栈桥计算书3A

1、便桥计算书附件：1概述1.1 设计说明根据钱江通道及接线工程南接线03%同段桥梁施工需要，特分别修建跨七工段直河、后横河便桥长约96m48m行车道宽4.5m+人行道宽0.8m,便桥结构形式为5排单层贝雷桁架，桁架间距0.9m,标准跨径为12m桥面系为厚度为8mm）板与间距为24cm的工12.6焊接而成的组合桥面板；横向分配梁为I22a，间距为1m基础采用小420x7mm和4377X7mrffl管桩，为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采用20号槽钢连接成整体；墩顶横梁采用2工28a。便桥布置结才形式如下图1。图1栈桥一般构造图（单位：cm）(JTGD60-2004)(JTJ024-85)(J

2、TJ025-86)(JTJ0412000)(JTJ213-98)1.2 设计依据1）公路桥涵设计通用规范2）公路桥涵地基与基础设计规范3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范4）公路桥涵施工技术规范5）海港水文规范1.3 技术标准1）设计控制荷载：挂-120;50t履带吊+15t吊重（考虑1.3冲击系数），按85t吨计。2）设计使用寿命：24个月；3）设计行车速度10km/h。)2荷载布置上部结构恒重(4.5米宽计算)(1)钢便桥面层：8mnS钢板，单位面积重62.8kg/m2,则2.82kN/m。I12.6单位重14.21kg/m,则2.98kN/m,间距0.24m。I22a单位重33.05kg/

3、m,则0.33kN/m,1.98KN/根，间距1.0m。(4)纵向主梁：横向5排321型贝雷梁，5.5KN/m；(5)桩顶分配主梁：2I28a,单位重86.8kg/m,则0.87kN/m。车辆荷载主要指标单位履带-50车辆重力kN500履带数或车轴数个2各条履带压力或每个车轴重力kN56kN/m履带着地长度或纵向轴距m4.5每个车轴的车轮组数目组-履带或车轮横向中距m2.5履带宽度或每对车轮着地宽和长m0.7图3、50T履带吊主要技术指标2)施工荷载及人群荷载：4kN/ni3上部结构内力计算3.1桥面系由于本项目便桥桥面系采用框架结构，面板加强肋采用间距为24cmi12.6焊接成整体，具结构稳

4、定可靠，在此不再对面板进行计算，仅对面板主加强肋进行验算，其荷载分析如下：1)自重均布荷载：0.29kN/m,本计算中可忽略不计。2)施工及人群荷载：不考虑与梁车同时作用。3)轮压：最大轴重为300kN,每轴4组车轮，则单组车轮荷载为75kN,车轮着地宽度和长度为0.5mX0.2m,单组车轮作用在2根I12.6上，则单根I12.6受到的荷载为:qi=1/2义75kN/0.2m=187.5kN/m。面板主加强肋下的横向分配梁I22间距为1m则单边车轮布置在跨中时弯距最大计算模型如下：0066二'3fiDEET00G0本山”3m图4受力模型图5计算结果(Qmax=18.9kN,Mmax=6

5、.12kN.m)履带荷载属均布荷载，85t分布作用在4.5m长的区域，对桥面工字钢的作用比轮式荷载小，不予计算。选用I12.6,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：Wx=49c3rA=14.33cm2,Ix/Sx=8.68(Ix=245cm,Sx=28.2cnf),b=0.45cm。(T=M/Wx=6.12kNm/49cm3X103=125MPa<1.3(r=1.3X145=188.5MPar=QS/Ib=18.9*10/14.33/0.45=29.3Mpa<1.3r=1.3乂85=110.5Mpafmax=9.7X10-6m<L/400=2.5X10-3m(根据公路桥涵钢

6、结构及木结构设计规范第1.2.10条有：对于临时结构有打=145X1.3=188.5Mpa)考虑计算中忽略了面板的分配作用，综合考虑该结构设计满足强度要求。I22a横向分配梁内力计算车轮作用在跨中时，横向分配梁的弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力荷载分析：1)自重荷载：0.3kN/mx18+0.142kN/m=5.5kN/m2)施工及人群荷载：不考虑与梁车同时作用3)挂车轮压：根据第3.1节对面板加强肋的计算知，该计算模型中节点反力即为挂车作用于横向分配梁上的轮压荷载，其节点反力结果如下图：图6面板加强肋节点反力结果考虑结构物自重，建立计算模型：图7计算模型砧果四力图8计算结果(Qma右2

7、7.72kN,Mmax=8.75kN.m)85t履带轮压：履带吊接地长度为4.5m,122a布置间距为1m,则履带吊同时作用在5根122a上，单根I22a的履带轮压为850+5=170kN小于运梁车单轴300kN同时作用在单根122a上，不予计算。选用I22,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：贝UA=42.1cm,W=310cm,I/S=18.9cm(I=3400cm,S=174.9cm),b=0.75cm=M/W=8.75kN-m/310cm3X103=28.2MPa>1.3(r=1.3X145=188.5MPar=QS/Ib=27.72*10/18.9/0.75=20MPa>

8、;1.3r=1.3X85=110.5MPa。根据上述计算结果知，采用I22结构做分配梁，其强度将满足施工要求贝雷梁内力计算挂车荷载分析：1）自重均布荷载：q1=0.3kN/m+1.98kN/m+5.5kN/m=7.78kN/m；2）施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用；3）本项目栈桥最大设计跨径为12m选择12米跨径进行分析，考虑挂车在栈桥上的行驶路径，单跨贝雷梁受力最不利的情况为挂车一端行驶到跨中和跨端位置，据此,利用SAP2000t立受力模型如下：图12节点反力图(Nmax=926.88kN)履带吊施工阶段荷载单跨贝雷梁受力最不利的情况为50T履带吊车行驶到跨中位置和跨端作业，50T履带吊

9、车作业荷载85tx10/4.5m=188.9kN/m。据此，利用清华大学结构求解器建立受力模型如下:工况二图17、受力模型图18弯矩图(Mmax=2212.04kN.m)471.7142.53-H253-471.71图19剪力图(Qmax=471.71kN)图20、节点反力图(Nmax=471.705kN)图21、受力模型图22弯矩图(Mmax=1368.39kN.m)图23剪力图(Qmax=737.35kN)T3T.33T3THSS*由FTR*g43超图24、节点反力图(Nmax=737.346kN)经过上述分析知，贝雷梁最大弯矩MU广2212.04kN.m,最大剪力Qax2=737.35k

10、N纵向主梁选用5排单层贝雷架，则贝雷梁容许弯矩M=788.2X5=3941kNm容许剪力Q=245.2X5=1226kNLMmax=2122.04kN.m<M=3941kN.mQmax=737.35kN<Q=1226kN,满足强度要求。承重梁内力分析承重梁一作为便桥结构的主要承重结构，是便桥结构稳定安全的生命线，采用的型材为2I28a。根据第3.3节对贝雷梁的计算分析，得到最大节点反力为737.346kN,主纵梁为5单层贝雷，则单排贝雷对承重梁一的作用力为737.346/5=147.47kN。下面对最不利情况下，承重梁一的内力情况进行建模分析147,47147.71147,71+7

11、,7114751(2)图25计算模型图26弯矩图(Qma右66.47kN),135.30135.30-147.-1147.114771147.71回的T-'75,55-14.41<3)lIII4<4>558.工书区S3-2)654216.54图27剪力图(Mmax=216.54kN.m)根据上述建立有限元模型进行分析可知，取最大荷载Mmax=66.47KNm,Qmax=216.54kNS行桩顶承重梁的截面设计。3Wx=Mmax/(r=94.28N-m/145Mpa=458cmA=Qmax/r=216.54kN/85Mpa=25.4cm2选用2I28a,查钢结构计算手册

12、得各相关力学参数如下：W=2<508cm=1016cm,A=2X55.4=110.8cm2,I/S=24.6(I=7110cm：S=292.7crr3),b=0.85X2=1.7cm,下面对其强度进行验算：6=M/W=66.47kNm/1016cm3X103=65.4MPa<1.3.弋=QS/Ib=216.54*10/24.6/1.7=51.8MPa<1.3弋满足强度要求。4钢管桩承载力本便桥结构基础采用单排3根钢管桩桩基础，桩顶最大承载力为挂车行驶到桩顶时，最大荷载为约349.1kN0考虑本项目的地质条件及设计提供的相关地质资料。施工中，理论设计值作为钢管桩施工的参考，施工

13、选用振动锤进行施打钢管桩，实际入土深度结合现场实际地质情况确定。钢管桩理论入土深度计算：根据港口工程桩基规范(JTJ254-98)第4.2.4条：Qd=(uEqJi+QrA)Yr式中：Q一单桩垂直极限承载力设计值(kN);J一单桩垂直承载力分项系数，取1.45;U桩身截面周长(M,本处为377mm*6MB管桩取1.184m,420mm*7mfi管桩取1.319;qfi一单桩第i层土的极限侧摩阻力标准伯：(kPa);li一桩身穿过第i层土的长度(项；qR一单桩极限桩端阻力标准值(kPa);Al桩身截面面积；地质情况统计如下：后上编号土层名称地基土容许承载力(kPa)桩周土极限摩力(kPa)顶囿(

14、m)底面图程(m)层厚(m)1粉土3055(取40)1.31-3.394.72粉砂3555(取45)-3.39-13.6910.33淤泥质粉质黏土1525(取20)-13.69-16.592.9根据上述验算可知单桩最大承受荷载约349.1kN0现假设桩底打入粉砂LXm,带入上述计算公式中(因端部摩阻力很小，计算时不予考虑)，则有：(单排3根桩)349.1kN=1/1.45X1.319X(40X4.7+45XLx)求解得：LX=4.4m。由计算可知，钢管桩打入粉砂层4.4米。桩底标高为-7.79m,桩顶标高为+7.171m,则单根桩总长为15m。(单排4根桩)261.8kN=1/1.45X1.1

15、84X(40X4.7+45XLxi)求解得：Lx1=3m。(单根桩长度计算长度为13.6m)钢管桩稳定性计算水深3m,按1成中刷深度考虑，则可假定钢管桩悬臂固结点在-8.8m处，桩顶标高L16取+7.201m,钢管悬臂长度为16ml根据压杆原理，卜=上=38<40,满足稳D0.420定要求。钢管桩强度分析：根据上述计算结果，现对钢管桩基础进行建模分析：（此处按单排3根420mm*7mm钢管计算）图28、计算模型图29、轴向力结果（418.74kN）图30、变形图(fmax=0.0032m).59图31剪力图(Qmax=210.35kN)lumm图32弯矩图(Mmax=94.7kN.m)420X7mmf