吊船湾钢栈桥安全验算报告

1、乐清湾大桥 01 标吊船湾栈桥项目钢栈桥安全验算报告吊船湾钢栈桥安全验算报告 目 录 HYPERLINK l _TOC_250014 一、工程概况1 HYPERLINK l _TOC_250013 二、验算目的和验算内容2 HYPERLINK l _TOC_250012 三、计算依据2 HYPERLINK l _TOC_250011 四 材料参数选取3 HYPERLINK l _TOC_250010 五 有限元模型建立3 HYPERLINK l _TOC_250009 有限元模型3 HYPERLINK l _TOC_250008 计算荷载5 HYPERLINK l _TOC_250007 荷载

2、工况7 HYPERLINK l _TOC_250006 六 钢栈桥计算结果14 HYPERLINK l _TOC_250005 面层钢板计算结果14工况一计算结果14工况二计算结果15工况三计算结果17工况四计算结果18工况五计算结果19 HYPERLINK l _TOC_250004 分配梁 I12.6 计算结果21工况一计算结果21工况二计算结果23工况三计算结果24工况四计算结果25工况五计算结果27 HYPERLINK l _TOC_250003 分配梁 I22b 计算结果28工况一计算结果28工况二计算结果30工况三计算结果31工况四计算结果32工况五计算结果34 HYPERLINK

3、 l _TOC_250002 贝雷架计算结果35工况一计算结果35工况二计算结果37工况三计算结果38工况四计算结果39工况五计算结果41 HYPERLINK l _TOC_250001 主横梁计算结果42工况一计算结果42工况二计算结果44工况三计算结果45工况四计算结果46工况五计算结果48 HYPERLINK l _TOC_250000 结构变形计算结果49工况一计算结果49工况二计算结果51工况三计算结果53工况四计算结果55工况五计算结果57七 下部结构计算60八 钢管桩承载能力验算70九 台风期栈桥稳定性检算77风荷载取值77计算结果78十 结构稳定性验算80十一 结论与建议831

4、1.1 结论8311.2 建议83吊船湾钢栈桥安全验算报告 第 PAGE 83 页，共 83 页乐清湾大桥 01 标吊船湾栈桥项目钢栈桥安全验算报告一、工程概况栈桥桥面行车道宽度 8.0m。桥面系由上往下依次为 10mm 花纹钢板，工字梁 I12.6 小纵梁，工字梁 I22b 横向分配梁。栈桥纵梁采用8 排单层 321 型贝雷梁， 间距为 0.9+1.3m+0.9m+1.3m+0.9m+1.3m+0.9m，贝雷梁跨度 12m，采用 5 跨一联布置，中间设置刚性墩。栈桥下部结构横向分配梁采用 2I36 型钢，分配梁支撑在6308mm 钢管桩上，一排钢管桩采用 3 根，钢管桩横向间距 3.2m；

5、钢管桩平联剪刀撑采用 C20a 和 2C20a 槽钢。详见下图：图 1 栈桥横断面布置图（单位：mm）栈桥设计荷载为公路-级，并按 80t 履带吊吊重 20t 荷载验算，其中 80t 履带吊吊重 20t 为栈桥设计的主要荷载。考虑施工车辆通行需求和经济性因素，桥梁宽度按行车道 8m 宽布置，每孔跨度 12m，5 跨一联。水流力按流速 1.5m/s 考虑。标高按照设计高潮位+4.73m 设计，栈桥顶面标高设计为+7.0m。栈桥设计车速为 15km/h，设计使用寿命为 5 年。二、验算目的和验算内容受施工方委托，对吊船湾钢栈桥进行设计验算，为了解结构在荷载作用下的受力特点及应力分布，确保结构安全性

6、及可靠性，本次计算在充分了解原设计意图的基础上根据相关规范及标准的要求，按照安全性与可靠性的原则对结构的受力、结构安全等进行全面的计算分析，并形成正式报告。三、计算依据1公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）2钢结构设计规范（GB50017-2003）3公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）4公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)5公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ02485）；6公路工程水文勘测设计规范（JTG C302002）；7装配式公路钢桥多用途使用手册(广州军区工程科研设计所，2002)8公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)9港口工

7、程荷载规范（JTJ215-98）10乐清湾大桥 01 标吊船湾栈桥设计图纸，中铁四局集团第二工程有限公司，2015.1四 材料参数选取根据钢结构设计规范，对于 Q235 材料的设计值 f190MPa， fv110MPa；对于 Q345 材料的设计值 f250MPa，fv145MPa；贝雷架材料为 16Mn 钢，根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）规定，钢材的容许应力按照基本容许应力提高 30%（荷载组合），个别不是主要的受力杆件，允许采用不超过钢材屈服点的 85%。本桥计算时，16Mn 钢采用的容许应力如下：拉应力、压应力及弯应力：1.3210=273MPa； 剪切应力：1

8、.3120=156MPa。型钢、钢管桩的允许应力如下：拉应力、压应力及弯应力：188.5MPa； 剪切应力：110MPa。五 有限元模型建立有限元模型栈桥的数值分析采用有桥梁专用分析软件 Midas Civil 进行建模分析。贝雷架及分配梁采用空间梁单元模拟，面板采用板单元模拟。梁单元的截面类型及截面参数，板单元的截面类型及截面参数均按照图纸给定参数模拟。考虑到钢栈桥五跨一联，因此本次验算建立了一联桥梁的整体三维有限元模型，模型划分为 8969 个节点，11294 个单元，其中梁单元 2080 个，板单元 9214 个。有限元模型如图 2 所示， 为详细表示有限元计算模型，图 2 同时给出了整

9、体模型和计算选取桥跨放大模型。a）整体有限元模型 计算跨有限元模型 有限元模型断面图 有限元模型侧面图 图 2 有限元计算模型计算荷载一、结构自重钢材容重 78.5kN/m3，计算时程序自动计算。二、混凝土罐车混凝土罐车， 自重+8m 混凝土共 52t 。每个轮接地面积0.60.25m2，按照前轴重 7.8t,两个后轴各重 22.1t；荷载位置根据城市桥梁设计荷载标准（CJJ7798）选取，横向及平面位置如图 3 至图 4 所示。图 3 车辆荷载横桥向布置三、50t 履带吊图 4 车辆荷载平面布置图栈桥使用中最大活载为 80t 履带吊，QUY80t 履带吊整机质量为70.8t (自重 70.8

10、t+吊重 20t)。履带轨距、接地长度和履带板宽度为：4200mm5440mm800mm，具体见下图：图 5 履带吊尺寸图图 6 履带吊轮压分布图履带吊正面吊重 20t 单条履带吊荷载为q1 (708+200)/ (25.44) 83.5kN / m，计算时考虑侧向吊重 20t，假定外侧履带反力减小到 10t 达到临界状态时，则最不利侧履带线荷载为： q2 (708+100)/5.44 148.5kN / m5.3 荷载工况计算荷载包括：恒载、履带吊自重、履带吊起吊荷载、砼车荷载， 计算时采用在桥面板上施加均布面力来模拟车轮荷载的竖向作用，加载位置及力的大小由上述加载原则并根据影响线加载在最不

11、利荷载位置上，主要构件的影响线如图 7 和图 8 所示：图 7 贝雷架跨中最大弯矩影响线图 8 主横梁跨中最大弯矩影响线有限元模型加载时按最不利荷载组合，混凝土罐车对钢栈桥跨中加载时，考虑两辆满载车辆的作用。履带车在跨中和平台位置均采用履带吊自重和起吊荷载的共同作用。跨中加载时，荷载作用在桥梁轴线上，平台位置加载时，按照城市桥梁设计荷载标准（CJJ7798），荷载横向布置加载。栈桥受力分析分栈桥施工状态和工作状态两种：栈桥施工状态：栈桥在自身施工期间，以 80t 履带吊机在前端打桩作业时可能出现的最不利施工荷载组合，履带吊机作业时按 20t 吊重荷载考虑；栈桥工作状态：栈桥在正常使用期间，以砼

12、运输车辆作用相对应状态的其他可变作用的组合； 具体分以下几种计算工况：工况一：80t 履带吊在栈桥跨中侧向吊装作业，吊重按 20t 考虑， 考虑履带侧向吊装时两侧履带不均匀受力，吊装侧履带负荷按总重的0.8 考虑，另一侧履带负重按总重的 0.2 考虑，作用在靠外侧一组贝雷梁上；工况二：80t 履带吊在栈桥墩顶侧向吊装作业，吊重按 20t 考虑， 考虑履带侧向吊装时两侧履带不均匀受力，吊装侧履带负荷按总重的考虑，另一侧履带负重按总重的 0.2 考虑，作用在靠外侧一组贝雷梁上；工况三：80t 履带吊在栈桥墩顶正向吊装作业，吊重按 20t 考虑， 正向吊装时考虑两侧履带均衡受力，且一侧履带作用在承重

13、梁中心位置；工况四：两辆砼运输车通行至栈桥跨中； 工况五：两辆砼运输车通行至栈桥墩顶。各工况具体情况列于表 1：表 1 加载工况一览荷载描述工况纵向作用位置荷载组合工况一跨中位置履带吊侧向吊装+桥梁和车辆自重工况二墩顶位置履带吊侧向吊装+桥梁和车辆自重工况三墩顶位置履带吊正向吊装+桥梁和车辆自重工况四跨中位置两辆混凝土罐车+桥梁和车辆自重工况五墩顶位置两辆混凝土罐车+桥梁和车辆自重根据以上表中给出的加载工况，图 9图 13 给出了各个工况加载示意图。加载整体示意图加载纵向示意图加载横向示意图图 9 工况一加载示意图a) 加载整体示意图加载纵向示意图加载横向示意图图 10 工况二加载示意图加载整

14、体示意图加载纵向示意图加载横向示意图图 11 工况三加载示意图a) 加载整体示意图加载纵向示意图加载横向示意图图 12 工况四加载示意图a) 加载整体示意图加载纵向示意图加载横向示意图图 13 工况五加载示意图六 钢栈桥计算结果考虑到荷载作为局部荷载，对结构的影响只和加载位置有关，所以，对结果分析时，仅选取荷载加载的那一桥跨作为分析结构，其他受荷载影响较小的桥跨，此处不再给出篇幅分析。面层钢板计算结果由于桥面板为薄板结构，此处只考虑面内受拉应力，不考虑面外弯曲引起的弯曲应力和压应力。工况一计算结果图 14 给出了工况一作用下桥面钢板的顺桥向、横桥向应力图，图中应力单位为 MPa。顺桥向应力横桥

15、向应力图 14 工况一作用下桥面板应力分布图从图 14 可以看出：荷载作用下，桥面板在车轮作用位置应力最大，且应力集中现象非常明显，工况一作用下，桥面板顺桥向最大应力为 33.7MPa；横桥向最大应力为 20.2MPa，应力值均小于允许应力，满足安全要求。工况二计算结果图 15 给出了工况二作用下桥面钢板的顺桥向、横桥向应力图，图中应力单位为 MPa。顺桥向应力横桥向应力图 15 工况二作用下桥面板应力分布图从图 15 可以看出：荷载作用下，桥面板在车轮作用位置应力最大，且应力集中现象非常明显，工况二作用下，桥面板顺桥向最大应力为 19.8MPa；横桥向最大拉应力为 18.8MPa，应力值均小

16、于允许应力，满足安全要求。工况三计算结果图 16 给出了工况三作用下桥面钢板的顺桥向、横桥向应力图，图中应力单位为 MPa。顺桥向应力横桥向应力图 16 工况三作用下桥面板应力分布图从图 16 可以看出：荷载作用下，桥面板在车轮作用位置应力最大，且应力集中现象非常明显，工况三作用下，桥面板顺桥向最大应力为 14.4MPa；横桥向最大应力为 14.4MPa，应力值均小于允许应力， 满足安全要求。工况四计算结果图 17 给出了工况四作用下桥面钢板的顺桥向、横桥向应力图，图中应力单位为 MPa。顺桥向应力横桥向应力图 17 工况三作用下桥面板应力分布图从图 17 可以看出：荷载作用下，桥面板在车轮作

17、用位置应力最大，且应力集中现象非常明显，工况四作用下，桥面板顺桥向最大应力为 40.2MPa；横桥向最大应力为 37.3MPa，应力值均小于允许应力， 满足安全要求。工况五计算结果图 18 给出了工况五作用下桥面钢板的顺桥向、横桥向应力图，图中应力单位为 MPa。顺桥向应力横桥向应力图 18 工况五作用下桥面板应力分布图从图 18 可以看出：荷载作用下，桥面板在车轮作用位置应力最大，且应力集中现象非常明显，工况四作用下，桥面板顺桥向最大应力为 25.6MPa；横桥向最大应力为 32.5MPa，应力值均小于允许应力，满足安全要求。表 2 给出了各工况下桥面板应力结果汇总，表中应力单位为：MPa。

18、表 2 桥面板应力计算结果汇总应力工况顺桥向横桥向设计值是否满足工况一33.720.2190是工况二19.818.8190是工况三14.414.4190是工况四40.237.3190是工况五25.632.5190是从计算结果可以看出，桥面板的应力分布非常集中，在车轮作用位置应力较大，稍微远离车轮位置的桥面板应力较小，应力集中传递不是很明显，实际工程中，应力集中现象应该相对会减弱。从应力幅值来看，横向和顺桥向应力均较小，桥面板安全储备充足。分配梁 I12.6 计算结果工况一计算结果图 19 给出了工况一作用下分配梁 I12.6 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I12.6

19、 正应力b） 分配梁 I12.6 剪切应力图 19 工况一作用下分配梁 I12.6 应力分布图从图 19 可以看出：荷载作用下，分配梁 I12.6 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况一作用下，分配梁 I12.6 最大拉应力为 108.3MPa；最大压应力为-176.8MPa；最大剪切应力为43.1MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况二计算结果图 20 给出了工况二作用下分配梁 I12.6 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I12.6 正应力b） 分配梁 I12.6 剪切应力图 20 工况二作用下分配梁 I12.6 应力分布图从图 20

20、可以看出：荷载作用下，分配梁 I12.6 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况二作用下，分配梁 I12.6 最大拉应力为 101.8MPa；最大压应力为-140.6MPa；最大剪切应力为43.8MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况三计算结果图 21 给出了工况三作用下分配梁 I12.6 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I12.6 正应力b） 分配梁 I12.6 剪切应力图 21 工况三作用下分配梁 I12.6 应力分布图从图 21 可以看出：荷载作用下，分配梁 I12.6 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况三作用下

21、，分配梁 I12.6 最大拉应力为 64.3MPa；最大压应力为 88.3MPa；最大剪切应力为26.5MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况四计算结果图 22 给出了工况四作用下分配梁 I12.6 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I12.6 正应力b） 分配梁 I12.6 剪切应力图 22 工况四作用下分配梁 I12.6 应力分布图从图 22 可以看出：荷载作用下，分配梁 I12.6 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况一作用下，分配梁 I12.6最大拉应力为 13.2MPa；最大压应力为 13.9 MPa；最大剪切应力为45.8MPa

22、，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况五计算结果图 23 给出了工况五作用下分配梁 I12.6 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I12.6 正应力b） 分配梁 I12.6 剪切应力图 23 工况五作用下分配梁 I12.6 应力分布图从图 23 可以看出：荷载作用下，分配梁 I12.6 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况五作用下，分配梁 I12.6 最大拉应力为 101.0MPa；最大压应力为 105.0MPa；最大剪切应力为51.3MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。表 3 给出了各工况下分配梁 I12.6 应力结果汇总，表中应力单位

23、为：MPa。表 3 分配梁 I12.6 计算结果汇总应力工况拉应力压应力剪应力正应力设计值剪切应力设计值是否满足工况一108.3176.843.1188.5110是工况二101.8140.643.8188.5110是工况三64.388.326.5188.5110是工况四13.213.945.8188.5110是工况五101.0105.051.3188.5110是从计算结果可以看出，分配梁 I12.6 的应力分布较为集中，在车轮作用位置应力较大，稍微远离车轮位置的分配梁 I12.6 应力较小， 应力集中传递不是很明显，实际工程中，应力集中现象应该相对会减弱。分配梁 I12.6 的应力值普遍较小，

24、满足规范要求，结构安全。分配梁 I22b 计算结果工况一计算结果图 24 给出了工况一作用下分配梁 I22b 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I22b 正应力b） 分配梁 I22b 剪切应力图 24 工况一作用下分配梁 I22b 应力分布图从图 24 可以看出：荷载作用下，分配梁 I22b 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况一作用下，分配梁 I22b 最大拉应力为 104.2MPa；最大压应力为-107.0MPa；最大剪切应力为46.7MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况二计算结果图 25 给出了工况二作用下分配梁 I22b 正应力和

25、剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I22b 正应力b） 分配梁 I22b 剪切应力图 25 工况二作用下分配梁 I22b 应力分布图从图 25 可以看出：荷载作用下，分配梁 I22b 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况二作用下，分配梁 I22b 最大拉应力为 95.0MPa；最大压应力为 52.6MPa；最大剪切应力为39.8MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况三计算结果图 26 给出了工况三作用下分配梁 I22b 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I22b 正应力b） 分配梁 I22b 剪切应力图 26 工况三作用下分

26、配梁 I22b 应力分布图从图 26 可以看出：荷载作用下，分配梁 I22b 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况三作用下，分配梁 I22b 最大拉应力为 57.1MPa；最大压应力为 49.2MPa；最大剪切应力为34.4MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况四计算结果图 27 给出了工况四作用下分配梁 I22b 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I22b 正应力b） 分配梁 I22b 剪切应力图 27 工况四作用下分配梁 I22b 应力分布图从图 27 可以看出：荷载作用下，分配梁 I22B 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较

27、为明显，工况四作用下，分配梁 I22B最大拉应力为 108.2MPa；最大压应力为 96.3MPa；最大剪切应力为46.0MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况五计算结果图 28 给出了工况五作用下分配梁 I22b 正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 分配梁 I22b 正应力b） 分配梁 I22b 剪切应力图 28 工况五作用下分配梁 I22b 应力分布图从图 28 可以看出：荷载作用下，分配梁 I22B 在车轮作用位置附近应力最大，且应力集中现象较为明显，工况五作用下，分配梁 I22b 最大拉应力为 53.8MPa；最大压应力为 22.0MPa；最大剪切应力为25.9

28、MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。表 4 给出了各工况下分配梁 I14 应力结果汇总，表中应力单位为： MPa。表 4 分配梁 I22b 计算结果汇总应力工况拉应力压应力剪应力正应力设计值剪切应力设计值是否满足工况一104.2107.046.7188.5110是工况二95.052.639.8188.5110是工况三57.149.234.4188.5110是工况四108.296.246.0188.5110是工况五53.822.025.9188.5110是从计算结果可以看出，分配梁 I22b 的应力值普遍较小，均小于材料的设计值，满足规范要求，结构安全。贝雷架计算结果工况一计算结果图 2

29、9 给出了工况一作用下贝雷架正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 贝雷架正应力b） 贝雷架剪切应力图 29 工况一作用下贝雷架应力分布图从图 29 可以看出： 工况一作用下，贝雷架最大拉应力为104.2MPa；最大压应力为 107.0MPa；最大剪切应力为 104.2MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况二计算结果图 30 给出了工况二作用下贝雷架正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 贝雷架正应力b） 贝雷架剪切应力图 30 工况二作用下贝雷架应力分布图从图 30 可以看出： 工况二作用下，贝雷架最大拉应力为113.9MPa；最大压应力为 104.0MPa；最

30、大剪切应力为 101.2MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况三计算结果图 31 给出了工况三作用下贝雷架正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 贝雷架正应力b） 贝雷架剪切应力图 31 工况三作用下贝雷架应力分布图从图31 可以看出：工况三作用下，贝雷架最大拉应力为76.3MPa； 最大压应力为 102.0MPa；最大剪切应力为 90.2MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况四计算结果图 32 给出了工况四作用下贝雷架正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 贝雷架正应力b） 贝雷架剪切应力图 32 工况四作用下贝雷架应力分布图从图32 可以看出：工况四

31、作用下，贝雷架最大拉应力为96.9MPa；最大压应力为 101.5MPa；最大剪切应力为 100.1MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况五计算结果图 33 给出了工况五作用下贝雷架正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 贝雷架正应力b） 贝雷架剪切应力图 33 工况五作用下贝雷架应力分布图从图33 可以看出：工况五作用下，贝雷架最大拉应力为89.4MPa； 最大压应力为 112.1MPa；最大剪切应力为 101.0MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。表 5 给出了各工况下贝雷梁的应力计算结果汇总，表中应力单位为：MPa。表 5 贝雷梁应力计算结果汇总应力工况拉应力

32、压应力剪应力正应力设计值剪切应力设计值是否满足工况一104.2107.0104.2273156是工况二113.9104.0101.2273156是工况三76.3102.090.2273156是工况四96.9101.5100.1273156是工况五89.4112.1101.0273156是从计算结果可以看出，各工况作用下贝雷梁的应力值普遍较小，均小于材料的设计值，满足规范要求，结构安全。主横梁计算结果工况一计算结果图 34 给出了工况一作用下主横梁正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 主横梁正应力b） 主横梁剪切应力图 34 工况一作用下主横梁应力分布图从图34 可以看出：工况一作用

33、下，主横梁最大拉应力为42.3MPa； 最大压应力为 59.0MPa；最大剪切应力为 39.5MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况二计算结果图 35 给出了工况二作用下主横梁正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 主横梁正应力b） 主横梁剪切应力图 35 工况二作用下主横梁应力分布图从图35 可以看出：工况二作用下，主横梁最大拉应力为80.5MPa； 最大压应力为 72.2MPa；最大剪切应力为 59.2MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况三计算结果图 36 给出了工况三作用下主横梁正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 主横梁正应力b） 主横梁剪切

34、应力图 36 工况三作用下主横梁应力分布图从图36 可以看出：工况三作用下，主横梁最大拉应力为67.6MPa； 最大压应力为 57.3MPa；最大剪切应力为 41.3MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况四计算结果图 37 给出了工况四作用下主横梁正应力和剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 主横梁正应力b） 主横梁剪切应力图 37 工况四作用下主横梁应力分布图从图37 可以看出：工况四作用下，主横梁最大拉应力为56.6MPa；最大压应力为 47.9MPa；最大剪切应力为 31.6MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。工况五计算结果图 38 给出了工况五作用下主横梁正应力和

35、剪切应力图，图中应力单位为 MPa。a） 主横梁正应力b） 主横梁剪切应力图 38 工况五作用下主横梁应力分布图从图38 可以看出：工况五作用下，主横梁最大拉应力为76.0MPa； 最大压应力为 62.3MPa；最大剪切应力为 41.1MPa，应力值均小于允许应力，满足规范要求。表 6 给出了各工况下主横梁的应力计算结果汇总，表中应力单位为：MPa。表 6 主横梁应力计算结果汇总应力工况拉应力压应力剪应力正应力设计值剪切应力设计值是否满足工况一42.359.039.5273156是工况二80.572.259.2273156是工况三67.657.341.3273156是工况四56.647.931

36、.6273156是工况五76.062.341.1273156是从计算结果可以看出，各工况作用下主横梁的应力值普遍较小，均小于材料的设计值，满足规范要求，结构安全。结构变形计算结果由于荷载只作用在第二跨和第三跨，荷载作用对这两个桥跨的影响较大，因此本小节内容仅仅给出 23 跨的计算结果。工况一计算结果图 39 给出了工况一活载作用下结构整体变形以及各构件变形图，图中变形单位为 mm。a） 结构整体变形图b） 分配梁 I12.6 变形图c） 贝雷架变形图图 39 工况一活载作用下结构变形分布图从图 39 可以看出：工况一活载作用下，结构整体最大变形为10.9mm，分配梁 I12.6 最大竖向位移为

37、 10.5mm，贝雷架最大竖向位移为 10.3mm，竖向变形均小于规范规定的 L/600=20mm，变形满足安全要求。工况二计算结果图 40 给出了工况二活载作用下结构整体变形以及各构件变形图，图中变形单位为 mm。a） 结构整体变形图b） 分配梁 I12.6 变形图c） 贝雷架变形图图 40 工况二活载作用下结构变形分布图从图 40 可以看出：工况二活载作用下，结构整体最大变形为3.8mm，分配梁 I12.6 最大竖向位移为 3.8mm，贝雷架最大竖向位移为 3.0mm，竖向变形均小于规范规定的 L/600=20mm，变形满足安全要求。工况三计算结果图 41 给出了工况三活载作用下结构整体变

38、形以及各构件变形图，图中变形单位为 mm。a） 结构整体变形图c） 分配梁 I12.6 变形图c） 贝雷架变形图图 41 工况三活载作用下结构变形分布图从图 41 可以看出：工况三活载作用下，结构整体最大变形为2.6mm，分配梁 I12.6 最大竖向位移为 2.5mm，贝雷架最大竖向位移为 1.8mm，竖向变形均小于规范规定的 L/600=20mm，变形满足安全要求。工况四计算结果图 42 给出了工况四活载作用下结构整体变形以及各构件变形图，图中变形单位为 mm。a） 结构整体变形图c） 分配梁 I12.6 变形图c） 贝雷架变形图图 42 工况四活载作用下结构变形分布图从图 42 可以看出：

39、工况四活载作用下，结构整体最大变形为7.5mm，分配梁 I12.6 最大竖向位移为 7.5mm，贝雷架最大竖向位移为 6.3mm，竖向变形均小于规范规定的 L/600=20mm，变形满足安全要求。工况五计算结果图 43 给出了工况五活载作用下结构整体变形以及各构件变形图，图中变形单位为 mm。a） 结构整体变形图分配梁 I12.6 变形图贝雷架变形图图 43 工况五活载作用下结构变形分布图从图 43 可以看出：工况五活载作用下，结构整体最大变形为3.5mm，分配梁 I12.6 最大竖向位移为 3.5mm，贝雷架最大竖向位移为 2.1mm，竖向变形均小于规范规定的 L/600=20mm，变形满足

40、安全要求。表 7 给出了各工况下结构竖向挠度计算结果汇总，表中挠度单位为：mm。表 7 结构挠度计算结果汇总应力工况整体结构I12.6 分配梁贝雷梁允许挠度是否满足工况一10.910.510.220是工况二3.83.83.020是工况三2.62.51.820是工况四7.57.56.320是工况五3.53.52.120是从计算结果可以看出，各工况作用下结构整体及各主要构件的竖向挠度均小于允许挠度，结构挠度验算满足规范要求，结构安全。七 下部结构计算钢管桩计算选取最不利墩，最大跨径处进行计算。根据地形图， 取最不利墩，钢管桩悬臂长度4.8m，设定最高洪水位在钢管桩顶部（考虑最大洪水位）。钢管桩横断

41、面和立面布置图如图44所示。图 44 单排钢管桩布置示意图对于钢管桩的内力计算，需要考虑以下几种荷载的影响：1、上部结构支反力上部结构自重，以及活载和施工荷载对下部结构的作用。2、流水压力钢管桩悬臂长度 4.8m.设定最高洪水位在钢管桩顶部。单根桩流水压力计算：Fw=kAv2/(2g)式中：Fw流水压力标准值（kN）；k 形状系数（钢管取 0.8）；A 阻水面积（m2），计算至一般冲刷线处； 水的重力密度（kN/m3）；v 设计流速（1.50m/s）；g 重力加速度（9.81m/s2）。Fw=kAv2/(2g) 0.8（0.634.8）101.50229.812.77kN水流力作用在水深的 1

42、/3 处，即为水深 1.6m 处（水面假定高度在钢管顶部）3、汽车制动力根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)查得，汽车制动力为汽车荷载重力的 10，汽车行走在墩顶，钢管桩承受最大内力， 考虑最不利荷载，计算由 2 个墩承担，以最大荷载 522 吨罐车荷载， 此处每根桩取水平制动力为 520210%/2=52.0kN，汽车制动力作用在桩顶。图 45 给出了钢管桩在上述 3 种荷载联合作用下的变形图。工况一工况二工况三工况四工况五图 45 钢管桩位移图表 8 给出了各工况下结构竖向挠度计算结果汇总，表中挠度单位为：mm。表 8 结构位移计算结果汇总(mm)位移工况桩顶允许挠度是否满

43、足工况一2.619.2是工况二1.019.2是工况三0.719.2是工况四1.419.2是工况五0.819.2是从计算结果可以看出，各工况作用下，钢管桩顶部最大位移为mm，变形值远远小于 1/250 钢管高度(19.2mm)，结构刚度满足安全要求。图 46 给出了钢管桩在上述 3 种荷载联合作用下的正应力和剪应力图。工况一工况二工况三工况四工况五图 46 钢管桩应力图表 9 给出了各工况下结构竖向挠度计算结果汇总，表中挠度单位为：mm。表 9 结构应力计算结果汇总(MPa)位移工况正应力剪应力正应力设计值剪应力设计值是否满足工况一59.039.0188.5110是工况二80.559.1188.

44、5110是工况三67.641.3188.5110是工况四56.631.6188.5110是工况五76.041.1188.5110是从计算结果可以看出，各工况作用下，钢管桩最大正应力为80.5MPa，最大剪应力为 59.1MPa，小于设计容许值，结构刚度满足安全要求。八 钢管桩承载能力验算桥位工程地质参考ZKS76位置处报告（里程K210+088，左39m）：图 47吊船湾大桥工程地质纵断面图根据港口工程桩基规范（JTJ254-98）中：单桩垂直极限承载力计算公式Q = 1 U 邑 q l q Adfi iRi式R 中： Qd 单桩垂直承载力设计值(kN ) ； R 单桩垂直承载力分项系数，本处

45、取1.55；U 桩身截面周长q fi 单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值。li 桩身穿过第i层土的长度。qRi 单桩极限桩端阻力标准值。A 桩身截面面积（ m2 ）栈桥和平台采用开口的钢管桩，偏安全考虑，不考虑桩端阻力和桩端闭塞效应。根据全桥地质情况，要求承载力满足要求，钢管桩入土深度见下表，钢管桩的最大支反力为581.1kN：表 1012#墩位处地质资料表（取 2#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）备注 2淤泥86.2冲刷 3m 2含黏性土角砾805.8 21强风化凝灰岩12017.3 Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 6.2 80 5.

46、8 120 17.3丁1.55 4196.8kN 581.1kN承载力满足要求。表 1124#墩位处地质资料表（取 4#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥84.515.718.7 2淤泥109.4 23含黏性土角砾605.4Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 4.5 10 9.4 60 5.4丁1.55 735.5kN 581.1kN承载力满足要求。表 1245#墩位处地质资料表（取 5#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥8515.318.

47、3 2淤泥108.5 23含黏性土角砾607.4Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 5 10 8.5 60 7.4丁1.55 921.8kN 581.1kN承载力满足要求。表 1356#墩位处地质资料表（取 6#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥85.114.217.2 2淤泥107.1 23含黏性土角砾607Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 5.110 7.1 60 7.0丁1.55 861.5kN 581.1kN承载力满足要求。表 14610#墩位处地质资料表（取

48、 8#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥85.116.817.8 2淤泥105.9 23含黏性土角砾605.2Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 5.110 5.9 60 5.2丁1.55 622.0kN 581.1kN承载力满足要求。表 151013#墩位处地质资料表（取 13#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥85.512.115.1 1粉质黏土455.8 3黏土406.5Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.8

49、8 5.5 10 5.8 40 6.5丁1.55 586.5kN 581.1kN承载力满足要求。表 161320#墩位处地质资料表（取 15#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥87.312.515.5 1粉质黏土457.5 23含黏性土角砾604.2Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 7.3 45 7.5 60 4.2丁1.55 1049.6kN 581.1kN承载力满足要求。表 172022#墩位处地质资料表（取 22#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深

50、度（m） 2淤泥87.81215 31含角砾粉质黏土508.2 1粉质黏土5012.2Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 7.8 50 8.2 50 12.2丁1.55 1753.5kN 581.1kN承载力满足要求。表 182225#墩位处地质资料表（取 25#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥84.1912 31含角砾粉质黏土5013.6 1粉质黏土502.5Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 4.1 50 13.6 50 2.5丁1.55 1357.2kN 581

51、.1kN承载力满足要求。表 192527#墩位处地质资料表（取 26#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥84.99.512.5 31含角砾粉质黏土5013.7 21强风化凝灰岩1206.4Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 4.9 50 13.7 120 6.4丁1.55 2417.4kN 581.1kN承载力满足要求。表 202729#墩位处地质资料表（取 26#墩）土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 2淤泥84.59.112.1 31含角砾粉质黏土

52、506.7 21强风化凝灰岩1202.6Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 4.5 50 6.7 120 2.6丁1.55 1106.5kN 581.1kN承载力满足要求。表 2130#墩位处地质资料表土层编号土层名称土层摩阻力标准值（Kpa）层厚（m）有效入土深度（m）入土深度（m） 1含角砾粉质黏土7012.566 21强风化凝灰岩1207.5Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.870 12.5 120 7.5丁1.55 2875.5kN 581.1kN承载力满足要求。ZKS76位置，海床面标高-0.55m，钢管桩入土18m，考虑被

53、冲刷3m，有效入土深度15m。表 22ZKS76 位置钢管桩承载力计算地层编号岩土名称层底高程分层厚度有效入土深度（m）极限侧摩阻力（kPa）备注 2淤泥-5.655.12.18冲刷 3m 2淤泥-11.555.95.98 32含粘性土角砾-14.753.23.260 3粘土-18.053.33.330 32含粘性土角砾-22.554.51.560 1粉质粘土-50.7510.2050将以上数据代入上式可得钢管桩极限承载力如下：Q = 1 U 邑 q l dfi i R 1 3.14 0.88 2.1 8 5.9 60 3.2 30 3.3 60 0.5丁 623.9kN1.55 581.1kN承载力满足要求。九 台风期栈桥稳定性检算风荷载取值根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）附表 A，施工区域百年一遇风速为33.8m / s 。考虑安全施工，栈桥在台风期应停止施工，所有施工人员及施工机械应全部撤出施工场地。此处台风取V 33.8m / s ，用于计算栈桥在台风期的稳定性。按公路桥涵设计通用规范进行计算， Fwh K0 K1K3Wd Awh其中： K0 0.75 （按施工架设期间取值）；K1 K10.451.6=0.72 （桁架风载系数）；K1