二丈水河大桥临时钢便桥计算书.docx
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二丈水河大桥临时钢便桥计算书
唐津高速公路二丈河大桥
临时钢栈桥
计算书
编制：
审核：
审批：
中交第一公路工程局有限公司
二0一二年八月
1概述
1.1设计说明
根据施工现场的具体情况，拟建钢便桥，钢便桥长度为42m，跨径为0.5m+3*6m+5m+3*6m+0.5m。
钢便桥桥面系采用槽20a型钢横向满铺，纵向主梁采用13根I40a型钢，桩基础采用Φ529×7mm钢管桩。
具体布置见下图：
1.2设计依据
1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
2）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）
3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
4）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50—2011）
5）《钢结构计算手册》
1.3技术标准
1）设计荷载：
12m3罐车56t。
2）验算荷载：
12m3混凝土罐车：
自重25T+31T混凝土。
3）河床覆盖层：
淤泥
4）设计行车速度10km/h。
5）便桥采用单行道，行车间距最小12m。
12方砼罐车荷载布置
1.4荷载工况
工况一：
单个车轮在桥面系槽钢跨中（桥面系槽钢抗弯、抗剪计算）
工况二：
单侧后轴车轮沿2根纵向主梁行驶至跨中（纵向主梁抗弯）
工况三：
单排后轴车轮靠外侧桩基位置行驶至桩基顶部。
（纵向主梁抗剪、钢管桩基础承载力）
2结构计算
2.1桥面系槽钢计算
工况一：
车轮宽度50cm，车轮纵向接地面积20cm，桥面槽钢支点净距为36cm，单个车轮受力为100KN,即Q1=100/0.36=277.8KN/m，
荷载布置图
槽20a最大剪应力为τ=50.6MPa<[τ]＝1.3×85＝110.5Mpa
槽20a最大弯应力为σ=179MPa<[σ]＝1.3×145＝188.5Mpa
（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有：
对于临时结构弯曲应力[σ]＝1.3×145＝188.5Mpa，剪应力[τ]＝1.3×85＝110.5Mpa）
挠度
槽20a型钢最大挠度f=0.27mm2.2纵向主梁计算
工况二：
纵向主梁采用I40a型钢，最大跨径为6m。
受力分析考虑单侧车轮压在2根纵向主梁上后轴行驶至跨中为抗弯验算最不利情况，受力模型按2跨连续梁考虑，如下图：
抗弯验算荷载布置图
2根I40a最大弯应力为σ=78.6MPa<[σ]＝1.3×145＝188.5Mpa
工况三：
单侧车轮压在2根纵向主梁上后轴行驶至桩顶为抗剪验算最不利情况，受力模型按2跨连续梁考虑，如下图：
抗剪验算荷载布置图
2根I40a最大剪应力为τ=12.5MPa<[τ]＝1.3×85＝110.5Mpa
挠度
2根I40a最大挠度f=6.1mm最大节点反力为231.2KN
2.3钢管桩基础计算
1）钢管桩强度验算
上部结构单跨自重为93.41KN,单侧车轮在墩顶处最大反力为231.2KN。
钢管桩采用Φ529*7mm钢管桩。
钢管桩河床面以上为3m。
上部结构自重荷载按均布荷载分部在横向分配梁，均布荷载Q=93.41/6=15.6KN/m。
上部自重荷载布置图
罐车作用荷载布置图
钢管桩最大轴向组合应力N=84.6MPa<[N]=1.3×140＝182Mpa
钢管桩最大支反力为416.7KN
2）单根钢管桩最大入土深度
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》
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），本处钢管桩外径周长：
1.66
—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）；
A—桩身截面面积，Φ529×7mm钢管桩A=130.9cm2；
土层摩阻力统计表
序号
土层名称
桩周摩阻力
（kPa）
顶面
（m）
底面高程
（m）
层厚（m）
1
淤泥质土
-3.02
-5.12
2.1
2
粉土
38
-5.12
-14.42
9.3
3
粉质黏土
47
-14.42
-23.52
9.1
由512.5kN＝1/1.45×【1.66×（38×9.3+47×2）】>416.7KN
计算得：
Lx=2.1+9.3+2=13.4m，桩基打入粉质粘土深度为2m满足受力要求。
此处钢管桩入土深度根据主桥桩位处地质报告取值计算所得，现场实际地质情况可能与主桥桩位地质报告有差异。
钢管桩打入深度也可根据现场施工时贯入度控制。
3计算结论
经分析计算，钢栈桥各主要受力构件强度和刚度均满足临时钢结构施工设计规范要求。
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