栈桥验算.docx

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栈桥验算

栈桥及钻孔平台结构验算书

一、贝雷纵梁验算

栈桥总宽6m，栈桥结构自上而下分别为：

φ500×8mm钢管桩，28b型工字钢横梁，贝雷架梁、25b型钢工字钢分配横梁（间距0.40m）、桥面为10mm钢板。

单片贝雷梁：

I=250497.2cm4，E=2×1010Mpa，W=3578.5cm3

[M]=788.2kn·m，[Q]=245.2kN；

则4EI=2004×106kN·m

（一）荷载的布置

1.上部结构恒载（按6m宽度计）

（1）面层钢板：

6×6×62.8=2260.8kg

（2）贝雷架287×4=1148kg;[M]=3152.8kN·m[Q]=980.8KN

（3）I27.5分配梁：

42.8×6=256.8kg

（4）I32.5枕梁：

52.7×6=316.2kg

（5）砼输送排污,行人堆放材料：

（70+80+50+250）×10=4.5kN

2.活载

（1）汽-20级

（2）汽车起重机

（3）人群不计

考虑栈桥实际情况同方向车辆间距大于15m，即一跨内同方向半幅桥内最多只布一辆中车。

（二）上部结构内力计算

1.贝雷梁内力计算：

（1）一辆汽车汽-20级重车（布置在跨中，按简支计算）

对B点取距，由∑Mb=0；

RA=（120×2.3+120×3.7）/6=120kN

M中=（120×3-120×0.7）=276kN·m

f1=pal2（3-4a2/l2）/（24EI）=120×1000×62×2.3（3-4×2.32/62）/（6×4EI）=0.2cm

R1=R2=pb/l=120×5.3/6=106kN

R3=pb/l=60×2/6=20kN

RA=R1+R2+R3=232kN

起重吊车：

满载重为60t，600kN则：

对B点取距：

荷载分布如图

RA=（270×2.3+270×3.7）/6=270kN

M中=（270×3-270×0.7）=891kN·m

f1=pal2（3-4a2/l2）/（24EI）=0.448cm

R1=R2=pb/l=238kN

R3=pb/l=60×2/6=20kN

RA=R1+R2+R3=848.6kN

（3）恒载

按等跨简支梁计算，根据桥涵手册得：

计算得：

q=39.8kN·m

支点：

Mmax=0

Rmax=1/2QL=2/39.8×6=238KN

跨中:

Mmax=QL2/8=134.1kN·m

Rmax=0

fmax=0.664×39.8×64/（100×EI）=0.063cm

（4）恒载+汽-20组合：

Mmax=134.1+1.2×1.15×276

=514.98kN·m≤[M]=3152.8kN·m

Rmax=489+1.2×1.15×120=641.6Kn≤[Q]=980.8Kn

f=0.0663+1.1×1.2×0.2=0.32036cm≤600/250=2.4cm

（5）恒载+起重吊车组合：

Mmax=134.1+1.2×1.15×891

=1363.68kN·m≤[M]=3152.8kN·m

Rmax=489+1.2×1.15×270=879.6Kn≤[Q]=980.8Kn

f=0.0663+1.1×1.2×0.448=0.658cm≤600/250=2.4cm

（二）横向梁分配梁验算：

（按60t吊车验算）

计算跨径l=6.0m，采用28b型工字钢。

E=2×105,I=7480cm4，WX=534cm3，

[σ]=188.5Kpa;[τ]=85MPa

SX=309.09;荷载分布如图：

RA=135kN；M中=135×1.75=236.5kN·m

σmax=Mmax/WX=147.5KPa≤1.3[σ]=188.5KPa

τ=QSX/（IXt）=50.26≤[τ]=85MPa

f1=pal2（3-4a2/l2）/（24EI）

=135×62（3-4×1.752/62）×1.75/（24

×2.0×1011×7480×10-8）

=6.3mm≤600/250=2.4mm

（三）墩顶横梁计算：

每榀贝雷量横梁荷载为848.6/2=424.3kN；计算跨径为L=4.50M,采用320型工字钢,：

E=2×105,I=11075.525cm4，

WX=692.202cm3，iX=12.84mm；SX=309.09;

荷载分布如图：

R=P/2=217.15kN,

Q=R/2=108.575kN,

M=PL/4=381.87kN·m

σ=Mmax/Wx=381.87×1000/（4×692.202）

=137.92≤145×1.3=188.5Mpa

τ=QSX/（IXt）=31.38≤[τ]=85MPa

f1=pl3/（48EI）

=0.36mm≤450/250=1.8mm

（四）钢管桩验算：

（1）承载力简算：

考虑2.0的安全系数：

单根钢管桩的承载力：

F=848.6/4=212.15Kn

钢管桩的入土深度:

H=212.15×2/（0.6×3.14×12）=18.8m

最长的钢管桩（5#墩）的长:

H=4.63+1.5+18.8=24.93

（2）钢管桩稳定性简算：

（考虑到所有钢管为旧钢管，壁厚按5mm计算）

I=3.14×0.64（1-594/604）/64=4.134×10-4m4

单桩的稳定长度LP=1.0（I0+H）=24.2m

I0为地面以上桩长取最大值5.4m

钢管桩身抗弯刚度：

EI=2.0×1011×4.134×10-4/1000=82680kN·m2

单桩的屈曲临界荷载：

Pcr=∏2×EI/LP2=1393.38kN

有以上计算可得出钢管桩满足稳定性要求！

二、工作平台的验算：

平台宽：

6.0m，每个平台长18m，结构组合：

直径500mm钢管桩，I50a工字钢纵梁，I28a横梁，10mm钢板面层。

恒载：

10mm钢板面层:

6×18×62.8=6782.4kg；

I50梁：

3×18×106.316=5741.064kg；

I28a横梁36×6×43.492=9394.292kg；

砼输送管：

3/18.5=0.17kN/m

合计：

61.75kN/m

活载：

钻孔振动气锤：

20t，

人群荷载不计；

（一）、上部结构内力计算：

（1）I50纵梁内力的计算：

E=2×105,I=46500cm4，

WX=1860cm3，iX=19.7mm；SX=1086.4cm2

活载计算

钻孔振动气锤：

考虑气锤的冲击去安全系数1.2，（荷载布置图如下）跨中布置：

240

8A8B8

P=20×10×1.2=240kN

对B点取距，由∑MB=0,得：

RA=（240×3）/6=120Kn;

MA=120×4=480kN/m

f1=pal2（3-4a2/l2）/（24EI）=1.68mm；

布置在梁支点上：

（荷载布置图如下）：

240

8A8B

RA=P=240Kn;

MA=0;

恒载计算：

q=61.75kN/m；

跨中：

Mmax=1/8ql2=494kN·m

fmax=0.644ql2/（100EI）=0.37mm；

支点：

Mmax=0.3125ql2=1235kN；

Rmax=0.167ql=82.5kN;

荷载组合：

恒载+钻孔振动气锤：

M总=1235+480=1715kN·m

Qmax=240+82.5=322.5kN

σ=Mmax/Wx=1715/（508.2×2）

=168.7MPa＜1.3[σ]=188.5MPa

f=1.2×1.15×1.68+0.37=2.688mm＜L/250=3.2mm

τ=QSX/IX=322.5×1086.45/46500×19.7

=38.3MPa＜[τ]=85MPa

（2）横梁的验算：

计算跨径为4.5m的I28a工字钢，E=2×105

I=11075.525cm4，WX=692.202cm3，iX=12.84mm；

SX=309.09cm2;

荷载分布图如下：

240

2.252.25

R=100Kn

M=120×2.25=270kN·m

σ=Mmax/Wx=270/508.2=53.15MPa＜1.3[σ]=188.5MPa

τ=QSX/IX=120×293.8/（7110×11.3）

=56.3MPa＜[τ]=85MPa

（二）钢管桩的验算：

（1）承载力检算:

单根钢管桩的承载力：

F=322.5/2=161.25

钢管桩的入土深度：

H=2×161.25×（0.6×3.14×12）=14.26m

（2）钢管桩稳定性检算：