钢便桥计算书太阳河大桥.docx
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钢便桥计算书太阳河大桥
太阳河大道桥梁工程
临
时
便
桥
计
算
书
太平洋第十建设集团
太阳河大道工程项目经理部
二○一六年六月
4.1.2、承载力检算
4.2.4、承载力验算
4.4、钢管桩桩长计算
4.4.1钢管桩最大荷载计算
4.4.2入土深度计算
4.4.3承载力验算
太阳河大桥、太阳湖大桥临时钢便桥计算书
1、编制依据及规范标准
1.1、编制依据
（1）、中标通知书（协议书）
（2）、现行施工设计标准
（3）、施工栈桥方案图
（4）、现行施工安全技术标准
（5）现场踏勘及测量资料、施工调查资料
1.2、规范标准
（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（JTGD63-2007）
（3）公路桥涵施工技术规范（JTGTF50-2011）
（4）公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）
（5）、起重设备安装工程施工及验收规范（GB50278-2010）
（6）、路桥施工计算手册
2、主要技术标准及设计说明
2.1主要技术标准
桥面宽度：
7.0m
振动锤：
60型
设计荷载：
公路—Ⅰ级汽车荷载
桥跨布置：
1.5+（12m*4+3m）+（12m*3+3m）*2
+（12*3+6）+1.5m
便桥全长：
175m
2.2设计说明
太阳河大桥施工便桥设计荷载主要考虑结构自重，公路—Ⅰ级汽车荷载，设计长度175m。
现将各部分结构详述如下：
CllPPF2。
2.2.1、桥面板
整座便桥桥面板材料为6mm防滑钢板+15cm厚C30钢筋混凝土桥面板，桥面钢板与贝雷梁之间进行螺栓连接并坐砂浆，保证栓接质量。
Hdvz8t9。
2.2.2、主梁
采用（三排单层+双排单层+三排单层）321贝雷片（3榀8片）作为主梁，中间双排单层贝雷梁与两边三排单层贝雷梁横向间距均为70㎝，每榀贝雷梁顶面横向采用支撑架（90㎝）联结，贝雷片下部两侧采用U形扣固定于桩顶分配梁上。
0QFcETs。
2.2.3、桩顶分配梁
便桥每个钢管支墩顶贝雷片主梁支承在2根I36b工字钢横向分配梁上；桩顶设置1000*1000*10mm钢垫板桩头，分配梁居中并与桩头焊接，保证分配梁的稳定性。
I36b型工字钢（双拼）下横梁每根长度为700㎝4qDMiYX。
2.2.4、基础
2.2.4.1、桥台基础
桥台处于大堤位置，地基进行简单处理。
栈桥两端与大堤顺接，两端填土并做浆砌石防护。
2.2.4.2、桥墩基础（钢管桩）
桥墩基础采用Φ820×10mm钢管桩，每排墩设置两根钢管桩；制动墩采用两排四根Φ630×8mm钢管桩，两排钢管桩纵向距离3m，钢管桩横向间距4m。
钢管桩间采用[20工字钢焊成剪刀撑连接，钢管桩桩头与分配梁间焊接牢固。
LBxAU0q。
2.2.5、附属结构
便桥栏杆采用Φ48×3.5mm钢管，立杆间距为2m，设两排横杆。
3、荷载计算
3.1、活载计算
本便桥主要供混凝土罐车、各种施工机械设备及项目部车辆等通行，使用荷载大于便桥施工阶段50t履带吊车荷载，因而本便桥荷载按公路—Ⅰ级汽车荷载检算，则活载为：
skJdKIX。
公路—Ⅰ级汽车荷载：
G=550kN。
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）相关规定，公路-Ⅰ级汽车荷载为550kN。
汽车轴重：
p前=30KN，P中=2×120KN，P后=2×140KN，轴距：
3.0m+1.4m+7m+1.4m。
HP6J1Mw。
3.2、恒载计算
便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，见下表1：
序号
结构名称
荷载集度（kN/m）
备注
1
桥面板
3.3+26.25=29.55
纵向
2
桥面板（纵向0.6m）
0.28+2.25=2.53
横向
3
贝雷片主梁
1.05*8=8.4
纵向
4、结构计算
便桥结构横断面如下图，根据从上到下的原则依次计算如下：
便桥横断面图单位：
厘米
4.1、桥面板计算
桥面板为现浇叠合板，轮触地长度30cm，传递到桥面板下层防滑板长度为60cm。
桥面板计算模拟横向跨越两片贝雷梁的简支梁进行计算，梁长0.9m、梁宽0.6m、梁高0.156m。
4.1.1、荷载计算
在公路—Ⅰ级汽车荷载作用下，最大作用力为后轮单轮70kN集中荷载，梁自重取0.9*0.6*0.156范围钢板及混凝土重力之和，为2.53kN/m。
xknbr9n。
4.1.2、力学模型及计算
以一跨简支梁进行计算，最大荷载为70KN，模型如下：
挠度曲线：
经计算：
受拉区总拉力为：
F实际=1/2*6.6*0.15/2*0.6=149kN
混凝土不受拉，全部由钢板承担Ϭ=149/0.6/0.006=41.39MPa
Qmax=36.14kNτmax=3/2*36.14/0.15/0.6=602kPa
4.1.3承载力验算
a、强度检算
Ϭ=41.39MPaτmax=602kPa<[τ]=85MPa合格；
b、刚度检算
fmax=0.2mm<900/400=2.25mm合格。
gyXTUiD。
4.2、主梁计算
主梁8片1500mm×3000mm单层贝雷片，采用（三排单层+双排单层+三排单层）321贝雷片（3榀8片）形式，中间双排单层贝雷梁与两边三排单层贝雷梁横向间距均为70㎝，每榀贝雷梁顶面横向采用支撑架（90㎝）联结，贝雷片下部两侧采用U形扣固定于桩顶分配梁上。
主梁按单孔一辆公路—Ⅰ级汽车荷载，按中跨简支梁检算。
5FL2J56。
4.2.1、荷载计算
钢便桥主梁以上恒载为桥面板自重，其荷载大小为：
q总=29.55kN/m，每片主梁分配1/8荷载，即q分=3.69kN/m。
公路-Ⅰ级汽车自重荷载：
轴距：
3.0m+1.4m+7m+1.4m。
按单片梁最高分配系数0.4倍单边荷载考虑，即P前=30/2*0.4=6kNP中=120/2*0.4=24kNP后=140/2*0.4=28kN，传递到贝雷梁顶可按P前=6/0.6=10kN/mP中=24/0.6=40kN/mP后=28/0.6=46.7kN/m的均布荷载计算。
XgY3YhG。
4.2.2、材料力学性能指标
150cm×300cm单层贝雷片：
[N]弦杆=563kN[N]斜弦杆=171kN[N]竖杆=212kN[τ]=85MPay3DQS4m。
4.2.3、钢便桥最不利受力力学模型
在只允许单辆车通过的情况下，由于一跨长度只有12米，所以当第二排车轮位于墩顶时为贝雷梁最不利受力情况。
计算模型如下：
4ppJ91L。
由结构力学求解器得
轴力图如下:
最大轴力N弦杆=132.6kNN斜弦杆=-59kNN竖杆=-122.86kN
剪力图如下：
最大剪力Q=19.47kN
变形曲线：
最大下挠值为fmax=-7.1mm。
4.2.4、承载力验算：
a、强度检算
最大轴力N弦杆=132.6kN<[N]弦杆=563kN
N斜弦杆=-59kN<[N]斜弦杆=-171kN
N竖杆=-122.86kN<[N]竖杆=212kN，合格；
最大剪力Q=19.47kN
τ=2*19.47/25.48*10-4
=15.3MPa<[τ]=85MPa，合格；
b、刚度检算
fmax=7.1mm<12000/400=30mm，合格。
4.3、桩顶分配梁计算
桩顶分配梁采用双拼I36b工字钢，桩顶分配梁与贝雷片主梁用自制“U”型卡连接牢固，桩顶分配梁与桩头焊接牢固。
UnHTm31。
4.3.1、荷载计算
荷载为贝雷片下分配梁支反力作为集中力，最大F=150.85kN。
其它三个为F=（150.85-3.69*12-1.05*12）/0.4*0.2+（3.69+1.05）*12=103.865kN，另四片梁以分配梁跨中点对称分布。
cRbWiMN。
双拼I36b分配梁自重：
g=0.656*7*2=9.184kN
4.3.2、材料力学性能参数及指标
I36b工字钢：
I=16530cm4
W=919cm3
A=83.5cm2b=1.2cmh=33cm
EI=2.1*1011*1.653*10-4=3.471*107Nm2
g=65.6kg/m
4.3.3、力学模型
弯矩图
下缘应力图
剪力图
变形曲线
4.3.4、承载力检算
由图可知：
下缘应力
Ϭmax=113.6MPa
τmax=257.39/（2*1.2*33*10-4）=32.5MPa
a、强度检算
Ϭmax=113.6MPaτmax=32.5MPa<[τ]=85MPa合格；
b、刚度检算
fmax=5.1mm<4000/400=10mm，合格。
fnac600。
4.4、钢管桩桩长计算
桥墩基础采用Φ820×10mm钢管桩，每个墩2根，制动墩采用4根Φ630×8mm钢管桩。
桩的外露高度取14m计，地基土为砂性土，摩阻力取20Kp，摩擦影响系数取0.8。
uFBKQzv。
4.4.1、钢管桩最大荷载计算
在只允许单辆车通过情况下，钢管桩最不利受力计算模型如下：
由结构力学求解器求得
剪力图如下：
则桩顶分配梁对贝雷梁最大支反力为：
Fmax=76.11+74.74=150.85kN
一排墩的最大荷载为：
F支=（150.85-3.69*12-1.05*12）/0.4*2+29.55*12+1.05*8*12fEZ8l1L。
=925.25kN
一根钢管桩需要提供的支撑力为：
F支/2=462.625kN，故取单桩承载力为462.625kN。
制动墩F支=925.25+115.2（墩顶恒载）=1040.45kN，单桩支承力为F支/4=260.11kN。
cd8Lqk2。
桩长计算公式为：
4.4.2、入土深度计算
Φ820×10mm钢管桩入土深度计算：
桩端承载力计算如下：
qpk按规范列表取值1500kPa，则桩端Qpk=0.8*1500*PI（）*（0.82/2）^2=633.4kN 取2倍安全系数后桩端0.5Qpk=317kN，由于桩端承载力值有较大的不确定性，计算考虑将这部分抗力作为安全储备。
JivIZHs。
摩擦桩，桩截面周长2.575m，侧摩阻系数20kPa。
入土深度（m）
1
2
3
4
5
6
7
承载力（kN）
342.75
368.5
394.25
420
445.75
471.5
497.25
经计算得出桩的入土深度与承载力之间的关系见上表。
由计算结果得出桩的入土深度为6m。
考虑到桩的外露长度及河床水深及淤泥厚度，因此钢管桩的长度20m满足要求。
KBzNY28。
Φ630×8mm钢管桩入土深度计算：
桩端承载力计算如下：
qpk按规范列表取值1500kPa，则桩端Qpk=0.8*1500*PI（）*（0.63/2）^2=373.9kN 取2倍安全系数后桩端0.5Qpk=186.9kN，由于桩端承载力值有较大的不确定性，计算考虑将这部分抗力作为安全储备。
b4wtHpS。
摩擦桩，桩截面周长1.978m，侧摩阻系数20kPa。
入土深度（m）
1
2
3
4
5
承载力（kN）
206.68
226.46
246.24
266.02
285.8
经计算得出桩的入土深度与承载力之间的关系见上表。
由计算结果得出桩的入土深度为4m。
考虑到桩的外露长度及河床水深及淤泥厚度，因此钢管桩的长度18m满足要求。
UARudQ4。
4.4.3、承载力检算
a、强度检算
Φ820×10mm钢管桩σ=P/A=462.625*103/2.575*10-2
=17.97MPa≤[σ]=145MPa,合格。
Φ630×8mm钢管桩σ=P/A=260.11*103/1.583*10-2
=16.43MPa≤[σ]=145MPa,合格。
b、稳定性检算
自由长度
按14.0m计，
Φ820×10mm钢管桩λ1=l0/i=14/0.29=48.3
Φ630×8mm钢管桩λ2=l0/i=14/0.22=63.6。
查《钢结构设计规范》（GB50017-2003），使用内插法得
φ1=0.892，φ2=0.809。
[P]1=ΦA[σ]=0.892*2.575*10-2*145*103
=3330.5KN≥P=462.625KN，合格。
[P]2=ΦA[σ]=0.809*1.583*10-2*145*103
=1856.9KN≥P=260.11KN，合格。
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