1、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1.31.4见公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015);本方案取容许应力法计算时的最小安全储备系数K=1.01.25(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8m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
2、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 =20062/6=1200mm3 惯性矩6/12=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4.3 I20a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
3、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8m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=146.4510-4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=ql/8+M汽=6
4、.37392/8+(22.2+255.6+171.6)1.151.2 =684.7KN.mM=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+XB1.2=6.3739/2+(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=625050010-8=150.310-4m4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
5、算书中分别为, f1=601030.74(392-40.742)/(48206109150300010-8)=71.9510-6m f2=1204.264.262)/(4810-8)=5.8610-4m f3=1202.862.862)/(4810-8)=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)10-31.2=1.74mm=9000/600=15mm 满足刚度要求4.5 I45b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
6、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=889.47cm34.5.2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=87.48521010-3=1.75KN/m集中荷载P=(6.3739+3001.2)/3=157.119KN支座处最大剪力:Q=3P/2=3157.119/2=235.68KN跨中最大弯矩Mmax=ql/8+Mp=1.754/8+157.119=160.619KN.m4.5.3刚度验算f=fq+fP=0.04+6.02=6.0
7、6mmf=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483mm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(JTG F90-2015),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:483mm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)483mm钢管验算跨中弯矩 跨中切应力:支点处剪力:Q=P=1K
8、N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529x8mm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)103.28
9、910-3=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529x8mm螺旋焊管,桩基按照摩擦桩设计。桩基周长u=0.529=1.661 m,桩基冲刷线以下为卵石,厚度约23m,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=2247.56/(1.6611170)=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。
10、I0.5294(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=2.101011N/m24.44165889710-4m4=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;水的重力
11、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(JTG D63-2007),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=210109 N/m2; I=65192 cm4 。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; =0.871h=0.871 1.75=1.522米桩的变形系数,h桩入土深度5.5.3计算桩顶处位移因为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。
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1