钢栈桥计算书文档格式.docx
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钢栈桥布置图如下图。
钢栈桥横断面图
3.2钢平台布置图
钻孔平台布置图
4栈桥检算
4.1设计方法
（1）采用容许应力法设计计算
（2）钢栈桥属临时结构；
钢结构容许应力提高系数1.3～1.4见《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；
本方案取容许应力法计算时的最小安全储备系数K=1.0～1.25（重要构件不小于1.2）。
（3）取荷载冲击系数1.15、偏载系数1.2；
（4）弹性模量、惯性矩、截面抵抗矩、容许应力、容许扰度数值参考《路桥施工计算手册》（人民交通出版社）
（5）活载按照8m³
混凝土搅拌运输车（满载）可按照“汽车-20级”重车计算。
4.2桥面板承载力验算
4.2.1桥面板力学参数
I20a工字钢上分配间距30cm，净距20cm，桥面板跨径
；
车辆后轴触地宽度为600mm，长度为200mm，混凝土运输车单轮宽30cm，作用面20cm，桥面板可按照均布荷载进行计算分析。
车轮作用示意图
取200mm单元宽度桥面板计算其截面特性:
桥面板计算简图
截面抵抗矩
=200×
62/6=1200mm3
惯性矩
6³
/12=3600mm4
桥面板自重：
4.2.2强度验算
均布荷载
满足承载力要求
4.2.3刚度验算
满足刚度要求
4.3I20a工字钢分配梁承载力验算
4.3.1力学参数
8m3混凝土搅拌运输车车轮位于I20a工字钢上分配梁时，为不利荷载位置.则每根上横梁承受车辆单轮轴荷为:
桥面板和I20a工字钢自重：
I20a工字钢腹板厚度d=7mm
惯性矩
截面抵抗矩
半截面静力矩
分配梁计算简图
4.3.2强度验算
跨中弯矩：
支座处剪力：
满足承载力要求
4.3.3刚度验算
满足刚度要求
4.4贝雷片纵梁承载力验算
4.4.1力学参数
8m³
混凝土搅拌运输车（满载）可按照“汽车-20级”重车计；
考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于9m，即一跨内同方向桥内最多只布置一辆重车。
自重恒载：
q=6+0.373=6.373KN/m
贝雷桁片:
1KN/m（包括连接器等附属物）
截面积A=146.45×
10-4㎡
惯性矩I=250500cm4
弹性模量E=206GPa
贝雷片纵梁弯矩最大时计算简图
剪力最大时计算简图
4.4.2强度验算
跨中弯矩M=ql²
/8+M汽=6.373×
92/8+（22.2+255.6+171.6）×
1.15×
1.2
=684.7KN.m＜[M]=788.2KN.m满足承载力要求
根据剪力计算简图，B点出为最大剪力，根据
，得
B点最大剪力：
Q=ql/2+XB×
1.2=6.373×
9/2+（24+101.33+120）×
1.2=367.23KN
销子采用30crmnti，插销用弹簧钢制造，容许剪应力：
4.4.3刚度验算
梁体变形为整体变形，由单侧6片贝雷片为一整体进行验算，可根据叠加法计算跨中挠度，I=6×
250500×
10-8=150.3×
10-4m4
均布荷载：
由汽-20重车荷载产生的跨中挠度：
式中
为集中荷载到较近支座的距离，根据弯矩计算简图荷载布置方式，在本计算书中分别为
，
f1=60×
103×
0.74×
（3×
92-4×
0.742）/（48×
206×
109×
1503000×
10-8）=71.95×
10-6m
f2=120×
4.26×
4.262）/（48×
10-8）=5.86×
10-4m
f3=120×
2.86×
2.862）/（48×
10-8）=4.856×
综上，跨中最大挠度为（考虑汽车冲击荷载）：
f=fq+（f1+f2+f3）×
=0.17+（71.95+586+485.6）×
10-3×
1.2=1.74mm＜
=9000/600=15mm满足刚度要求
4.5I45b工字钢横梁承载力验算
4.5.1力学参数
横梁采用I45b双拼，每根长度为6m，计算跨径为4m，按简支梁进行计算，计算简图如下：
惯性矩：
I=33800cm4；
截面抵抗矩：
W=1500cm3；
截面面积：
A=111.446cm2；
理论重量g=87.485kg/m
腰厚d=13.5mm
半截面面积矩：
S=889.47cm3
4.5.2强度验算
按照钢横梁简化至3个集中荷载进行计算，
其中桥面、纵梁及工字钢恒载为
q=87.485×
2×
10×
10-3=1.75KN/m
集中荷载
P=（6.373×
9+300×
1.2）/3=157.119KN
支座处最大剪力：
Q=3P/2=3×
157.119/2=235.68KN
跨中最大弯矩Mmax=ql²
/8+Mp=1.75×
4²
/8+157.119=160.619KN.m
4.5.3刚度验算
f=fq+fP=0.04+6.02=6.06mm＜[f]=4000/250=16mm满足刚度要求
4.6桥面护栏受力验算
4.6.1力学参数
护栏横杆采用φ48×
3mm钢管，立柱采用I14工字钢，工字钢间距为2m。
根据《公路工程施工安全技术规程》（JTGF90-2015），防护栏杆上杆件任何部位均应能承受1KN的外力，当外力作用在立杆中间时横杆所受弯矩最大，按简支梁进行计算，计算简图如下：
当外力作用在仅靠立柱端头时钢管承受剪力最大，受力简图如下：
φ48×
3mm钢管力学参数如下：
截面面积
I14工字钢力学参数如下：
当外力作用在立杆的最顶端时，立杆受弯矩最大，计算简图如下：
4.6.2强度验算
（1）φ48×
3mm钢管验算
跨中弯矩
跨中切应力：
支点处剪力：
Q=P=1KN
支点处剪应力：
（2）I14工字钢立柱验算
最大弯矩
最大切应力：
I14工字钢与桥面板焊接，对焊缝进行验算：
焊缝处弯矩：
焊缝处最大剪力为：
Q=1KN
焊缝截面惯性矩：
满足承载力要求
5桩基检算
5.1钢管桩承载力验算
根据4.5.2钢管桩受力计算，钢管桩最大荷载为P=235.68KN。
钢管桩截面面积
钢管桩按照受压构件计算
5.2桩基入土深度计算
基础采用Φ529x8mm螺旋焊管，理论重量为103.289kg/m，根据I45a工字钢横梁承载力验算中得钢管桩最大荷载P=235.68KN。
桩基长度按照最大水深5m，入土2m，高于水面4.5m计算，则桩底最大承载力为P=235.68+（5+2+4.5）×
103.289×
10-3=247.56KN
式中[Ra]—单桩轴向受压承载力容许值（KN）；
u—桩身周长（m）；
Ap—桩端截面面积（㎡）；
n—土的层数；
—承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m）；
qik—与li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa）；
qr—桩端处土的承载力容许值（kPa）；
基础采用Φ529x8mm螺旋焊管，桩基按照摩擦桩设计。
桩基周长u=π×
0.529=1.661m，
桩基冲刷线以下为卵石，厚度约2~3m，则摩阻力标准值qik取170kPa。
不计桩尖承载力，则有桩基需入土深度：
L=2×
247.56/（1.661×
1×
170）=1.75m，施工过程中桩基入土深度按照2m控制。
5.3钢管桩自身稳定性验算
钢管壁厚按8mm计算。
I＝π×
0.5294（1-0.5134/0.5294）/64m4=4.441658897×
根据《建筑桩基技术规范》，单桩稳定长度：
为地面以上桩长，取最大值10m，h为地面以下桩长，为2m，所以
=12m。
钢管桩身抗弯刚度：
EI=2.10×
1011N/m2×
4.441658897×
10-4m4=932748.3684N.m2
单桩屈曲临界荷载
＞247.56kN
由以上计算可看出钢管桩满足稳定性要求。
5.4钢管桩抗倾覆性验算
当富屯溪水流量达到4000m3/s时，桥墩钢管横向位移考虑水流冲击影响，流速为2.86m/s。
流水压力：
—流水压力标准值（KN）；
k—形状系数（钢管取0.8）；
A—阻水面积（
），计算至一般冲刷线处；
γ—水的重力密度（kN/
）;
V—设计流速（2.86m/s）；
g—重力加速度（9.8
）
5.5钢管桩水平位移验算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）,用m法计算桩顶位移及地基反力：
5.5.1桩宽和抗弯刚度
计算桩宽为
—桩形状换算系数，圆形端截面
—平行于水平力作用方向的桩间相互影响系数，单排桩
—钢管桩桩径，
E=210×
109N/m2；
I=65192cm4。
5.5.2计算桩土变形系数
非岩石地基水平向抗力系数的比例系数m=50000KN/m4；
∴α=0.871
α·
h=0.871×
1.75=1.52〈2米
α—桩的变形系数，h—桩入土深度
5.5.3计算桩顶处位移
因为α·
h=1.68所以根据《公路桥涵地基与基础设计规范》附表6.7可有：
流水压力
桩顶水平位移
＜10mm满足要求。
6钻孔平台
考虑钢平台钢管桩规格型号、横、纵梁、桥面板及相应剪刀撑等措施与栈桥相同，且钢平台的钢管桩实际跨度小于栈桥的钢管桩跨度，钢平台受力满足要求，不再赘述。
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