钢便桥计算说明书.docx

1、钢便桥计算说明书77省道延伸线龙湾至洞头疏港公路工程第1施工标段临时栈桥计算说明书浙江省交通工程建设集团有限公司2011年3月22日77省道延伸线龙湾至洞头疏港公路工程第1施工标段临时栈桥计算说明书1 概述 1.1 设计说明根据施工现场的具体地质情况、水文情况、气候情况及两阶段施工设计图纸等，拟建栈桥长约2384.2m，便桥宽度为6米。栈桥两侧设栏杆，下部结构采用钢管桩基础，上部结构采用贝雷和型钢的组合结构。栈桥的结构形式为横向七排单层贝雷桁架，桁架间距分0.9m，共27联，标准跨径为15m，每6跨（90m）形成一联每联设置宽度为0.2m的伸缩缝。栈桥桥面系采用定型桥面板，面系分配横梁为I22

2、a，间距为75cm；基础采用6308mm钢管桩，为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采用20号槽钢连接成整体。栈桥各墩基础布置结构形式如下图：1.2 设计依据1）公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）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 （JTJ0412000）5）海港水文规范 （JTJ213-98）6）装配式公路钢桥多用途使用手册7）钢结构计算手册8）两阶段施工设计图纸1.3技术标准1）桥面设计顶标高为7.0米。2）设计荷载：50t汽车双车道布置、履-50（最大吊重按20t考虑）

3、、12m3罐车56t。3）验算荷载：（1）12m3混凝土罐车：自重25T+31T混凝土。（2）50T履带吊机：50T（自重）+20T（吊重）=70T，履带接地尺寸5.88m0.76m。（3）后八轮汽车：自重20T+30T（车载重量）（4）横向风荷载:风荷载取玉环县坎门10年一遇风荷载值为：Vd34m/s5）河床高程为-3m左右，详见地质勘察报告。6）河床覆盖层：淤泥7）设计行车速度15km/h。后八轮汽车荷载布置履带吊车荷载布置1.4自重荷载统计 1）栈桥面层：8mm厚钢板，单位面积重62.8kg，则4.08kN/m。2）面板加劲肋工12.6,单位重14.21kg/m，则0.14kN/m，间距

4、0.24m 。3）横向分配梁：I22a，0.33kN/m ，2.145kN/根，间距0.75m。4）纵向主梁：321型贝雷梁，7.77 KN/m。5）桩顶分配主梁：2I36a，1.2kN/m ，7.2KN/根。1.5 荷载工况工况一：履带吊在栈桥15m跨中吊便桥重物 工况二：履带吊在栈桥15m跨桩顶上部吊便桥重物工况三：两辆汽车同时行驶至15m栈桥跨跨中工况四：罐车行驶至栈桥15m跨跨中1.6荷载组合：1）组合一：自重荷载+横向风荷载2）组合二：自重荷载+履带吊荷载+横向风荷载3）组合三：自重荷载+汽车荷载+汽车制动力4）组合四：自重荷载+罐车荷载+汽车制动力根据荷载组合，对单跨15m便桥整体

5、分析，整体模型如下图：2 荷载计算2.1风载：1）钢管桩横桥向风压计算=1*0.9*1*70(0.01KN/m2)*3.15=1.98KN（?630*8mm钢管桩）2）贝雷梁横向风压计算=0.9*1.44*1*70(0.01KN/m2)*1.17=1.06KN式中：Fwh：横向风荷载标准值（KN）；Wd：设计基准风压（KN/m2），公式为=70(0.01KN/m2)Awh：横向迎风面积（m2），此处?630*8mm钢管桩取Awh3.15m2单片贝雷梁取Awh=1.17m2Vd：设计高度Z的风速（m/s），此处取Vd34m/s；(玉环县坎门地区10年一遇风速)Z：距水面的高度（m），此处Z5m；

6、：空气重力密度（KN/ m3），；k0：设计风速重现期换算系数，此处取k00.9；k1：风载阻力系数，此处钢管桩取k10.9；单片贝雷梁取k11.44k3：地形、地理条件系数，此处取k31.00；g：重力加速度，g10m/s2。受力模型：横向风荷载方向考虑与履带吊偏载方向相同。2.2 汽车制动力：根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)查得，汽车制动力为汽车荷载重力的10，栈桥设计时速为15km/h，此处取水平制动力为56KN，则作用在每联每根桩的力为3.29KN。受力模型：2.3 12方罐车行驶至便桥跨中：罐车后轮单轮受力在分配梁上均布荷载为：q=22020.5=220KN/m罐

7、车前轮单轮受力在分配梁上均布荷载为：q=12020.5=120KN/m受力模型：2.4 双车道汽车荷载布置在跨中：汽车后轮单轮受力在分配梁上均布荷载为：q=20020.5=200KN/m汽车前轮单轮受力在分配梁上均布荷载为：q=10020.5=100KN/m受力模型如下2.5 履带吊在栈桥15m跨跨中吊重物：履带吊在15m跨跨中吊侧面平台重物考虑单边履带受力，荷载分布在8根分配了上每根分配梁均布荷载：q=70070.76=131.6KN/m受力模型如下:2.6 履带吊在栈桥15m跨桩顶吊重物：履带吊在15m跨桩顶吊侧面平台重物考虑单边履带受力，荷载分布在8根分配了上每根分配梁均布荷载：q=70

8、070.76=131.6KN/m受力模型如下:3 上部结构内力计算 3.1 I22横向分配梁内力计算 荷载组合二作用最大应力荷载组合三作用最大应力荷载组合四作用最大应力横向分配梁最大弯矩M=35.9 kNm,最大剪力Q=83.2KN选用I22a,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：Wx=309cm3,A=42cm2,Ix/Sx=19.13cm(Ix=3400cm4，Sx=177.7cm3)，b=0.75cm。=M/W=35.9kNm /309cm3103=116.2MPa1.3 1.3横向分配梁满足设计要求3.2 321型贝雷梁内力验算 荷载组合二，履带吊15m跨中吊平台重物时应力图：组合二

9、15m跨中作用上下弦杆最大轴力：530.7KN组合二15m跨中作用立杆最大轴力：113.2KN组合二15m跨中作用斜杆最大轴力：138.6KN 荷载组合三，双车道汽车作用时应力图：组合三作用上下弦杆最大轴力：461.3KN组合三作用立杆最大轴力：71.4KN组合三作用斜杆最大轴力：112.7KN 荷载组合四，罐车作用时应力图：组合三作用上下弦杆最大轴力：337.8KN组合三作用立杆最大轴力：61.9KN组合四作用斜杆最大轴力：84.9KN贝雷梁内力计算：弦杆为210型钢，槽10型钢截面特性：A=12.7cm2 Ix=198cm4 Wx=39.7cm3 ix=3.95cm b=0.53cm弦杆实

10、际采用有效断面系数R=0.809，弦杆容许承受杆为N=RAOP=0.809*2*12.7*1.3*2100=563KN贝雷梁弦杆荷载作用最大应力为N=530.7KNN=563KN斜杆为I8型钢，截面特性：A=9.53cm2 Ix=99KN.m Wx=24.8cm3 ix=3.95cm Iy=12.8cm4 Wy=4.9cm3 iy=1.18cm斜杆长度l0=89cm 长细比= l0/iy=89/1.18=75.4查表得=0.66N= A =0.66*9.52*1.3*2100=171KN贝雷梁斜杆荷载作用最大应力为N=138.6KNN=171KN立杆为I8型钢，截面特性：A=9.53cm2 I

11、x=99KN.m Wx=24.8cm3 ix=3.95cm Iy=12.8cm4 Wy=4.9cm3 iy=1.18cm立杆长度l0=63cm 长细比= l0/iy=63/1.18=53.4查表得=0.818N= A =0.818*9.52*1.3*2100=212.6KN贝雷梁立杆荷载作用最大应力为N=113.2KNN=212.6KN贝雷梁组合二荷载作用最大挠度：组合二15m跨荷载作用下最大挠度f=0.0338m贝雷梁组合三荷载作用最大挠度：组合三荷载作用下最大挠度f=0.032m贝雷梁组合四荷载作用最大挠度：组合四荷载作用下最大挠度f=0.023m3.3 承重梁内力计算：组合二履带吊在桩顶

12、偏载吊重物时，单排桩基础承重梁应力最大，最大应力为：（最大弯矩M=155.5KN，最大剪力Q=317.4KN）（最大弯矩M=155.5KN，最大剪力Q=317.4KN）2I36a, W=2875cm3=1750 cm3，I/S=30.7(I=15760cm4，S=508.8cm3)，b=1.022 cm。=M/W=164.5 kNm /1750 cm3=94MPa1.31.3组合四罐车行驶至桩顶位置时，双排桩基础承重梁应力最大，最大应力为：（最大弯矩M=230.1KN，最大剪力Q=387.1KN）双排桩基础横向承重梁（最大弯矩M=230.1KN，最大剪力Q=387.1KN）双排桩基础纵向承重梁

13、（最大弯矩M=199.8KN，最大剪力Q=231.8KN）2I36a, W=2875cm3=1750 cm3，I/S=30.7(I=15760cm4，S=508.8cm3)，b=1.022 cm。=M/W=230.1 kNm /1750 cm3=131.5MPa1.31.3满足强度要求。 3.4 钢管桩基础验 荷载组合二履带吊在桩顶偏载作用下最大应力（M=22.7KN.M Q=3.1KN）最大轴力N=524.9KN 、栈桥桩基稳定性计算荷载及边界条件荷载条件1).涌潮压力根据瓯江的涌潮，结合现场情况，涌潮（破碎波）压力取9kN/ m2，则栈桥钢管桩（D630）最大潮压为90.63=5.67kN/m。