东湖隧道栈桥计算书midasWord下载.docx
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车辆限速20km/h，不计冲击作用。
图2城-B级车辆荷载横桥向布置
图1城-B级标准车辆纵、平面布置
②、50t履带吊机：
自重50t，接触面积为2—4650×
760mm2。
50t履带吊机限于墩顶起吊作业，正向最大吊重为50t，侧向最大吊重为10t。
50t履带吊机的相关参数和负荷特性表见表1和表2所示。
表150t履带吊机相关参数表
型号
总重量
最大
吊重
履带尺寸
履带中
心间距
空载地
基压力
最大吊重
地基压力
QUY50A
50t
10t
4.66×
0.76m
3.54m
7.059t/m2
8.47t/m2
50t履带吊机负荷特性表表2（单位：
t）
主臂长
工作幅度
13.0
16.0
19.0
22.0
25.0
28.0
31.0
34.0
37.0
40.0
43.0
46.0
49.0
52.0
3.7
50.00
（4.5m）
36.55
4.0
44.85
44.80
（5.5m）
26.55
5.0
31.00
30.90
30.85
6.0
23.55
23.50
23.40
23.30
7.0
18.98
18.85
18.80
18.75
18.65
18.60
18.55
8.0
15.75
15.65
15.60
15.55
15.50
15.45
15.35
15.30
15.20
9.0
13.45
13.35
13.30
13.25
13.15
13.10
13.05
12.95
12.90
12.85
12.75
10.0
11.70
11.60
11.55
11.50
11.40
11.35
11.25
11.20
11.15
11.05
11.00
10.90
10.85
12.0
9.20
9.15
9.06
9.08
8.90
8.85
8.80
8.70
8.65
8.55
8.50
8.40
8.35
8.25
14.0
8.95
（12.3m）
7.45
7.40
7.35
7.25
7.20
7.10
7.05
6.95
6.90
6.80
6.75
6.65
6.60
（14.9m）
6.20
6.15
6.05
6.00
5.90
5.85
5.75
5.70
5.60
5.55
5.45
5.35
18.0
5.50
（17.5m）
5.20
5.15
5.05
5.00
4.98
4.85
4.75
4.70
4.60
4.55
4.45m
20.0
4.50
4.45
4.35
4.30
4.20
4.15
4.05
3.95
3.90
3.80
3.75
3.85
3.70
3.65
3.55
3.50
3.40
3.35
3.25
3.15
24.0
（22.7m）
3.20
3.10
3.08
2.95
2.85
2.80
2.70
26.0
（25.3m）
2.65
2.55
2.46
2.35
2.25
（27.9m）
2.45
2.30
2.20
2.10
2.00
1.90
30.0
2.15
1.80
1.70
1.60
32.0
（30.5m）
1.50
1.40
1.30
（33.0m）
1.35
1.25
1.15
1.05
（3）其他可变作用
①栏杆荷载：
按人行道栏杆设计，作用于栏杆立柱顶上的水平推力标准值为：
0.75kN/m；
作用于栏杆扶手上的竖向力标准值为：
1.0kN/m。
②行人荷载：
按照下列公式计算
通过计算，标准12跨度的行人荷载取值为4KN/㎡，39m跨度的贝雷梁栈桥的行人荷载取值为5KN/㎡。
3、荷载组合
根据栈桥的功能性要求和现场施工时的实际情况，考虑以下几种荷载组合，具体组合见表3（其中39m跨栈桥只按照组合1进行验算）
表3荷载组合表
组合名称
组合内容
组合1
1.2×
结构自重+1.4（城市B级荷载+其他可变作用）
组合2
结构自重+1.4（50t履带吊车空载）
组合3
结构自重+1.4（50t履带吊机墩顶作业，最大吊重10t）
五、复核计算
本栈桥的结构形式一共有三种，分别为跨湖中隧道主体结构区域采用的39m跨双层双排贝雷梁结构；
标准12m跨度的单层双排贝雷梁结构；
岸边处作为施工平台的12m跨度的双根H588型钢结构，具体计算时按照以下三种结构形式进行验算。
5.1、标准12m跨度的贝雷梁栈桥
1、设计截面形式如下：
2、建立计算模型
3、贝雷梁最大变形计算
表4贝雷梁最大变形表
贝雷梁最大变形（mm）
10.2
9.7
7.7
贝雷梁弹性竖向最大变形为10.2mm，即为12000/10.2=1/1176，挠度满足要求。
4、贝雷梁强度计算
表5杆件性能表
杆件名称
材料
断面型式
断面面积（cm2）
理论容许承载能力（KN）
弦杆
16Mn
2[10
2×
12.74
560
竖杆
I8
9.52
210
斜杆
171.5
弦杆最大轴力图（单位：
kN）
竖杆最大轴力图（单位：
斜杆最大轴力图（单位：
经计算得到主桁各杆件的最大轴力如下表所示：
表6杆件最大轴力表（kN）
组合1最大轴力
280.7
82.8
147.9
组合2最大轴力
268.2
63.7
80.5
组合3最大轴力
200.9
98．8
146.4
由以上计算可知，贝雷梁的各个杆件的内力都能符合设计要求。
5、12.6工字钢计算
12.6分配梁组合应力图（单位：
MPa）
12.6分配梁剪应力图（单位：
由计算可得，12.6工字钢的应力如下表
表712.6工字钢应力表
剪切应力（MPa）
组合应力（MPa）
108.3
167.4
18.5
104.3
23.4
85.9
由以上计算可知，12.6工字钢的最大组合应力为167.4MPa，剪切应力为108.3MPa，超过规范允许地要求。
（可采用14工字钢代替或者调整间距为200㎜）。
6、25b分配梁计算
25b分配梁组合应力图（单位：
25b分配梁剪应力图（单位：
由计算可得，25b工字钢的应力如下表
表825b工字钢应力表
43.7
118.3
12.7
82.7
15.8
126.8
由以上计算可知，25b工字钢能满足设计要求。
7、36a分配梁计算
36a分配梁组合应力图（单位：
36a分配梁剪应力图（单位：
由计算可得，36a工字钢的应力如下表
表936a工字钢应力表
31.7
40.3
16.3
24.7
30.3
40.5
由以上计算可知，36a工字钢能满足设计要求。
8、钢管桩计算
钢管桩最大承载力图（单位：
KN）
由以上计算可知，钢管桩的最大轴力为414.3KN
（1）、强度验算
钢管立柱最大轴力为：
N=414.3KN
考虑现场施工因素，偏心e=50mm
钢管立柱设计采用为φ529×
10mm钢管
A=16304.9mm2
W=2076335mm3
②、稳定性验算
回转半径：
i=183.52mm
长细比:
查表得轴心受压稳定系数：
φ=0.835
③、刚度验算
λ=54，5＜[λ]=150
5.2、标准39m跨度的贝雷梁栈桥
表10贝雷梁最大变形表
48.7
贝雷梁弹性竖向最大变形为48.7mm，即为39000/48.7=1/801，挠度满足要求。
表11杆件性能表
表12杆件最大轴力表（kN）
325.9
45.4
110.4
表1312.6工字钢应力表
129.4
182.7
由以上计算可知，12.6工字钢的最大组合应力为182.7MPa，最大剪切应力为129.4MPa，不符合相应规范要求，为保证结构安全，可将12.6工字钢更改为14工字钢，或者将其间距调整为200㎜。
表1425b工字钢应力表
26.1
66.3
表1536a工字钢应力表
24.1
31.3
由以上计算可知，钢管桩的最大轴力为317.5KN
N317.5＜414.3KN，因此不需要进行验算，详细计算过程详见12m标准跨贝雷梁的钢管桩计算。
⑵、稳定性验算
详细计算过程详见12m标准跨贝雷梁的钢管桩计算。
⑶、刚度验算
5.3、标准12m跨度的H588型钢栈桥
3、H588型钢最大变形计算
表16H588型钢最大变形表
H型钢最大变形（mm）
7.76
7.47
5.84
H588型钢弹性竖向最大变形为7.76mm，即为12000/7.76=1/1546，挠度满足要求。
4、H588型钢强度计算
H588型钢分配梁组合应力图（单位：
H588分配梁剪应力图（单位：
由计算可得，H588型钢的应力如下表
表17H588型钢应力表
49.7
13.7
46.1
23.7
37.7
由以上计算可知，H588型钢的最大组合应力为49.7MPa，最大剪切应力为23.7MPa，其设计符合要求。
5、14工字钢计算
14分配梁组合应力图（单位：
14分配梁剪应力图（单位：
由计算可得，14工字钢的应力如下表
表1814工字钢应力表
97.4
160.6
19.4
135.9
19.6
152.9
由以上计算可知，14工字钢的最大组合应力为160.6MPa，按照临时结构不超过170MPa的要求，也能满足施工要求。
为保证结构安全，可将其间距调整为200㎜。
6、28b分配梁计算
28b分配梁组合应力图（单位：
28b分配梁剪应力图（单位：
由计算可得，28b工字钢的应力如下表
表1928b工字钢应力表
33.5
144.8
8.2
123.0
11.6
161.5
由以上计算可知，25b工字钢的最大组合应力为161.5MPa，按照临时结构不超过170MPa的要求，其设计符合要求。
表2036a工字钢应力表
16.8
17.2
30.9
由以上计算可知，钢管桩的最大轴力为403.7KN
N403.7＜414.3KN，因此不需要进行验算，详细计算过程详见12m标准跨贝雷梁的钢管桩计算。
λ=54.5＜[λ]=150
5.4、钢管桩入土深度计算
由以上计算可知，钢管桩的最大承载力为414.3KN。
根据地质资料，栈桥处的土层依次为淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土，偏于安全考虑，只考虑钢管桩打入粉质粘土的深度。
钢管桩承载力采用桩基承载力计算公式：
式中：
R—单桩垂直极限承载力设计值（KN）；
1/2—单桩垂直承载力分项系数；
U—桩身截面周长（m），U＝1.67m；
—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）；
fsk—单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；
Ap—桩身截面面积，Φ529×
10mm钢管桩，A=16304.9mm2；
钢管桩插打处的土层为粉质粘土，其物理指标如下（参考相关资料）：
土层摩阻力统计
序号
土层名称
承载力（kPa）
桩周
摩阻力
层厚（m）
（kPa）
1
3-1粉质粘土
120
40
15
钢管桩承载力
R＝1/2×
［1.67×
40×
15+120×
3.14×
0.529×
0.529/4］］=514.2KN>
414.3KN
由上述计算结果可知，钢管桩保证入粉质粘土的厚度在15m以上可以保证钢管桩的承载力满足设计要求。
六、结论
通过以上计算可知：
1、该栈桥可以满足设计要求；
2、建议桥面系全部采用14工字钢。
3、必须保证钢管桩打入粉质粘土的深度在15m以上。
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