梁近似为两端伸出的简支梁结构， 分配梁长度为4.5m。恒载计算：按每跨18m计算，包载为桥面钢板、横梁、贝雷梁及分配梁自重。作用于墩顶分配梁恒载：G 恒=61+ G2+G3+G4 1 X ( 18X4.5 X0.942+36X270+46X4.5 X38.1 ) +4.5 X59.9 X2/100 =93.8 kN 。该恒载可近似为均布荷载 q

12、 = 93.8/6 = 15.634 kN/m。弯距 M 恒=-=31.27 kN m 8墩顶分配梁活载：G活=P活 K1 （1+小）/2 =600X1.25 X 1.3/2 =487.5kN;近似为两个集中荷载P= G活/2 =487.5/2 =243.75kN,作用于墩顶分配梁，受力可简化为下图:30400注:图中尺寸以cm计,弯距 M 活=P a = 243.75 X0.3 = 73.13kN - m则跨中最大弯距合计：110.47 103875Mmax M 恒 +M 活=31.269.34 +73.13 = 104.4 kN - mMmax则(T W=二Wx= 119.3 MPa &l

13、t; (rw = 145X 1.3=188.5MPa 符合要求。包载产生的扰度f15qL45 17.39 103 40004384EI384 2.0 105 15800 2 104 103=0.98mmPac cc活载产生的扰度：f2= (3aL2-5a2L+3a3)6EIL=0.63mm二 234 父 103 M 300 父(3 父 300 父 40002 - 5 ) 30024000 + 3 父 3003)6 2.0 105 15800 2 104 4000则最大扰度 f = f1 + f2 = 0.98 +0.63 = 1.61mm< f = -L =竺00 =10mm 满足要 4

14、00400求。7、其它检算(1)横桥向风荷载按一跨贝雷桁架梁计。依据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004),横桥向风荷载 Fwh = k0k1k3WdAwh。由查公路桥涵设计通用规范 (JTGD60-2004)表 4.3.7-1 ,4.3.7-4 4.3.7-6 得：k0 = 0.9, k1 = 1.6 X0.467 =0.75 , k3 = 0.8。V2V22式中 Wd = -, W0=, Vd = k2k5Vs ¥ = 0.012017e, g = 9.81m/s。2g2gZ =(37.65-0.19-0.75)-32.65= 4.06m,则>=0.01201739

15、000仅4 06 = 0.012kN/m3。由查公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)表4.3.7-24.3.7-3及附录A得：k2 = 0.79, k5 = 1.7, V10=25.6m/s。则：Vd = k2k5V10 = 0.79 X 1.7 X 25.6 = 34.38 m/s,V；0.012 34.38222 9.812gW6 =0.73kN/m2。一跨贝雷桁架横向迎风面积 Awh=1.5 X 18X0.5=13.5吊(注：贝雷桁架净面积/贝雷桁架轮廓面积取0.5)。则：横桥向风荷载 Fwh = k°k1k3WdAwh= 0.90.75 X 0.8 X 0.73 X

16、 13.5 =5.31kN ,即单桩承受横桥向风荷载Fwh=5.31kN。(2)作用于钢管桩上流水压力V2依据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004),流水压力Fw = KA 2g式中：注形状系数 K 取 0.8, Y=10kN/m g = 9.81m/s2,V<0.5m/s (设计资料)。2阻水面积 A= (32.65-22.06)X 0.6 = 6.35m。i VV2则：流水压力 Fw = KA 2g10 0.52=0.8父6.35父=0.65 kN,即单桩承受最大流水压2 9.81综合(1)(2):作用钢管桩上横桥向荷载为F黄=Fwh+ Fw =5.31+0.65 =5.96kN。力 Fw=0.65 kN。剪刀撑采用16 ,且交叉点采用焊接连接。剪刀撑受力计算简图如下:怅图中尺寸以r剪刀撑所受压力NF横石=5.96 X 石=8.43kNN3 = 3.35Mpa< 140X 1.3 = 1