栈桥详细计算书

目录TOC1、编制依据及标准标准41．1、编制依据41.2、标准标准42、主要技术标准及设计说明42.1、主要技术标准42.2、设计说明4、桥面板5、工字钢纵梁5、工字钢横梁5、贝雷梁5、桩顶分配梁5、根底6、附属结构63、荷载计算63.1、活载计算63.2、恒载计算73.3、荷载组合74、结构计算74.1、桥面板计算84.1.1、荷载计算84.1.2、材料力学性能参数及指标94.1.3、力学模型94.1.3、承载力检算94.2、工字钢纵梁计算104.2.1、荷载计算104.2.2、材料力学性能参数及指标114.2.3、力学模型114.2.4、承载力检算114.3、工字钢横梁计算134.3.1、荷载计算134.3.2、材料力学性能参数及指标134.3.3、力学模型144.3.4、承载力检算144.4、贝雷梁计算154.4.1、荷载计算154.4.2、材料力学性能参数及指标164.4.3、力学模型164.4.4、承载力检算174.5、钢管桩顶分配梁计算184.5.1、荷载计算184.5.3、力学模型194.5.4、承载力检算194.6、钢管桩根底计算194.6.1、荷载计算194.6.2、桩长计算204.7、桥台计算204.7.1、基底承载力计算21附件：栈桥计算书1、编制依据及标准标准1．1、编制依据〔1〕、现行施工设计标准〔2〕、现行施工平安技术标准1.2、标准标准〔1〕、公路桥涵设计通用标准〔JTGD60-2004〕〔2〕、公路桥涵地基与根底设计标准〔JTJ024-85〕〔3〕、公路桥涵钢结构及木结构设计标准〔JTJ025-86〕2、主要技术标准及设计说明2.1、主要技术标准桥面宽度：4.5m设计荷载：75t履带吊〔负载10t〕及公路—Ⅰ级汽车荷载栈桥全长：105m、51m起止里程：K18+980.5～K19+100、K19+320～K19+380，2.2、设计说明根据本工程特点和现场地形水文条件，考虑施工周期和地方资源，跨后横河及七工段直河施工便道采用下承式受力栈桥、路基相结合的结构形式，中间考虑Ⅸ通航要求。栈桥起止里程K18+980.5～K19+100、K19+320～K19+380，设计全长分别96m、48m.采用跨径布置形式：6×12m+2×10.5m、2×12m+2×10.5m.栈桥设计荷载主要考虑结构自重和75t履带吊〔负载10t〕及公路—Ⅰ级汽车荷载荷载。现将各局部结构详述如下：、桥面板栈桥桥面板材料为A3钢板，钢板厚度为6mm，钢板焊接在中心间距150mm的I12.6a工字钢纵梁上。、工字钢纵梁桥面板下设置I12.6a工字钢纵梁，工字钢纵梁在车轮通过区域中心间距150mm，其余设置为300m顺桥向设置。I12.6a工字钢纵梁搁置在中心间距1500mm的I32a工字钢横梁上。I12.6a纵梁与桥面板及横梁均焊接牢固。、工字钢横梁I12.6a工字钢纵梁下设置中心间距1500mm的I32a工字钢横梁，横向穿过贝雷纵梁的下弦杆。I32a横梁通过U型卡与贝雷片下弦杆连接。、贝雷梁栈桥两侧采用每侧1组三排单层不加强型贝雷片作为承重梁。每三片贝雷片通过450mm标准连接片连接成一组；每组贝雷片设上下均设平联。两侧纵梁在贝雷片底部通过自制[14a连接系连接，保证贝雷梁的整体稳定性。、桩顶分配梁贝雷梁支承在2根I25a工字钢分配梁上，2根I25a分配梁间采用间断焊接。分配梁嵌入钢管桩内530mm，以保证分配梁的横向稳定性。贝雷片与分配梁仍采用U型卡连接牢固。、根底.1、桥台每处栈桥设重力式桥台，桥台根底底面尺寸为6200×1800mm，其余为钢管桩根底。桥台台帽顶贝雷片位置预埋δ＝10mm的钢板，防止压碎桥台混凝土。桥台根底采用C20混凝土，设一层Φ16钢筋网片，台背回填宕渣，分层碾压填筑。.2、钢管桩根底根底采用Φ530×8mm钢管桩，每排3根，中心间距2000mm。钢管桩间采用[14a连接系连接，桩顶设凹槽，2根I25a工字钢分配梁嵌入钢管桩中。、附属结构栈桥栏杆立柱采用75角钢焊接在I20a横梁上，立柱间距1500mm，立柱间采用Φ20钢筋和75角钢连接。栈桥两侧每隔10m设置一道警示灯，以便夜间起到警示作用，防止船舶撞击栈桥。3、荷载计算3.1、活载计算本栈桥主要供混凝土罐车、各种机械设备运输及75t履带吊〔负载10t〕走行，因而本栈桥荷载按每孔一辆75t履带吊〔负载10t〕荷载及公路—Ⅰ级汽车荷载分别检算，那么活载为：履带吊：G=850kN；公路—Ⅰ级汽车荷载：G=550kN。3.2、恒载计算本栈桥恒载主要为型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，见表-1表-1序号结构名称荷载集度(kN/m)备注1桥面板2.12顺桥向2I12.6a纵梁2.71顺桥向3I32a横梁2.95顺桥向桥面系合计8.49顺桥向4贝雷梁6.0顺桥向3.3、荷载组合另考虑冰雪等偶然荷载作用，故按以下平安系数进行荷载组合：恒载1.2，活载1.3。根据《公路桥涵钢结构及木结构设计标准》规定：临时结构容许应力可提高1.3〔组合Ⅰ〕、1.4〔组合Ⅱ～Ⅴ〕。4、结构计算栈桥结构如下列图所示，根据受力情况从上到下的原那么依次计算如下：4.1、桥面板计算桥面板采用δ＝6mm钢板，钢板下设中心间距300mm和150mm的I2.6a工字钢纵梁，桥面板净跨径为22.6cm〔I12.6a工字钢翼板宽度为74mm〕，桥面板与工字钢纵梁间断焊接，桥面板计算跨径按22.6mm计。4.1.1、荷载计算履带吊机履带宽度〔760mm〕及公路—Ⅰ级汽车中、后轮宽度〔600mm〕均大于工字钢纵梁间距，故履带吊车及公路—Ⅰ级汽车荷载后轮荷载直接作用在工字钢纵梁上，桥面板不作该种检算，仅对公路—Ⅰ级汽车荷载前轮作用于桥面板跨中进行检算。根据《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004)车辆荷载前轴轴重取30kN，前轮着地宽度及长度为0.3m×0.2m，故按前轴单胎重作为均布荷载计算。P=30÷2=15kN〔单胎宽b按0.3米4.1.2、材料力学性能参数及指标取0.2m板宽〔顺桥向长度〕，δ＝6mm钢板进行计算：4.1.3、力学模型4.1.3、承载力检算采用清华大学SMSolver进行结构分析：a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，临时结构刚度对结构正常使用及平安运营影响不大，故可采用。4.2、工字钢纵梁计算I12.6a工字钢纵梁焊接于间距1500mm的I32a工字钢横梁上，按三跨连续梁检算。4.2.1、荷载计算分别按75t履带吊〔负载10t〕及公路—Ⅰ级汽车荷载验算，I12.6a工字钢纵梁自重，桥面板自重不计。4.2.1.1、75t履带吊荷载75t履带吊履带长宽按4.66m×0.76m计算，自重850kN，顺桥向荷载集度：，工字钢纵梁中心间距300mm和150mm，最不利情况应为两根工字钢纵梁受力。那么均布荷载为：。4.2.1.2、公路—Ⅰ级汽车荷载根据《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕相关规定，公路—Ⅰ级汽车荷载为550kN，〔布置图见I12.6a工字钢纵梁力学模型〕，按集中力计算。汽车轴重：，轴距：3.0m+1.4m+7m+1.4m。4.2.2、材料力学性能参数及指标I12.6a工字钢：4.2.3、力学模型4.2.3.1、履带吊荷载作用力学模型:4.2.3.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用力学模型：4.2.4、承载力检算采用清华大学SMSolver进行结构分析：4.2.4.1、履带吊荷载作用下I12.6a工字钢纵梁检算a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。4.2.4.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用下I12.6a纵梁检算a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。4.3、工字钢横梁计算横梁采用I32a工字钢，工字钢横梁安装在6组中心间距4950mm的贝雷梁的下弦杆上，横梁与工字钢用U型螺栓锁定。〔每组贝雷梁由三片间距225mm的贝雷片拼组而成〕。4.3.1、荷载计算I32a工字钢横梁荷载按75t履带吊〔负载10t〕及公路—Ⅰ级汽车荷载分别验算；恒载为I12.6a纵梁及桥面板自重，按均布荷载考虑，每根I32a横梁承受恒载：。4.3.1.1、75t履带吊荷载由于不同厂家的产品履带中心距不尽相同，故按最不利情况检算，即：履带作用于跨中，履带长度按4660mm计，那么履带荷载至少由4根I32a工字钢横梁承受。按集中力检算：。4.3.1.2、公路—Ⅰ级汽车作用下荷载汽车后轮纵向间距1.4m，按两后轮作用在跨中考虑，集中力大小。4.3.2、材料力学性能参数及指标I32a工字钢：4.3.3、力学模型4.3.3.1、75t履带吊作用力学模型4.3.3.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用力学模型4.3.4、承载力检算采用清华大学SMSolver进行结构分析：4.3.4.1、履带吊荷载作用下I32a工字钢横梁检算a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。最大支反力：。4.3.4.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用下I32a工字钢横梁检算a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。最大支反力：。4.4、贝雷梁计算贝雷梁为两组，每组3片，共6片。贝雷梁按单孔1台75t履带吊及单孔一辆公路—Ⅰ级汽车荷载分别验算，均按三跨连续梁检算。4.4.1、荷载计算贝雷梁以上恒载为桥面板、I12.6a纵梁及I32a横梁自重，其荷载大小为：4.4.1.1、75t履带吊作用下荷载计算履带长度按4.66m计算，那么均布荷载大小为：。4.4.1.2、公路—Ⅰ级汽车荷载计算汽车自重荷载：，平安系数为1.3。轴距：3.0m+1.4m+7m+1.4m。4.4.2、材料力学性能参数及指标3000mm×1500mm单排单层不加强贝雷桁片：m4.4.3、力学模型4.4.3.1、75t履带吊作用力学模型4.4.3.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用力学模型4.4.4、承载力检算采用清华大学SMSolver进行结构分析：4.4.4.1、履带吊荷载作用下贝雷梁检算最大支反力：a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。4.4.4.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用下贝雷梁检算最大支反力：a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。4.5、钢管桩顶分配梁计算钢管桩顶分配梁采用2I25a工字钢，工字钢分配梁嵌于钢管桩内150mm并与之焊接牢固，分配梁与贝雷梁用U型卡连接。4.5.1、荷载计算承重梁一作为便桥结构的主要承重结构，是便桥结构稳定平安的生命线，采用的型材为2I25a。根据第5.5节对贝雷梁的计算分析，得到最大节点反力为752.7kN。下面对最不利情况下，承重梁一的内力情况进行建模分析。和贝雷片自重作集中力验算，集中力大小为：。4.5.2、材料力学性能参数及指标I25a工字钢：4.5.3、力学模型4.5.4、承载力检算采用清华大学SMSolver进行结构分析：a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。最大支反力：4.6、钢管桩根底计算本栈桥钢管桩根底每墩采用单排四根Φ530×8mm钢管，钢管间用[14a槽钢连接形成排架。4.6.1、荷载计算本便桥结构根底采用单排4根钢管桩桩根底，桩顶最大承载力为履带吊负重驶到桩顶时，最大荷载为约255.7kN。考虑本工程的地质条件及设计提供的相关地质资料。施工中，理论设计值作为钢管桩施工的参考，施工选用振动锤进行施打钢管桩，实际入土深度结合现场实际地质情况确定。4.6.2、桩长计算根据《港口工程桩基标准》〔JTJ254-98〕第条：式中：Qd—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；U—桩身截面周长〔m〕，本处为530mm*8mm钢管桩取1.664m；—单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值〔kPa〕；—桩身穿过第i层土的长度〔m〕；—单桩极限桩端阻力标准值〔kPa〕；桩身截面面积；地质情况统计如下：岩土编号土层名称地基土容许承载力〔kPa〕桩周土极限摩力顶面底面高程层厚〔m〕〔kPa〕〔m〕〔m〕1粉土30～55〔取40〕1.31-3.394.72粉砂35～55〔取45〕-3.39-13.6910.33淤泥质粉质黏土15～25〔取20〕-13.69-16.592.9根据上述验算可知单桩最大承受荷载约255.7kN。现假设桩底打入粉砂LXm,带入上述计算公式中〔因端部摩阻力很小，计算时不予考虑〕，那么有：〔单排4根桩〕255.7kN＝1/1.45×1.664×〔40×4.7+45×LX〕求解得：LX＝0.2m。由计算可知，钢管桩打入粉砂层0.2米。桩底标高为-3.59m，桩顶标高为+8.8m,那么单根桩总长为12.39m。4.6.3钢管桩稳定性计算水深3m，按1