钢栈桥计算书(excel版)

1、湖北省郧县至十堰高速公路YSTJ-8合同段神定河钢栈桥设计计算书 M2对支点剪1、70t散装水路桥华南工程有限公司郧十高速公路YSTJ-8合同段二一一年十月栈桥计算书一、计算依据1、装配式公路钢桥多用途使用手册;2、公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004;3、钢结构设计规范GBJ1750017-2003;4、公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86;5、路桥施工计算手册;6、公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007;7、土木工程施工机械实用手册;8、其他设计文件。二、设计参数1、栈桥桥面标高:+159.888m;2、Q235材料:轴向应力182Mpa;弯曲应力Mpa:2

2、05剪切应力Mpa:1203、河床覆盖层:淤泥质粘土;4、栈桥桥面宽度:5m,加宽段8.5m。5、设计荷载:按70t(履带吊自重50t+吊装荷载20t或70t(散装水泥罐车设计;三、栈桥结构说明栈桥上部结构主分配梁为6片贝雷梁,贝雷梁之间采用花架交叉连接。次分配梁采用I25a,以 1.5m间距布置,固定于贝雷梁上部。次分配梁上部布置I12.6做为面板纵肋,间距20cm。采用12mm厚花纹钢板做为面板,面板与纵肋焊接固定,增强整体稳定性。钢管桩采用820mm×10mm钢管桩桩基墩柱,每排墩布置2根,间距3.5m,加宽段每排墩布置3根,间距3.5m。钢管间设I25a横联,并设置20槽钢交

3、叉斜撑。桩顶横梁为2I45b的工字钢。栈桥标准段横断面图如下:荷载组合(1钢结构自重,分项系数 1.1;(2汽车荷载,分项系数1.4;因此荷载组合: 1.1×钢材自重+ 1.4×车辆荷载。 四、荷载布置1、上部结构恒重(5.0米宽计算(112钢板:KN/m (2I12.6纵向分配梁:KN/m (3I25横梁:KN/m (4贝雷梁:KN/m (5I45a下横梁:KN/根2、活动荷载(170t散装水泥罐车。70×10=700KN(2履带吊50t:自重50t+吊重20t。(3施工荷载及人群荷载:4KN/m2考虑吊装荷载总重量70t,取履带长 4.7m,每条履带宽0.8m

4、, 3.5m 为两履带间距。则每侧履带荷载为700/( 4.7×0.76×2=98kN/m2均匀分布于两条履带上。轮压分布见下图:50t履带吊构造见下图:图4.1 履带吊尺寸图履带吊尺寸图履带吊轮压分布图 散装水泥罐车轮分布图(轮胎接地宽度0.3m、长度0.2m,取后轮间距为1.4m,前轮间距4m考虑栈桥实际情况,同方向车辆间距不小于24米,即一跨内同方向最多只布置一辆重车,不考虑满载散装水泥罐车和空载散装水泥罐车错车。轮轴距后轮轴间距为:4m 后轮两轴间距为: 1.4m 前轮两轮间距为1.8m。五、上部结构内力计算一贝雷梁内力计算 计算跨径为L计=15m(取最大跨径按简支

5、计算。1弯矩M:70t散装水泥罐车布置在跨中时:前排轮重140280KN Mmax1=0.25×280×15+ 6.1/15×280×15/2KN后排轮重2149+ 3.5/15×140×15/2=kN.m 履带-50布置在跨中时: q=700/ 4.7/2=KN/m74.5 结点反力为74.5× 4.7/2=KN Mmax2=175.0×15/2-74.5×4.7×4.7/8=kN.m3、施工荷载及人群荷载q=4×5=20KN/m =0.125×20×15

6、5;15=kN.m4、恒载q=4.71+3.45+1.46+5.66=KN/m M =0.125×15.3×15×15=kN.m2对支点剪力Q:1、70t散装水泥罐车行驶临近支点时: 280+280×13.6÷15+140×9.6÷15=kN2、履带-50前方临近支点时: Qmax2=2×74.5× 4.7×(15-0.5× 4.7÷15=kN 3、施工荷载及人群荷载: Qmax3=0.5×20×15=150KN4、 恒载内力: Qmax4=0.5

7、5;15.3×15=114.6KN荷载组合:贝雷梁上最大内力为70t散装水泥罐车与恒载组合.Mmax= 1.1×429.8+ 1.4×2149=kN.m<M=788.2×6=KN.m Qmax=1.1×0.7+1.4×623=kN.m 满足。选用6片,每组2片。<Q=245.2×6=1471kN具体结构尺寸见设计图纸。<二>I25横向分配梁内力两片贝雷架间距1.75m I25纵向1.5m间距布置。 1、70t散装水泥罐车计算简图散装水泥罐车半边车轮布置在I25a横向分配梁的跨中情况为最不利,恒载值较小

8、,不考虑工12.6的分布作用。873.6Mmax1= 0.25×140× 1.75=kN.m散装水泥罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大:Qmax1=140kN2、履带-50(自重500KN加上吊重200KN履带吊的履带接地宽度0.76m,长度为4.7m,宽3.5m。 支点间距为3.5m,不受弯矩。Mmax2=0kN.m履带吊布置在支点时承受1/2荷载,即350KN。考虑4.7/ 1.5=4根I25工字钢承受。Qmax2=350/4=kN3、恒载q=4.71+ 3.45=kN/ m一跨取15/ 1.5=10根I25工字钢承受荷载。M =8.16× 1.75

9、5; 1.75/8/10=KN.mQ=8.16×1.75/2/10=KN4、施工荷载和人群荷载q=4×5=kN/ m一跨取10根I25工字钢承受荷载。M =20× 1.75/ 1.75/10/8=KN.mQ=20×1.75/2/10=KN70t散装水泥罐车布置在其上方时情况最不利。I25工字钢截面模量为:401cm3= 1.4M/W=(1.4×61.25+ 1.1×0.31×1000/401=215Mpa<=Mpa I25工字钢截面面积为:48.5cm2Qmax/A=(140+0.71/ 4.85=Mpa <=1

10、20Mpa<三>I12.6纵向分配梁内力1、70t散装水泥罐车1.7587.58.162050.7720计算简图罐车后轮轮胎着地宽度为:0.6m,长度0.2m。取0.6/0.2=3根I12.6为对象。 Mmax1=140× 1.5/3=70KN.mQmax1=140/2=70KN2、履带-50(自重500KN加上吊重200KN Wx=77.5×3=232.5cm3A=18.1×3=54.3cm2=M/W=70×1000/232.5=301.08Mpa< =205MpaQmax/A=70/ 5.43=12.891Mpa<=120Mp

11、a两钢管桩间距为:3.5m 70t散装水泥罐车:q =70/0.3=233.33kN/m。弯矩=0.5×0.012×0.012/6= 1.2×10-5m3=1.3M/W=1.3× 1.17×100/ 1.2=126.39MPa <=215Mpa <四>I45下横梁1、70t散装水泥罐车 I45b截面模量为1500cm3截面面积为111cm2恒载:q = 4.71+ 3.45+ 1.46+ 5.66+10.84=kN/m Mmax=350×0.85+0.125×26.1× 3.5× 3.5

12、=kN.m =M/W =337.5×1000/2/1500=112.5MPa< =Q=1820/ 3.5+26.1×5/2=585.3 kN Qmax/A =585.3/(11.1×2=26.365MPa <=120Mpa 2、履带-50(自重500kN加上吊重200kN履带吊的履带接地宽度0.76m,长度为 4.7m,宽 3.5m。kN.m kN kN =0.125×26.1× 3.5× 3.5=kN.m =26.1× 3.5/2=45.71 kN 满足要求。同理可得,12米一跨的情况下,上部结构内力计算也满足

13、荷载要求。六、钢管桩承载力计算1 钢管桩承载能力验算70t散装水泥罐车与恒载作用在一侧钢管桩时,此时该桩的承载力最大。 恒载:q= 4.71+ 3.45+ 1.46+ 5.66+10.84=kN/m则承载力为0.5×26.12×5+350+350×(3.5- 1.8/ 3.54= KN +2×L KN承载力按不小于:585 KN 计算钢管桩中土(容重按17KN/m3重量为:钢管桩单位重为2KN/m3G=×L 0.4×0.4×(17+2=10L计算钢管桩承受的最大荷载为600KN,取单根钢管桩最大轴向荷载为600KN钢管桩桩端

14、承载力作为安全储备不计入承载力的计算,则钢管桩承载能力容许值按以下公式计算:P=0.5(U i iLi+A R式中:P单桩轴向受压承载力容许值(KN;U钢管桩周边长度(m;Li钢管桩的入土深度(m;i桩周土极限摩阻力(KPa;u=0.82× 3.14= 2.575m1=20Kpa,淤泥质粘土桩周土极限摩阻力(KPa2=100Kpa,全风化片石桩周土极限摩阻力(KPaL1=2m淤泥质粘土层厚L2=L-2m全风化片石层厚则单桩承载力容许值:585KN +10L KN P =0.5×0.82×3.14×1.0×20×2+100×(L-2p= 1.2874×(40+100L-2006.6L(585-51.496+257.48÷119=m因此可求出钢管桩入土深度:L 6.6m考虑3米的冲刷,取桩的入土深度为泥面以下10m。3 钢管桩强度计算钢管桩最大轴向力为585.3+10× 6.6=651.7KN。钢管桩截面面积: A =254cm2则压应力 =651.69×10/254=25.62MPa=215 MPa 满足要求。4 钢管桩受压整