特大桥D4合同段钢栈桥设计计算书

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特大桥D4合同段钢栈桥设计计算书

特大桥D4合同段钢栈桥设计计算书新造珠江特大桥d4合同段钢栈桥设计计算书计算：复核：审核：

路桥华南工程有限公司

新造珠江特大桥d4合同段钢栈桥设计计算书第一章：工程简介一．工程概况

新造珠江特大桥为广州新洲至化龙快速路上的控制性工程，全长1980m。其中引桥长1222m，斜拉主桥长758m，珠江大桥桥跨组合为6（341.3）m＋241.3m＋（64+140+350+140+64)m＋（248m+40）＋2（432.5）m。主线按双向六车道，设计行车速度为80km/h；主桥桥宽31米，引桥标准桥宽28.5米；本工程总工期30个月。主桥为主跨为350m的双塔斜拉桥。22、23主墩以及21辅助墩为水中基础，需搭设栈桥及平台进行施工。根据工程所处地区的地质环境条件，拟采用贝雷桁架在南、北两岸搭设钢栈桥。二．结构设计1、施工钢栈桥

钢栈桥采用贝雷加型钢的组合结构形式，北岸钢栈桥采用3+186+152m跨径组合、南岸钢栈桥采用18+152m跨径组合。钢栈桥采用φ6308mm的钢管桩作为基础，钢管桩横桥向中心距为400cm，在钢管桩上面设置双支i32型钢作为承重梁，并设置牛腿与钢管桩进行连接。贝雷为双排单层加强，两排贝雷之间采用45花架连接。二次分派梁采用i28a型钢，i28a型钢间距为100cm。i28二次分派梁上面设置[20a型钢作为一次分派梁，中心距为23cm，形成栈桥。

二次分派梁i28a与贝雷之间采用直径为φ16mm的骑马螺栓进行连接固定。钢栈桥的两端设置φ48钢管作为防护栏。钢栈桥的布置图如下：

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钢栈桥断面图（单位：m）2、钻孔施工平台

钻孔平台采用贝雷桁架作为主承重结构，[20型钢作为一次分派结构、i28依照1m间距分布作为二次分派结构，i32型钢作为四周圈梁将荷载传递给钢管桩基础。钢管桩采用直径630mm、壁厚8mm螺旋钢管，钢管桩中心距6.4m。

二次分派梁i28a与贝雷之间采用直径为φ16mm的骑马螺栓进行连接固定。钢栈桥的两端设置φ48钢管作为防护栏。钢栈桥的布置图如下：3、主墩码头

钻孔平台采用贝雷桁架作为主承重结构，[20型钢作为一次分派结构、i28依照1m间距分布作为二次分派结构，i32型钢作为四周圈梁将荷载传递给钢管桩基础。钢管桩采用直径630mm、壁厚8mm螺旋钢管，钢管桩中心距4m。

二次分派梁i28a与贝雷之间采用直径为φ16mm的骑马螺栓进行连接固定。钢栈桥的两端设置φ48钢管作为防护栏。钢栈桥的布置图如下：

其次章：结构设计计算各相关参数的确定一．计算目的

为了使钢栈桥、钻孔施工平台及主墩码头在新造珠江特大桥施工的整个过程中能够安全可靠地投入运用，需对钢栈桥的各结构进行强度、刚度及稳定性等方面的计算与验算。二．参考资料

1、设计院及相关部门提供的该项目相关技术资料

2、《马路桥涵施工技术规范》（jtj041-）——人民交通出版社3、《钢结构设计手册》（其次版）——中国建筑工业出版社4、《马路桥涵钢结构及木结构设计规范》（jtj025－86）5、《结构力学》——人民交通出版社6、《路桥施工计算手册》——人民交通出版社7、《实用土木工程手册》——人民交通出版社8、《马路桥涵设计通用规范》——（jtg

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三．计算过程中采用的部分参数a3钢材的允许应力：＝170mpaa3钢材的允许剪应力：＝85mpaa3钢材的弹性模量：e＝2.1105mpa16mn钢材的允许应力：＝210mpa16mn钢材的允许剪应力：＝120mpa16mn钢材的弹性模量：e＝2.1105mpa四．设计技术参数及荷载的确定

1．上述结构设计计算荷载为50t履带吊及砼罐车，50t履带吊自重约为50t，其计算工况为最重荷载在栈桥上行驶时对栈桥的影响，考虑可能出现的履带吊停留在栈桥上吊装作业时的状况，吊重按20t考虑，则考虑1.1的冲击系数最终取77t进行计算。2．结构自重按实际重量计入或由计算软件自动计入；3．流水压力

因新造珠江特大桥施工图设计说明中未提供相关数据，出于安全考虑，施工区域流水设计流速300cm/s。根据《马路桥涵设计通用规范》，则流水压力为：fw=kaγv2/2g

其中：k—为形状系数，圆形取0.8；

a—为阻水面积，取1m长度计算，则面积为0.82m2；γ—为水的重力密度，取10kn/m3；v—为设计水流速，1.4m/s；g—为重力加速度，取9.81m/s2；

则：水流压力fw=0.80.631032/29.81=2.212kn/m即钢管桩在水中的自由段承受2.212kn/m的水流压力。五．结构计算工况的确定1．主桥施工栈桥工况一：

钢栈桥搭设施工时，50t履带吊悬吊振桩锤打桩。此时由于前面的钢管桩还在振打，50t履带吊必需停留在悬臂跨上，此工况下主要考虑

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悬臂时对贝雷的受力大小及钢管桩的承载力。计算荷载为履带吊的自重、振桩锤重同时考虑一定的冲击系数，最终荷载值取77t。最大荷载组合为：恒载+活载+水流压力工况二：

钢栈桥搭设好后，正常投入使用时，各种施工车辆在上面行驶或停留。在整个施工过程中，最大荷载有砼运输车满载时为30t左右，考虑冲击系数取33t；履带吊自重50t，吊重20t，考虑冲击系数取77t。最大荷载组合为：恒载+活载+水流压力2、主墩钻孔施工平台：

主墩钻孔施工平台结构搭设过程受力状态与使用过程受力状态基本一致，所以仅依照使用过程进行分析。

最大荷载有砼运输车满载时为30t左右，考虑冲击系数取33t；履带吊自重50t，吊重20t，考虑冲击系数取77t。3、主墩码头：

主墩钻孔施工平台结构搭设过程受力状态与使用过程受力状态基本一致，所以仅依照使用过程进行分析。

最大荷载有砼运输车满载时为30t左右，考虑冲击系数取33t；履带吊自重50t，吊重20t，考虑冲击系数取77t。

经过初步分析：主桥钢栈桥、钻孔施工平台、码头均依照履带吊控制设计。

第三章：结构的设计计算及验算一、主栈桥结构设计与验算:1．工况一

在工况一里，主要考虑汽车吊的悬臂作用。单跨栈桥为18m，综合考虑50t履带吊的作业半径，履带吊的荷载布置为从悬臂端的桩顶开始，荷载分布为两中心距为3.6m（边到边为4.3m）的均布荷载，荷载宽度为0.7m，长度为5m。每条履带的均布荷载大小为770÷2÷5=77kn/m，履带吊在栈桥上居中布置，履带悬臂一半。其示意图如下：一次分派梁[20的计算：

根据荷载分布状况以及履带宽度，按最不利考虑，单条履带荷载考虑由3条[20a型钢承受，其大小为77÷3=25.67kn/m,按5跨连续梁考

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虑，其计算结果如下：

由上图计算结果可知，[20a承受的最大组合应力为σ=-108.05mpa＜＝170mpa。

由上图计算结果可知，[20最大位移为f=0.66mm＜＝l/400=2.5mm。二次分派梁i28的计算：

根据一次分派梁[20的计算结果得知，在悬吊振桩的状况下，一次分派梁对二次分派两产生的作用力最大为29.32kn，则施加在二次分派梁上的作用力按单边最外侧3个23cm等间距29.32kn大小（实际要略小）的作用力计算，则二次分派梁的计算结果如下：

由上图计算结果可知，i28承受的最大组合应力为σ=87.04mpa＜＝170mpa。

由上图计算结果可知，i28最大位移为f=2.4mm＜＝l/200=5mm。整体计算：

由于悬吊振桩锤施工时，履带吊为居中布置，栈桥的各结构都是等间距对称布置的，所以贝雷计算时可将各重量简化为均布荷载进行计算。履带吊的履带长度为5m，则贝雷悬臂部分按2片贝雷6m考虑，每片贝雷加花架按300kg考虑，则施加在贝雷上的荷载为：贝雷：3501/3=116.7kg/mi28:

43.46561=260.79kg/m[20:

22.632251=565.8kg/m

则施加在贝雷上的结构自重按均布荷载为9.44kn/m，单侧双排加强贝雷的均布荷载为2.36kn/m，施加的活载为单条履带