m贝雷栈桥设计计算书

PAGE栈桥计算书1、计算依据⑴、《某大桥设计图纸》（第一分册、第二分册）⑵、《工程地质勘察报告》⑶、《公路桥涵通用设计规范》⑷、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000)⑸、《装配式公路钢桥多用途使用手册》（人民交通出版社）⑹、《桥梁施工工程师手册》（第二版）（人民交通出版社）2、工程概况xx段某大桥变更后全长为3205.9m，中心里程K137+191.55。该桥第93～107孔桥跨布置：30m+21m+3-50m+21m+4-30m+100m+4-30m。其中大桥上部的21m、50m、30m跨径部分为后张法预应力混凝土T梁，第103孔100m跨径部分为下承式钢管混凝土梁拱组合桥斜交21°跨越某江。根据现场施工条件，我项目部拟在某大桥第96#墩～102#墩之间修建T梁预制场，另外梁拱组合桥的拱肋分为5个节段拼装，梁拱组合桥的中横梁设计要求先分段预制后拼装。拱肋和和中横梁拟采用净跨42.0m、净高28.0m的龙门吊吊装。某大桥某江以北、铁路以南段（第96#墩～102#墩），由于萧甬铁路横跨，便道无法贯通，因此为了保证T梁预制时材料运输的通畅，以及拱肋、横梁的拼装的方便，拟在第103孔梁拱组合桥的两侧修建两幅栈桥，其中左幅栈桥宽7.0m，右幅栈桥宽2.0m。在左幅栈桥靠梁拱组合桥侧2.0m范围内和右幅栈桥上均铺设龙门吊的双轨轨道基础，龙门吊采用双轨走行，轨道中心间距1435mm，左右幅轨道中心间距为42.0m，左幅栈桥剩余的5.0m范围作为车辆和行人的水上通道。某大桥跨某江梁拱组合桥全长100m，该处某江宽约60m，考虑施工进度和施工难度，栈桥单跨跨径定为12m贝雷栈桥(单层四排上下不加强)，结构形式为5跨连续，全长60m，上下游各一幅，水中采用φ600×8mm钢管桩基础，岸边采用C15片石砼重力式桥台。左幅栈桥行车部分和左右幅栈桥行走龙门吊轨道部分的纵梁均采用4片贝雷桁片组成。3、左、右幅栈桥龙门吊走行部分计算3.1、龙门吊桁架重等荷载：上下加强贝雷横梁自重：枕木自重：枕木自重：其线集度：P50轨道自重：所以恒载集度为：门架立柱：立柱采用φ325×10mm和φ108×6mm钢管拼装而成，钢管自重按集中力考虑，将斜杆及水平杆自重平均分配给φ325×10mm支腿，斜杆、水平杆及支腿总重：（8.36×8+5.897×8+6.621×24+2.46×56+5.4×4+2.8×12+1.11×52）×0.151+（18×8+10.332×8）×0.77684=255.2kN门架顶横梁及联系纵梁共重：0.381×9×8+0.381×4.5×8=41.38kN走行天车：2台（含卷扬机吊具）按25kN/台计，共重50kN。走行平车：4台，按20kN/台计，共重80kN。门吊自重：拱肋最大节段自重：181kN3.2栈桥受力分析3.2.1集中荷载龙门吊负载运行至栈桥时，因门吊左右立柱各设2个支腿，前后支腿间距8.0m，结合龙门吊计算书，门吊在工况二时立柱所受的支反力为最大，最大支反力，此支反力通过2个支腿传递给栈桥，故3.2.2均布荷载栈桥纵梁选用4片贝雷桁片，其自重：4×300/3.0÷100＝4枕木及轨道：故其均布荷载集度：3.3栈桥纵梁(贝雷梁)检算3.3.1材料及力学性能纵梁为4片贝雷桁片，16Mn钢,截面特性如下（取折减系数0.95）：W＝4×3578.5＝14314＝4×250497.2＝1001988.8，允许弯矩：［M］＝4×788.2×0.95＝2995.16允许重力：［Q］＝4×245.2×0.95＝931.763.3.2栈桥工况划分根据门吊负载运行轨迹，栈桥受力可划分为以下10种工况：工况1：门吊后支腿运行至桥台位置，F作用于1＃、5＃节点；工况2：门吊运至第一跨跨中，F作用于2＃、6＃节点；工况3：门吊前支腿运行至第一支墩，F作用于3＃、7＃节点；工况4：门吊前后支腿运行至第一支墩两侧，F作用于5＃、9＃节点；工况5：门吊后支腿运行至第一支墩，F作用于7＃、11＃节点；工况6：门吊运行至第二跨跨中，F作用于8＃、12＃节点；工况7：门吊前支腿运行至第第二支墩，F作用于9＃、13＃节点；工况8：门吊前后支腿运行至第二支墩两侧，F作用于11＃、15＃节点；工况9：门吊后支腿运行至第二支墩，F作用于13＃、17＃节点；工况10：门吊运行至第三跨跨中，F作用于14＃、18＃节点；栈桥工况图及受力见图如图1，图2。图1：工况图（单位：m）图2：受力简图（单位：m）3.3.3内力计算采用清华大学SMSOLVER软件进行电算，经计算，工况三时出现最大弯矩和最大弯矩，工况四时出现最大支反力，3.3.4纵梁检算3.3.4.1栈桥纵梁抗剪检算根据计算分析工况三时在第一跨右端出现最大剪力，＝442.77＜［Q］＝931.76，满足要求。3.3.4.2栈桥抗弯检算龙门吊作业时在工况三出现最大弯矩，最大弯矩出现在3#点，纵梁所受最大弯矩为：＝727.34＜［M］＝2995.16，（可）3.3.4.3纵梁刚度检算＝5.4mm＜[12000/400]=30.0mm，（可）3.4临时支墩墩顶分配梁检算3.4.1荷载计算工况四时墩顶出现最大支反力，Rmax=558.89kN墩顶纵向分配梁采用2I40a，墩顶横向分配梁采用2I36a。F2＝Rmax/4＝139.7kNF1＝Rmax/2＝279.4kN3.4.2墩顶2I40a纵向分配梁检算纵梁选用2I400a×142×10.5，W＝2×1085.7＝2171.4cm3（可）2I40a抗剪强度：τ＝（可）2I40a挠度:（可）3.4.3墩顶2I36a横向分配梁检算最大弯矩，选用2I36a×136×10，W＝2×877.6＝1755.2cm3（可）τ＝（可）3.5栈桥基础经工况分析计算，桥台处最大支反力：中间支墩最大支反力：3.5.1桥台3.5.1.1地基承载力要求栈桥桥台结构尺寸如图3。桥台片石砼基础底面积：A＝2.5×3＝7.5桥台砼自重G＝195考虑到桥台中心与支座中心10cm的偏心，引起基础应力重分布，取1.20的增加系数，则地基承载力要求：［σ］=210≥1.20×75.9＝91.1桥台施工前应现场实测地基承载力，如［σ］不足，可采取加大基础面积等措施。3.5.1.2桥台整体稳定桥台支座需与栈桥纵梁联接，门吊负载运行到栈桥时其纵向牵引力按5％考虑，栈桥桥向纵坡为平坡。门吊总高度：h＝28+1.5＝29.5m，支腿为φ325×10mm与φ108×6mm钢管拼装构件，则纵向面积为121m2，查全国基本风压分布图，宁波的基本风压为龙门吊横向轮廓面积为A=170.26桁架结构按桁架轮廓面积的40%乘以横向风压。所以风力V=170.26×1298.6×40%=88400=88.4桥台或栈桥纵梁纵向力桥台自重产生的稳定力矩：=0.7×2×3×2.4×(2.5-0.35)+1.25×0.6×3×2.4×(1.2+0.3)+1.2×1.0÷2×3×2.4×1.2×2/3倾覆力矩:=1.25×132.1=165.1K=332..3/1665.1==2.001>[11.5]，可以。3.5.1.3桥桥台砼强度度检算桥台枕梁采用CC25钢筋砼:C25砼抗压：：枕梁C25砼顶面预预埋4块250××250××16mmm钢板，可以。C25砼抗剪：：按两侧面面抗剪计，剪剪切面积，可以。C15片石砼基基础:抗压：枕梁经计计算满足要要求,未破坏,按刚性梁梁计，可以。3.5.2钢管管桩基础3.5.2.1截面参数数及材料力力学性能指指标①、φ600mm钢管管桩桩径：，截面积积：，周长：,自重：g=1..18kNN/m。3.5.2.22荷载组合合据上计算，支墩墩顶最支反反力为558..89kNN纵梁分配梁重：：2I40aa+4I366a自重G＝2×3.1×667.566+4×33.1×660＝11.663kN钢管桩之间的横横向联型钢钢按8000kg计，取8kN墩顶竖向支反力力：F＝558..89+111.633+8＝578..5kN单桩所承受的最最大力为墩墩顶竖向支支反力加桩桩身自重作作为控制荷荷载，即：：(桩入土深度：LL)3.5.2.33承载力检检算据规范规定：沉沉桩的容许许承载力按按下式计算算：式中：－单桩轴轴向受压容容许承载力力，kN；U－桩的周长，mm；－承台底面或局局部冲刷线线以下各土土层厚度，m；－与对应的各土土层与桩壁壁的极限摩摩阻力，kPa；－桩尖土的极限限承载力，kPa；、－分别为震动沉沉桩对各土土层桩周摩摩阻力和桩桩底承压力力的影响系系数，对于于锤击沉桩桩其值取为为1.0。桩长估算：设桩桩长为L，不考虑虑桩尖端承承力。得：，即桩的入入土深度不不小于144.2m。4、左幅栈桥行车部部分计算4.1、栈桥所受受荷载栈桥计算分8mm3砼运输罐罐车和50t履带自行行式起重吊吊车分别从从栈桥上通通过两种工工况，其中中8m3砼搅拌运运输罐车按按30t汽车考虑虑；50t履带自行行式起重吊吊车按50t计算，参参照设计规规范，单根根履带着地地长度为44.5m，宽宽度为0..7m，线线荷载集度度为5.6tt/m。4.2、I14纵梁的检检算4.2.1、荷载计算算荷载分为恒载和和活载两种种，其中恒恒载主要为为栈桥各构构件自重，活载主要为满载砼运输罐车或50t履带自行式起重吊车。恒载集度为：33.3kNN/m罐车传递给I114的荷载为：35kN50t履带吊传传递给I14的荷载为：28kN/mm4.3.2、计算模型4.3.2.11、罐车作用时时罐车两后轮间距距为1.44m，前轮轮与距最近近其最近的的后轮间距距为4.00m，由于于I14纵梁梁下方的I25a分配梁间间距为1..5m/道，计算时时按两跨连连续梁来考考虑，故以以后轮自重重作为控制制荷载，计算模型型如下：4.3.2.2、履带吊作用时履带吊作用时，履带着地长度为4.5m，线荷载集度为5.6t/m，I14纵梁下方的I25a分配梁间距为1.5m/道，计算时按四跨连续梁来考虑，计算模型如下：4.3.3、计算算结果4.3.3.1、罐车行走时时当x=0或1.66m时，有最大剪力力，此时当x=0.8m时时，有最大弯距、变形形和支反力力，4.3.3.2履履带吊行走走时当x=0或1.55m时，当x=0..75m时，有最最大弯距、剪力力、变形和和支反力，4.3.4、结果果分析经分析比较砼运运输罐车和和履带吊两两种荷载工工况，砼运运输罐车作作用时，II14纵梁产生最最不利工况况。⑴、强度σmax===1107.44MPa<<[σmax]==145MPa可τmax===555MPaa<[τmax]==85MPa可⑵、刚度可4.4、I25aa横梁计算I25a横梁间间距1.55m/根，其下贝贝雷片间距距为45cmm+1555cm+445cm，I14纵梁将其承受受的荷载以以集中力的的形式传递递给I255a横梁。4.4.1、计计算模型根据栈桥I144纵梁布置形式式，计算模模型分以下下两种情况况：⑴、模型一P=114kNN⑵、模型二P=114kNN4.4.2、计计算结果4.4.2.11、模型一一⑴、弯矩⑵、剪力4.4.2.22、模型二二⑴、弯矩⑵、剪力4.2.3、结结果分析经分析工况与计计算模型一一相一致时时，I255a横梁产生的的内力、变变形以及向向下传递的的荷载最大大。强度σ===85.21MPPa<[σ]=1455MPa可τ===64MPa<[τ]=885MPaa可可⑵、刚度可⑶、支反力4.5、主梁（贝贝雷梁）计计算4.5.1、材料料及力学性性能主梁采用4片贝贝雷桁片，其截面特性如下(考虑0.95的折减系数)：W＝4×3578..5＝143114，＝4×25504977.2＝10011988..8，允许弯矩：［MM］＝4×7888.2××0.955＝29955.16允许剪力：［QQ］＝4×2445.2××0.955＝931..764.5.2、计算算模型计算模型分砼运运输罐车和和履带吊两两种车辆负负载工作时时的情况情情况，其根根据车辆的的行驶轨迹迹，罐车及及履带吊均均分为13种工况况。4.5.2.11、罐车作用时时4.5.2.22、履带吊作用用时4.5.3、计算算结果采用清华大学SSMSOLLVER软件进行行电算，经经分析比较较，结果如如下：⑴罐车行走时工况六时结构出出现最大剪剪力，Qmax=308..154工况二时结构出出现最大弯弯矩和最大大变形，Mmax=621..57，工况四时结构出出现最大支支反力，Rmax=385..127⑵履带吊行走时工况四时结构出出现最大剪剪力，Qmax=495..95工况三时结构出出现最大弯弯矩和最大大变形，Mmax=10144.94，工况五时结构出出现最大支支反力，Rmax=593..054.5.4、结果果分析比较上面计算结结果可知，履履带吊工作作时栈桥受力力最大故以以履带吊行行走时产生生的最不利利工况作为为栈桥计算算控制工况况。⑴、强度＝495.95＜＜［Q］＝9311.76可Mmax=10114.944kN·m＜［M］＝31522.8kkN·m可⑵、刚度可⑶、支反力4.6、墩顶分配配梁（贝雷雷片下侧）计算墩顶（贝雷片下下侧）纵向向分配梁采采用2I40aa，横向分分配梁采用用2I36aa。计算时以以贝雷纵梁梁最不利工工况下的最最大支反力力作为计算