桥梁工程结构设计常用计算书实例份

附件：县道南美路（XKC3）沱江大桥加宽改造工程栈桥及钢平台计算书计算人：何桂生复核人：孙龙中铁九局集团有限公司内江市县道南美路沱江大桥加宽改造工程项目经理部２０１5年11月目录HYPERLINK\l"_Toc436051854"一、概述⑿《装配式钢桥使用手册》=13\*GB2⒀、现场踏勘所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；=14\*GB2⒁、为完成本工程拟投入的施工管理、专业技术人员、机械设备等资源；=15\*GB2⒂、公司技术支持、工法成果、机械设备状况、施工技术与管理能力。=16\*GB2⒃、沱江大桥相关设计图纸，地质报告。3、主要技术要求=1\*GB2⑴钢便桥：主栈桥长度258米。=2\*GB2⑵钢便桥跨度：321型贝雷最大跨径12米。=3\*GB2⑶钢便桥行车道宽度6m。=4\*GB2⑷桥面纵坡：0.0%。=5\*GB2⑸设计荷载：轮式荷载:10立方米砼罐车，自重+载重45吨；履带荷载：QY50吨履带吊自重50吨+最大吊重14吨。（考虑现场代表性的最大荷载车辆）=6\*GB2⑹设计速度：10km/h=7\*GB2⑺设计安全等级：二级=8\*GB2⑻设计基准期：2年=9\*GB2⑼设计最高水位：300（根据评审结果，施工时按照301.65考虑。）（10）栈桥桥面顶标高，西岸高度304米，东岸303.5米。(11)行车要求：主栈桥、支栈桥同一跨内，仅允许2辆10立方米罐车一空一载重车车辆通行；履带吊施工作业时，仅允许单跨单车通行。钻孔平台运行8吨锤冲击锤作业。（12）从不利情况考虑，取水流最大流速1m/s.。(沱桥桥梁通航论证报告里为0.275m/s。)4、主要材料性能=1\*GB3①结构材料Q235屈服强度：σs=235Mpa轴向容许应力：[σ]=140MPa抗拉、抗压和抗弯容许强度：[σw]=145MPa抗剪容许强度：[τ]=85MPa=2\*GB3②材料Q345屈服强度：σs=345Mpa轴向容许应力：[σ]=200MPa抗拉、抗压和抗弯容许强度：[σw]=210MPa抗剪容许强度：[τ]=120MPa=3\*GB3③钢材的物理性能指标弹性模量E=2.06×105MPa剪切模量G=0.81×105MPa质量密度ρ=7850kg/m3④双排单层贝雷梁容许弯矩M=1576.4N.m*2单排单层贝雷梁容许剪力Q=245.2kN*2验算荷载：10立方米罐车荷载，安全等级2，结构重要性系数1.0，限速10km/h，不考虑汽车冲击力，考虑45吨荷载验算：栈桥结构的各个部位的刚度、稳定性、挠度等。10方混凝土罐车：载重时重量45t.--栈桥运营荷载总重：450kN轮距：1.8m轴距：4m+1.5m前轴重力标准值：50kN后轴重力标准值：2×200kN前轮着地面积：0.30m×0.20m后轮着地面积：0.60m×0.20m满载荷载示意图空载荷载示意图施工用50吨履带吊+14吨吊重，结构重要性系数考虑1.0，按64吨荷载对栈桥结构的各个部位的刚度、稳定性、绕度等进行验算。64吨验算荷载履带吊示意图设计行车速度10km/h。施工荷载及人群荷载。施工荷载及人群荷载按3kN/m2计。二、荷载布置1、各材料荷载布置1、上部结构恒重1.1钢便桥面层：8mm厚钢板，单位面积重62.8kg，则0.628kN/m。1.2面板加劲肋工12.6,单位重14.21kg/m，则0.15kN/m，间距0.24m。1.3上承式面层横向分配梁：I22a，单位重33kg/m，则0.33kN/m；1.5纵向主梁：321贝雷梁：单组1.0kN/m；1.6桩顶承重梁主梁1：H600*200，单位重106.135kg/m,则1.06135kN/m。1.7剪刀撑或水平连接撑双拼[20a,单位重0.226KN/m。1.8Φ630*10mm钢管桩，单位重152.9Kg.单位重1.529KN/m。2、荷载工况布置2.1对栈桥上部结构桥面系、分配梁、贝雷梁、承重梁计算采用：工况1：结构自重（恒载）+机械验算荷载2.2对于钢管桩的验算，考虑钢管桩为栈桥基础，是结构的重中之重的受力部分，采用：工况2：结构自重（恒载）+车辆荷载+风荷载+流水荷载+汽车制动力。为简化计算且根据施工实际情况，人群荷载和施工荷载不考虑在工况中且挠度计算也采用上述工况计算。钻孔平台仅考虑冲击锤荷载，冲击锤荷载总重约20吨，荷载较小，不予计算。三、上部结构内力计算1、组合桥面板1.1、桥面花纹钢板用8mm厚Q235花纹钢板材料，焊接在横向分配梁上，分配梁间距为24cm，计算跨径为0.24m。弹性模量E＝2.1*105MPa，密度取。取单位宽（1m）作为计算截面其参数：惯性矩：=4.2667*10-8m4截面抵抗矩：＝1.0667*10－5m3面积矩=8*10－6m3截面积A=8*1000=8000mm2＝8*10－3m2荷载计算罐车每组轮压最大荷载为100KN。轮压接地尺寸0.6*0.2m。轮压每平方米荷载为：q=100/0.6/0.2=833.33KN/m2;QY50吨履带吊单条履带每平米每条承受荷载89.8KN/m2.取罐车轮压对桥面板花纹板进行检算如下：a.单个汽车后轮宽*长=0.3*0.2,单组接地尺寸0.6*0.2，当汽车后2组轮胎通过时，将花纹钢板视作8跨连续梁计算受力（取一组车轮荷载计算）；将最大荷载轮压100KN转化为线均布荷载：q1=100/0.6=166.67KN/mb.花纹钢板自重产生的荷载自动计算在模型中。取两个轮子宽度为60cm，按工况一对其进行受力分析。采用SAP2000建立受力模型如下：车载示意图受力分析弯矩图(Mmax=-0.94N.m，Qmax＝22.333kN)1）弯曲强度Mmax=0.94KN.m满足要求。（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第条有：对于临时结构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.5Mpa）,[τ]=85×1.3=110Mpa2）剪切强度Q＝22.33KN满足要求。（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第条有：对于临时结构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.5Mpa）,[τ]=85×1.3=110Mpa3)刚度分析扰度＜L/250=0.24/250=0.00096m，满足要求。1.2、桥面系12.6工字钢（1）自重均布荷载：00.15kN/m，电算模型型自动附加在在计算中，不不另外进行添添加。P1面板=62.8kg*00.24*11.0=0.15kN/m。（2）施工及人群荷载：：不考虑与料料车同时作用用。（3）I12.6断面内内间距为244cm，321型贝雷横向分分配梁最大间距为1m，其受力计计算按照跨径径为1m进行验算。运料车轮压：单组车轮轮接地尺寸为为0.6m×0.2m,每组车轮压压在3根I12.6上，则单根I12.6承受的荷载载按照集中力力计算为1000kN÷÷3=33.33kkN；履带吊单根履带宽宽度0.766m。压在4根工字钢上上，则单根工工字钢承受的的荷载按照集集中力计算为为：640KN/22/4.699m/4*1m=17.06KN.取运罐车荷载简算，取取1mI12.66，运料车荷载压在在跨中，假定定直接作用于于I12.6工字钢上，按按简支梁进行计计算，按工况况一对其进行行受力分析。计算模型如下：荷载模型受力模型弯矩图(Mmaxx=8.35N.m，Qmax＝16.74kN)选用I12.6a，则Wx=777cm3；σ=M/W=8.335kN.mm/77cm3=108.44MPa＜[σ]=1888.5MPa；满足强度度要求。τ=QS/Ib=116.74/10..8/0.5==31MPa<<[τ]=110MPa（根据公路桥涵钢钢结构及木结结构设计规范范第条有：对对于临时结构构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mpaa）计算中忽略了8mmm厚面板及及钢框架整体体分配作用，为为此上述计算算中是偏安全全的，该桥梁梁面系结构设设计满足临时时钢结构强度度刚度规范要要求。挠度fmax=0.0000798m＜L/2500=1.0/250==0.004m，满足要求求。2、I22a横向分分配梁内力计计算主支栈桥、支栈桥分分配梁荷载分分析：（1）桥面板均布荷载载：q1=16//6/2＝1.3344kN/m，分分配梁间距11m，分配梁梁承受线性荷荷载=1.3334KN/mm。分配梁荷荷载自动计算算在模型中。（2）施工及人群荷载载：不考虑与与汽车同时作作用（3）汽车轮压：单轴轴最大荷载为为罐车荷载=100kNN,单组轮压荷荷载,履带荷载：：履带吊单根根工字钢最大大集中荷载P=640//2/4.669*1m=68..23KN。取取罐车轮压计计算。从设计图上知道，支支栈桥考虑罐罐车一单轴作作用于分配梁梁跨中，此时时分配梁承受受最不利弯矩矩。（4）假定一空一载并并排行走，如如下图：计算模型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=117.51kkN.m，Qmax＝88kN)，fmax==0.000031m（5）假定罐车单轴作作用于分配梁梁跨中如下图图：计算模型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=223.49kkN.m，Qmax＝86.344kN)，fmax==0.00002m选取最大内力值MMmax=223.49kkN.m，Qmax＝88kN，fmax==0.000031m对分配梁进行行设计选用I22a,查《钢结结构计算手册册》得各相关关力学参数如如下：W=309cm33A=42cm2,,I/S=18.99d=0.075ccm，下面对对其强度进行行验算：σ=M/W=23..49kN··m/（309）cm3×103=76MPa<[σ]=1455MPa*11.3。抗弯强度度满足要求。τ=QS/Ib=888/18.99/(0.0075)=660.91MMpa<[τ]=85MMpa*1..3，抗剪强度度满足要求。（根据公路桥涵钢钢结构及木结结构设计规范范第条有：对对于临时结构构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mpaa挠度挠度Wmaxx=0.000031m﹤1.35m/250==0.0054m。挠度满足要要求。结构刚度与强度均均满足要求。实实际上，桥面面板对力的分分配后，实际际单根22aa工字钢受力力远远小于该该假定计算的的力。3、纵梁内力计算本栈桥主要考虑罐罐车通行和履带吊施工工过程中使用用。计算中，假定车辆辆荷载在栈桥桥不同的位置置，产生的内内力值，试算算法求出最大大的内力值及及支点反力。主、支栈桥最不利利荷载组合：：组合1，考虑罐车车最不利荷载载：一空一载载砼罐车错车车通行。组合合2，单跨单桥QY50施工作业；；平台最不利荷载组组合：冲击锤锤施工作业，荷荷载较小，计计算略。3.1履带荷载分分析：履带吊作业断面图图从罐车荷载断面图图看出栈桥中中间两组贝雷雷梁承受最大大荷载，计算算中去中间两两组贝雷计算算。履带吊作作业时，根据据断面图表示示，主要由共共计4组贝雷梁承承受其荷载，材材料自重取计计算宽度4..5m。（1）自重均布荷载：：q1=16/6/22*4.5kN//m+0.33kN/m*4.5＋4.0kN/m=11.485KN//m；（2）施工及人群荷载载:不考虑与车车辆同时作用用；（3）取栈桥最大设计跨径径为12m（4）履带吊重心布置置在墩顶，贝贝雷梁受力分分析，（取2跨按连续梁梁计算），按按工况一对其其进行受力分分析。行车示示意图利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=--511.2253kN..m,Qmmax=-4400.255kN)节点反力图(Nmax==800.55kN)（5）履带吊重心在跨跨中，（取11跨按简支计算），按按工况一对其其进行受力分分析。行车示示意图利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=11751.533kN.m,,Qmaxx=388.9111kN)节点反力图(Nmax==388.911kN)（6）履带吊布置在墩侧侧，（取2跨按连续梁梁计算），按按工况一对其其进行受力分分析。行车大样图如下：：利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=6699.1881kN.mm,Qmaax=-6443.9099kN)节点反力图(Nmax==772.888KN)经过上述分析知，贝雷梁内力汇总如下：结构内力结果对比比序号荷载名称最大弯矩KN.mm最大剪力KN最大支座反力KNN1履带吊重心在墩顶顶-511.25-400.258800.52履带吊重心在跨中中1751.53-388.911388.913履带吊重心在墩侧侧699.181643.90772.88取贝雷梁最大弯矩MMmax2=1751.553kN.m，最大剪力Qmax2=643.9kN。最大支点反力800..5KN。纵向主梁选用4排排单层不加强型贝雷雷架。则贝雷雷梁321型桁架容许许内力表（二二）结构形式内力不加强型单排单层（SS）双排单层（DS）三排单层（TS）双排双层（DD）三排双层（TD）桁架弯矩（KN..m）788.21576.42246.43265.44653.2桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9结构形式内力加强型单排单层（SSRR）双排单层（DSRR）三排单层（TSRR）双排双层（DDRR）三排双层（TDRR）桁架弯矩（KN..m）1687.53375.04809.46750.09618.8桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9说明表中数值为半边桥桥之值，全桥桥时应乘以2；跨中容许弯矩[MM]=7888.2×4=3152..8kN.m，跨中容许剪力[QQ]=2455.2×4＝980.88kN。Mmax=17551.53kkN.m<[M]=3152..8kN.m；Qmax=6433.9kN<<[Q]＝980.88kN。贝雷梁所受内满足足要求。刚度计算1）非弹性挠度按照《装配式公路路钢桥多用途途使用手册》第39页贝雷桁架挠度计算经验公式，当桁架节数为偶数时，简支梁其跨中最大挠度为：fmax=（dnn2）/8其中：n为桁架节数，d为为常数单层桁架d=0..3556ccm,双层桁架d=0.17717cm；；验算中按12m单单跨径进行验验算，跨内共共有4节桁架，且且为单层桁架架。将上述数据代入公公式得fmax==0.35556cm×（42）/8=0.77112cmm而对于连续续梁，其非弹弹性挠度一般般为简支梁的的2/3，所以其fmax==0.71112cm×22/3=0..474cmm。2）弹性挠度从上内力分析知道道，单片贝雷雷梁弯矩最大大处，为履带带吊在跨中作作业时；最大大绕度也在该该处321型钢桥几何何特性表（一一）桥型几何特性不加强型单排单层（SS）双排单层（DS）三排单层（TS）双排双层（DD）三排双层（TD）J(cm4)250497.22500994.44751491.662148588..83222883..2W(cm3)3578.57157.110735.614817.922226.8桥型几何特性加强型单排单层（SSRR）双排单层（DSRR）三排单层（TSRR）双排双层（DDRR）三排双层（TDRR）J(cm4)577434.441154868..81732303..24596255..26894382..8W(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6说明表中数值为半边桥桥之值，全桥桥时应乘以2；QY50履带吊挠挠度：根据《建筑结构静静力计算手册册》挠度：fmax==qcl3（8-4γ2+γ3）/384EEIγ=c/l=4.669m/12m=0..39fmax=1336.4611KN/m××123（8-4×00.392+0.3993）/（384×22.1×1005MPa×110×105cm4）=21.77×10-33m自重挠度：根据《建筑结构静静力计算手册册》挠度：fmax==qcl3（8-4γ2+γ3）/384EEIγ=c/l=12mm/12m=1fmax=111.485KKN/m×1123（8-4×112+13）/（384×22.1×1005MPa×110×105cm4）=0.17×10-3m3）总挠度由以上计算可得到到桁架在自重重及旋挖钻跨跨中作业下产产生的最大挠挠度为：f总=f非+f弹=0.4744cm+2.17cm+0.0017cm=2.68cm。按照《公路桥涵钢钢结构及木结结构设计规范范》JTJ0225-86第条“对于临时或或特殊结构，其其竖向挠度容容许值可与有有关部门协商商确定”以及参考《装装配式公路钢钢桥多用途使使用手册》第第49页计算示例例，其竖向挠挠度容许值需需满足f/L=11/250,,即本桥12mm跨的挠度容容许值为f容=1200ccm/2500=4.8ccm。因此，上述计算得得到的f总=2.67cm＜f容=4.8cmm，满足要求求12m跨径挠度计计算：3.2罐车荷载分分析：罐车行车断面图罐车空载示意图罐车荷载考虑一辆辆满载和一辆辆空车并排行行走最不利情情况。空载和和重载各有半半边轴落在中中间一组贝雷雷上，为考虑虑安全，假设设两轴荷载由由中间贝雷梁梁受力。（1）自重均布荷载：：q1=16/6//2*2.25kNN/m+0..33kN//m*2.225＋2.0kN//m=5..75KN//m。（2）施工及人群荷载载:不考虑与车车辆同时作用用；（3）取栈桥最大设计计跨径为122m（4）砼罐车后轴重心心布置在墩顶，贝雷梁受受力分析，（取2跨按连续梁计算），按工况一对其进行受力分析。行车示意图：（空空车、重载轴轴合并，p1=20+50=70KN，P2=P33=100++40=1440KN）利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=--278.991kN.mm,Qmaax=2311.284kkN)节点反力图(Nmax==420.228kN)（5）罐车后轴布置在在墩侧，贝雷梁受受力分析，（取2跨按连续梁计算），按工况一对其进行受力分析。行车示意图：利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=2273.077kN.m,,Qmaxx=217..4kN)节点反力图(Nmax==414.334kN)（6）罐车后轴重心布布置在跨中，贝贝雷梁受力分分析，（取1跨按简支计计算），按工工况一对其进进行受力分析析.行车大样图图如下：利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型弯矩、剪力图(MMmax=8886.1kkN.m,Qmax==-237..21kN))节点反力图(Nmax==237.221kN)经过上述分析知，贝贝雷梁内力汇汇总如下：结构内力结果对比比序号荷载名称最大弯矩KN.mm最大剪力KN最大支点反力KNN1罐车后轴在墩侧-278.91231.28420.282罐车后轴在墩顶273.07217.4414.343罐车后轴重心在跨跨中886.1-237.21237.21取贝雷梁最大弯矩矩Mmax2=886.11kN.m，最大剪力Qmax2=237.221kN。最大支点点反力4200.28KN。纵向主梁选用2排排单层不加强强型贝雷架。则则贝雷梁321型桁架容许许内力表（二二）结构形式内力不加强型单排单层（SS）双排单层（DS）三排单层（TS）双排双层（DD）三排双层（TD）桁架弯矩（KN..m）788.21576.42246.43265.44653.2桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9结构形式内力加强型单排单层（SSRR）双排单层（DSRR）三排单层（TSRR）双排双层（DDRR）三排双层（TDRR）桁架弯矩（KN..m）1687.53375.04809.46750.09618.8桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9说明表中数值为半边桥桥之值，全桥桥时应乘以2；跨中容许弯矩[MM]=7888.2×2=1576..4kN.m，跨中容许剪力[QQ]=2455.2×2＝490.44kN。Mmax=8866.1kN..m<[MM]=15576.4kkN.m；Qmax=2377.21kNN<[Q]＝490.44kN贝雷梁所受内满足足要求。刚度计算1）非弹性挠度按照《装配式公路路钢桥多用途途使用手册》第39页贝雷桁架挠度计算经验公式，当桁架节数为偶数时，简支梁其跨中最大挠度为：fmax=（dnn2）/8其中：n为桁架节数，d为为常数单层桁架d=0..3556ccm,双层桁架d=0.17717cm；；验算中按12m单单跨径进行验验算，跨内共共有4节桁架，且且为单层桁架架。将上述数据代入公公式得fmax==0.35556cm×（42）/8=0.77112cmm而对于连续续梁，其非弹弹性挠度一般般为简支梁的的2/3，所以其fmax==0.71112cm×22/3=0..474cmm。2）弹性挠度从上内力分析知道道，单片贝雷雷梁弯矩最大大处，为履带带吊在跨中作作业时；最大大绕度也在该该处321型钢桥几何何特性表（一一）桥型几何特性不加强型单排单层（SS）双排单层（DS）三排单层（TS）双排双层（DD）三排双层（TD）J(cm4)250497.22500994.44751491.662148588..83222883..2W(cm3)3578.57157.110735.614817.922226.8桥型几何特性加强型单排单层（SSRR）双排单层（DSRR）三排单层（TSRR）双排双层（DDRR）三排双层（TDRR）J(cm4)577434.441154868..81732303..24596255..26894382..8W(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6说明表中数值为半边桥桥之值，全桥桥时应乘以2；罐车荷载产生扰度度：根据《建筑结构静静力计算手册册》挠度：fmax==Pl3/48EIIfmax=(4450)*1123/（48×2..1×1055MPa×22.504997*2×1105cm4）=1.54ccm。自重荷载产生挠度度：根据《建筑结构静静力计算手册册》挠度：fmax==qcl3（8-4γ2+γ3）/384EEIγ=c/l=12mm/12m=1fmax=100.15KNN/m×1223（8-4×112+13）/（384×22.1×1005MPa×110×105cm4）=0.166×10-33m3）总挠度由以上计算可得到到桁架在自重重及旋挖钻跨跨中作业下产产生的最大挠挠度为：f总=f非+f弹=0.4744cm+1.54cmm+0.0166cm=2.03cm。按照《公路桥涵钢钢结构及木结结构设计规范范》JTJ0225-86第条“对于临时或或特殊结构，其其竖向挠度容容许值可与有有关部门协商商确定”以及参考《装装配式公路钢钢桥多用途使使用手册》第第49页计算示例例，其竖向挠挠度容许值需需满足f/L=11/250,,即本桥12mm跨的挠度容容许值为f容=1200ccm/2500=4.8ccm。因此，上述计算得得到的f总=2.033cm＜f容=4.8cmm，满足要求求。4、上承式承重梁H6600*2000*11**17根据（3.1）计计算中履带荷载最大支点点反力8000.5kN。设其4组贝雷梁均均衡受力，单单片贝雷梁受受力：7788.23/4=194.556KN；根据（3.2）计算中罐罐车荷载最大大支点反力420.228KN；设2组贝雷梁受受力，单片贝贝雷梁受力：：420.228/2=210.114KN；为简化计算算，假设6片贝雷梁受受力均为210.114KN，采用SAP22000建模如下：：计算模型计算结果(Mmaax=-944.845kN.mm,Qmax＝221.933kN，fmaxx=0.000035)节点反力图(Nmmax=4332.82N)根据上述建立有限限元模型进行行分析可知，取取最大内力值值Mmax==-94.8445kN.mm，Qmax==221.993kN，fmaxx=0.000035进行桩顶承承重梁的截面面设计。选用H600*2200*111*17，截截面属性如下下选用H600*2000*17*111,查《钢结构构计算手册》得得各相关力学学参数如下：：W=2480.662cm3A=130.266cm2,I/S=52(II=744118.64ccm4，S=14311.58cmm3)，b=1.1cm，下下面对其强度度进行验算：：σ=M/W=94..845kNN·m/（2480）cm3×1103=28MPPa<2155MPaτ=QS/Ib=2221.933/（52）/(1.1)=46.995Mpa<<[τ]=1255Mpa挠度挠度Wmaxx=0.000035﹤2.25/4400=0..009m。挠度满足要求。（根据公路桥涵钢钢结构及木结结构设计规范范第条有：对对于临时结构构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110MpaaH600*2000*11*117刚度计算挠度：wmax==0.00035m﹤2.8m/250=0.008m结构刚度与强度均均满足要求。四、钢管桩承载力力4.1入土深度及及打桩设备的的选用根据（三）上述计计算分析知，φ630mm×10mm钢管桩基础单桩最大承受荷载约=432.822N，钢管桩φ630mmm×10mm，相关力力学参数：根据《港口工程桩桩基规范》（JTJ2554-98）第条：式中：Qd—单桩垂直极极限承载力设设计值（kN）；—单桩垂直承载力分分项系数，取取1.45；U—桩身截面周长（mm），钢管桩φ630mmm×10mm1..979m.—单桩第i层土的极极限侧摩阻力力标准值（kPa）—桩身穿过第i层土土的长度（m）；—单桩极限桩端阻力力标准值（kPa）；A—桩身截面面积，ΦΦ630×10mm钢管桩A=194..8cm2；考虑本项目的地质质条件及设计计提供的相关关地质资料，取最不利地址段ZK13地质情况：序号土层名称承载力（kPa）桩周摩阻力（kPa）顶面高程（m）底面高程（m）层厚（m）11层：（Q42all）卵石土650120292.19284.797.422层：（Q43m）泥岩15080284.79282.79222层：（Q43m）泥泥岩中风15080282.79266.0916.733层：（Q41all+m）砂岩400100266.09256.899.2单排墩Φ630×10mmm假定钢管桩打入11-卵石土层,单桩承载力4322.822==1/1.445*（1.9799*（120*L)+0..163*11*650）L=2.2m.综上所算：Φ630×10mmm钢管桩的入入土最深长度度不小于L=2米，即可满足足施工荷载要要求。打桩设备的选择本工程钢管桩基础础设计中为Φ630×100mm钢管桩桩直径，结合合过去工程中中打桩经验，对对于本类型钢钢管桩选择DZ-60振动锤施打打桩。DZJ-60振动动锤性能表电机功率(kW)偏心力矩N·m振动频率r/miin激振力kN机重kg允许拔桩力KN600～35311004775800215DZJ-60施工工照片根据《装配式公路路钢桥多用途途使用手册》中中关于振动沉沉桩承载力的的计算，按电电动机消耗的的能量求桩基基的极限承载载力公式：式中：——沉沉桩将达规定定标高前，下下沉速度为0-5cm/mmin时，所需的的有效功率（kW）；——沉桩机无负荷时的的功率（kW）；ν——沉桩最后一一阵速度（cm/miin），正常要要求取2cm/miin；Q———振动体系的的重量（t），DZ60锤重5.0t；α——砂土层，取取2.0β——桩基入土速速度系数，取取0.17根据以往施工记录录，DZ60无负荷时电电动机输入电电流为60AA，电压为380V，求振动锤锤终打前电动动机输入电流流：从以上计算可以看看出，DZ660振动锤在Φ630×10mm终打前，电电动机输入电电流大于999A，沉桩最后一一阵速度1min入土深度不不大于2cm,单桩最大承承载力4322.822NN，满足使用用要求。综合上面计算可知知，采用惯入入度2cm/1min控制可满足足要求，施工工工程，各桩桩基具体入土土深度根据现现场地质及施施工设备进行行双控。4.2钢管及剪刀刀撑内力计算算Φ630×10mmm内力计算由于地质全河段均均为卵石土覆覆盖层，钢管柱的入入土有限，地质没有最不利利，选取栈桥最高高处，钢管柱柱悬臂最长段段，栈桥19号墩为计计算点。钢便便桥桥面标高高304.55m，贝雷下弦弦杆标高3002.65mm。考虑最高高水位标高为：：300m。冲刷线卵石石顶部292.119m，桩顶标高高取302..65m。假定钢管桩桩在卵石土下下1米处固结，钢管管桩悬臂长度度302.665-291.19=11.46m4.2.1单根钢钢管桩流水压压力计算单根桩流水压力计计算：Fw=kAγv2/(2g)式中：Fw――流流水压力标准准值（kN）；k――形状系数数（钢管取00.8）；A――阻水面积积（m2）钢管地面线线到洪水位，H=3.311m，钢管桩的的阻水长度,,7.81m；γ――水的重力密度度（9.8kN//m3）；v――设计流速速（0.8m/s）根据水文文资料考虑涨涨、落潮时其其流速取值11m/s；g――重力加速速度（9.88m/s2）。单根钢管桩Fw==kAγv2/(2g)＝0.8×7..81*0..63×9..8×12÷2÷9..8＝1.97kNN水流作用在水下三三分之一处：：2.6m处。即标高高297.44m。4.2.2风荷载载计算近年实测最大风速速20.6m/s（取内江）水平风载：FWh=k0ηkk1k3WddAwh式中：FWh—横桥向标标准荷载值Z—距地面或水面的高高度（根据最最高水位300米）γ—空气重力密度Vd—设计风速20m//sg—重力加速度k0—设计风速重现期换换算系数0.75k1—风载阻力系数1k2—考虑地面粗糙类别别和梯度风的的风速高度变变化修正系数数η—桁架风载阻力遮挡挡系数k3—地形、地理条件系系数1.3k5—阵风风速系数W0—基准风压Wd—设计基准风压Awh—横向迎风风面积Z=4.5m，gg=9.811m/s2；r=0.0012KN//m3；k0=00.75;kk1=1..36;k33=1;VVd=20.6m/s（查JTG-TTD60-001-20004地最大风风速）;Wd=0.0211*20.6*20.6/2/9.881=0.4454KN//m2=4554Pa。风压对钢栈桥梁的的垂直作用力力迎风面积（一跨))：Awh=1.85*（12/2+12/2）*0.5==11.1m22（考虑实物物面积折减系系数0.5）;横桥向风载：Fwwh=k0kk1k3WddAwh=00.75*11.36*11*0.4554*11.1=5.14KNN.4.2.3汽车制制动力根据《公路桥涵设设计通用规范范》(JTGD60-22004)查得，汽车车制动力为汽汽车荷载重力力的10％，汽车行行走在墩顶制制动，钢管桩桩承受最大内内力。考虑最最不利情况，主主栈桥两罐车车（一空一载载）并排行走走制动力，考虑虑一车道2墩承受制动动力，单根钢钢管桩承受制制动力为6550/2/3*10%==10.844KN考虑栈桥处于工作作状态，正受受到罐车载重荷载，最最高流水冲击(水流作用传传递到桩顶)，风荷载（通过过承重梁传递递）合力受力力状态，水流流力与风向相相同，最不利钢管桩桩的受力情况况。（桩顶取取单桩最大荷荷载432..82KN）采用工况2荷载组合，取取19号墩计算算模计算模型（单位：：kN）轴向力（Nmaxx=465.6624kN）制动力弯矩\剪力图（Mmax=124.2222kN..Qmax=10.844KN，f=0.00060m）水流及风力合成弯弯矩\剪力图（Mmax==-14.14kN.QQmax=77.0KN，f=0.00021m）桩底部节点位移反反力XNmax==3.9444kN,Y=10..841KN，Z=451..046KNN4.2.4桩墩整整体稳定性计计算钢管桩铰接点2991.19,,钢管桩悬臂臂长度11..46m,桩顶按铰接接考虑，桩上上最大轴力力力465.662KN。钢管桩内内力：1，取Mmax==124.222kN.mQmax==10.844KN，f=0.006m，2，取Mmaxx=-14..14kN.mmQmax==7KN，f=0.00021m，进行计算算合力计算。长细比计算查钢管桩截面特性性回转半径i=21.9923cm钢管桩铰接点以上L=11.446m钢管桩长细比.λ=L/i=11..46/21.9223=52.3<1150，满足要求求。稳定性计算及强度度计算根据上述长细比λλ=l0/rrx=52..3查《钢结结构设计规范范》附表B得稳定系数ψ=0.8477钢管桩截面抗压刚刚度：σmax=N/ΨAA=465..62KN//(0.8447*194.88cm2)==28.2Mppa<1888.5MPa，满足要求求。钢管桩抗弯强度：：σmax=M/Wxx=124..7/（936155/31.55）=42Mpa<<188.55MPa，满足要求求。钢管桩抗剪强度：：t==15.8**194.88*31.55/936115/1=10.4Mpa≤110Mpa满足要求。（根据公路桥涵钢钢结构及木结结构设计规范范第条有：对对于临时结构构有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mp钢管桩在力合力压压弯共同作用用下，最大应应力为：根据港口工程荷载载规范σmax=0.7**M/Wx++N/ΨA=36..8+14.5*0..7=46..95Mpaa<188..5MPa,满足要求；；（根据公路路桥涵钢结构构及木结构设设计规范第条条有：对于临临时结构有11.3[σσ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mpaa钢管桩挠度：挠度Wmax=0.00064﹤11.466m/250==0.045884m。挠度满足足要求。钢管桩抗滑移：钢管滑移合力：钢管桩与土层摩擦擦力，考虑折折减系数0.7，F={1/1.445*（1.9799*（80*2.3)}*0.7=303KNNmax=17..9kN﹤303KN钢管桩稳定性、刚刚度和挠度均均满足要求。4.2.5单拼CC20A剪刀撑和平平联内力C20a槽钢内力：剪力图图（Qmax=0.822kN）弯矩图（Mmax=-1.033kN.m）fmax==0.00000024m轴向力（Nmaxx