下承式贝雷钢栈桥设计计算书

学习文档仅供参考目录1设计说明 -1-1.1栈桥构造 -1-1.1.2贝雷梁 -2-1.1.3桩顶横梁 -2-1.1.4钢管桩基础 -2-1.2设计主要参考资料 -2-1.3设计标准 -3-1.4主要材料力学性能 -3-2作用荷载 -3-2.1永久作用 -3-2.2可变作用 -3-2.2.1混凝土罐车 -3-2.2.2流水压力 -4-2.2.3风荷载 -4-2.2.4制动力 -4-2.3荷载工况 -4-3栈桥结构计算分析 -4-3.1计算模型 -4-3.2计算分析 -5-3.3计算结果汇总 -6-4基础计算 -7-4.1钢管桩入土深度 -7-4.2钢管桩稳定性 -8-5结论 -9-

学习文档仅供参考栈桥计算书设计说明栈桥构造栈桥设计为下承式贝雷钢栈桥，负担施工中的材料、物资的运输功能、人员的通行通道。栈桥跨径9m，宽度6m，栈桥顶标高+2.20m。基础采用φ610mm，壁厚8mm钢管桩，桩顶横梁为2HN450×200型钢，其上为2组贝雷梁，每组2片，用45cm贝雷支撑架相连。贝雷梁下弦杆上布置HN350×175横向分配梁，用骑马螺栓与贝雷梁连接，紧贴贝雷片腹杆布置。横向分配梁上间隔35cm铺I22b纵向分配梁，与横向分配梁点焊连接。桥面采用10mm厚花纹钢板。栈桥跨径布置及横断面见以下图。栈桥总体立面布置图栈桥横断面图贝雷梁栈桥采用4片3000mm×1500mm单排单层不加强型贝雷片作为承重梁。每两片贝雷片通过450mm标准连接花架连接成一组，共2组。紧贴着贝雷片内侧于桥面钢板上安装两道护轮木，左右侧各一道。桩顶横梁贝雷梁支承在2根HN450×200工字钢桩顶横梁上，2根HN450×200横梁间采用间断焊接。分配梁焊接在钢管桩顶牛腿上，以保证分配梁的横向稳定性。贝雷片下垫10mm厚橡胶垫板，并通过焊接在横梁上的限位器限制横向和纵向的位移。钢管桩基础基础采用Φ610×8mm钢管桩，每排2根，中心间距4650mm。设计主要参考资料《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕；《港口工程桩基标准》(JTS167-4-2012)；《公路桥涵施工技术标准》〔JTG/TF50-2011〕；《钢结构设计标准》〔GB50017-2003〕。设计标准⑴桥面宽度：6m；⑵验算荷载：8m³混凝土罐车；⑶跨径布置：2.7m+9.0m+2.7m；⑷河沟水位：现场实测最高潮位＋1.0m〔施工常水位〕；⑸河床高程：取-2m。主要材料力学性能栈桥除贝雷梁为Q345钢、贝雷销子为30CrMnTi外，其余的钢材均采用Q235钢。钢材的强度设计值〔Mpa〕构件牌号σ抗剪τQ235钢Q235钢215125贝雷销子30CrMnTi1105208贝雷梁16锰钢310180作用荷载永久作用本栈桥永久作用为材料自重恒载，型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，材料自重采用MidasCivil2013软件自动计入。可变作用混凝土罐车工地使用的8m³混凝土罐车共3轴，空载时整机重量12.5t，为前一后二的形式，满载8m³混凝土总重量为32t，轴距为3.225＋1.35，轮距1.8m，空载轴重为37.5＋43.8＋43.8kN，满载轴重为97＋112＋112kN，详见图2.2-1。8m³混凝土罐车轮距示意图〔单位：m〕流水压力栈桥所处位置河沟水流流速较小，流水压力可忽略不计。风荷载栈桥桥面标高与河沟两岸地面线齐平，桥面与水位线高差较小，故风荷载可忽略不计。制动力混凝土罐车满载时320kN，制动力为10％的竖向荷载，其值为32kN，由4根钢管共同分担，平均每根承受8kN的纵向水平力。荷载工况计算时取8m³混凝土罐车满载时行走的工况：自重×1.1＋满载罐车×1.4+制动力×1.4。栈桥结构计算分析计算模型利用MidasCivil2013建立栈桥模型，详见图3.1-1。钢管桩桩底为固结约束。栈桥计算模型计算分析8m³混凝土罐车满载行走时，栈桥受力计算分析如下。⑴应力计算正应力图〔单位：MPa〕剪应力图〔单位：MPa〕位移图〔单位：mm〕计算结果汇总通过计算分析，各构件应力、变形均较小，未超过钢材设计强度范围，计算结果汇总如下表所示。内力变形计算结果汇总表部位正应力〔MPa〕剪应力〔MPa〕变形〔mm〕工22b纵梁76.739.31.3HN350横梁110.845.11.3贝雷梁173.088.60.82HN450×200桩顶横梁14.430.90.1φ610钢管桩25.91.50Q345材质〔贝雷〕：最大正应力σmax＝173.0MPa<[σw]=310MPa，满足要求。最大剪应力τmax＝88.6MPa<[τw]=180MPa，满足要求。最大位移fmax=0.8mm<9000/400=22.5mm，满足要求。Q235材质〔除贝雷外的其它构件〕：最大正应力σmax＝110.8MPa<[σw]=215MPa，满足要求。最大剪应力τmax＝45.1MPa<[τw]=125MPa，满足要求。最大位移fmax=1.3mm<4650/400=23.3mm，满足要求。基础计算钢管桩入土深度根据以下图计算模型所示，单根钢管桩所受最大竖向力为245.1kN，据此计算钢管桩入土深度。桩底反力图根据《港口工程桩基标准》〔JTJ254-98〕第4.2.4条：管桩竖向容许承载力按下式计算。式中：——单桩垂直极限承载力设计值〔kN〕；——单桩垂直承载力分项系数，取1.45；——桩身截面周长〔m〕；——单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值〔kPa〕，按表4.1-1采用；——桩身穿过第i层土的长度〔m〕；——单桩极限桩端阻力标准值〔kPa〕；A——桩身截面面积。取XLDS1钻探孔位处地勘图，计算钢管桩入土深度及受力情况，该部位地层信息及土层摩阻力如表4.1-1：XLDS1土层摩阻力统计序号土层名称底面高程〔m〕分层厚度〔m〕桩周摩阻力〔kPa〕1填土1.740.502淤泥质粘土-7.068.8203细砂-14.567.5354粉质粘土-17.563.0405细砂-26.068.5356含淤泥质粉质粘土-45.0619.0207中风化花岗岩-56.6211.56设钢管桩入第三层深度为L，计算得：计算得，L=0.27m，钢管桩入土总深度H=8.8+0.27=9.07m，取入土深度9.94m〔考虑河床标高〕。钢管桩稳定性稳定性应按下式进行验算：式中：——对x-x的轴心受压构件稳