跨河施工栈便桥检算书(接桩).doc

1486#1487#施工便桥结构受力检算书一、编制依据1、路桥施工常用数据人民交通出版社2、结构力学求解器 清华大学二、编制说明1、我标段施工管段为渭洛河特大桥（DK782+750.84DK829+193.94）段，全长46.454Km，线路在DK806+804.14处跨越渭河，设计采用7联（48+4-80+48）m连续梁跨越。为了1486#墩、1487#墩顶T构施工，需在1486#1487#墩间设置栈桥一座。2、不考虑人群荷载和温度影响力及其他偶然荷载。三、结构简算桥面宽度设为5m，桥面结构为10mm厚钢板，底部按30cm间距布置工字钢。按50吨重车（罐车运10方砼）计算荷载，横断面轮距1.8米，纵向4米、1.4米。材料性质：I50a工字钢:AI 工字钢截面面积，查表得AI =119cm2IxI 工字钢截面对X轴的惯性矩，查表得IxI =46500cm4WxI 工字钢截面对X轴的抗弯截面模量，查表得WxI =1860cm3q自I工字钢每延米重量，查表得q自I =0.93kN/mE 钢材的弹性模量，取E=210GPaI40a工字钢:AI 工字钢截面面积，查表得AI =86.1cm2IxI 工字钢截面对X轴的惯性矩，查表得IxI =21700cm4WxI 工字钢截面对X轴的抗弯截面模量，查表得WxI =1085cm3q自I工字钢每延米重量，查表得q自I =0.676kN/mE 钢材的弹性模量，取E=210GPa1、12m跨栈桥结构计算：、10mm面板受力验算（按60吨重车计算）：q自=0.785 kN/m，q集中菏载取汽车轮轨最大菏载120kN/2=60kN。结构弯矩图：结构位移图：结构最大位移： (10mm钢板)=2.13/(16667/1000000000) /1000=127.8Mpa=170 Mpa，可行！、纵梁I50a受力验算（按50吨重车计算）：q自=0.934+(7.85*10*0.158*0.01) =1.058kN/m，q集中菏载取汽车轮轨最大菏载100kN,8个轮胎、每个轮胎压两根工字钢。I50a工字钢EA=2.0610811910-4=2451400Kpa EI=2.061084650010-8=95790KN*m2A、车行跨中工况结构弯矩图：结构位移图：剪力图：结构最大位移：=293.8/ (18600/1000000) /1000=157.9Mpa=170 Mpa，可行！f=4.2cm/1200cm=1/286f=1/250，可行！B、车行端头工况结构剪力图：基础反力R取最大值79.95KN2、12m跨栈桥连续结构计算：A、车行跨中工况结构弯矩图：结构剪力图：结构反力图：结构位移图：最大挠度:弯矩及位移均比简支梁跨小，不需验算。基础反力R取最大值110.77KNB、车行端头工况计算模型：弯矩图：剪力图：反力图：弯矩及位移均比简支梁跨小，不需验算。基础反力R取最大值133.43KN3、横梁验算横梁采用I40a工字钢。根据以上计算，可知在连续结构车行端头工况中纵梁I50a传递给横梁的反力最大，R=133.43。上部结构自重按均布荷载计：q自=(1.06+0.936)*12*0.5 =11.976kN/m计算模型：荷载对称中心，横梁弯矩最大。弯矩图：剪力图：反力图： 强度，合格。 刚度 根据结构特点，可以判断杆件2变形最大，跨中挠度合格。4、单根钢管桩承载力检算考虑最大偏载，计算模型如下：反力图：对称跨中基础反力最大值为292.01 KN，最大偏载下基础反力最大为548.2 KN。偏离桥轴线60cm计算，反力图如下：最大反力为420.1 KN。由于现场只有45kw振动锤，偏载必须控制在60cm以内。、50cm钢管桩检算根据设计地质资料可知，淤泥层平均厚度为6m，淤泥层下为中砂。公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）表4.3.2-1中查得极限摩擦阻力分别取25kPa、50kPa。钢管桩为50cm，壁厚5mm螺旋形钢管，考虑锈蚀因素，计算时壁厚按4mm计。1. 强度：合格2. 钢管桩承载力：P=uhp +AR式中：P单桩轴向受压容许承载力(t) u桩的周长(m) h桩的入土深度(m) p桩壁土的平均极限摩阻力(t/m2)桩头承载力不计，则：钢管桩平均总长度 、32.5cm钢管桩检算在既有3排混凝土柱桩上设置32.5cm*6mm钢管桩，内灌C30砼作为基础。设计参数：钢管外径d (mm)325 轴心压力N (KN)420.10 管壁厚度t (mm)6.0 最大弯矩M (KNm)0.00 钢材抗压强度设计值f (N/mm2)200计算长度l (mm)4000钢材屈服强度值fy (N/mm2)235等效弯矩系数m 1.0 混凝土强度等级C30钢材弹性模量Es (N/mm2)2.06E+05混凝土抗压强度标准值fck (N/mm2)20.1混凝土抗压强度设计值fc (N/mm2)14.3 钢管内径d1=d-2t (mm)313组合截面面积Asc=d2/4 (mm2)8.3E+04混凝土截面面积Ac=d12/4 (mm2)7.7E+04钢管截面面积As=Asc-Ac (mm2)6.0E+03组合截面抵抗矩Wsc=Ascd/8 (mm3)3.4E+06含钢率=As/Ac 0.078 套箍系数=fy/fck 0.91 套箍系数0=f/fc 1.09 系数B=7.48310-4fy+0.974 1.150 系数C=-5.18810-3fck+0.0309 -0.073 受压组合强度标准值fysc=(1.212+B+C2)fck (N/mm2)44.2 受压组合强度设计值fsc=(1.212+B0+C2)fc (N/mm2)34.4 受压组合弹性模量Esc=(12.210-4+0.7284/fy)fyscEs (N/mm2)3.94E+04温度折减系数kt 1.000 徐变折减系数kc 1.000 1. 强度：合格。2. 刚度：钢管间设置横向剪刀撑，计算长度取4m。构件长细比，合格。3. 稳定性：轴心受压构件稳定系数=0.906，查钢结构设计规范。合格。5、水流、风荷载验算1、低水位时，栈桥横向位移主要考虑风力影响,风载（横向风力）W=k1k2k3，W0=1.31.01.2126pa=196.56pa。k1=1.3，风载体型系数；k2=1.0，风压高度变化系数；k3=1.2，地形地貌系数；六级风压W1=126Pa。A1=0.5012=6m2。（50号工字钢横向受风面积）A2= 0.56=3m2。（0.5米钢护筒横向受风面积，高度h=6m）P1=196.66=1.18 kN。P2=196.63=0.59 kN。P1 =1.18 kN (集中于桩顶)q2 =0.59/6=0.0983 KN/(均布于桩身) 用图乘法计算桩顶及位移总 =1+2 =5.54 mm2、栈桥全淹没时，栈桥横向位移考虑水流冲击影响，设计流速为3.5m/s。单位面积上的流水压力P1 =k1V2 /2g=1103.52 /(29.8)=6.25KN/m2P2=k2 V2 /2g=0.6103.52 /(29.8)=3.75 KN/m2 式中：V设计流速，V=3.5m/s 水的容重，=10 KN/m3 g重力加速度，g=9.8m/s2k桥墩形状系数，圆端形桥墩为0.6。作用在工字钢上P1=6.256=37.5 kN作用在钢管桩上F2 = A2P2 =33.75=11.25KN用m法计算桩顶位移及地基反力：根据公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85附录6计算。（1）桩宽和抗弯刚度计算桩宽为b1=0.9(0.51.5+0.5)=1.125m ；E=210GPa； I=23817.15 cm4 。（2）计算桩土变形系数m=10000KN/m4；，按弹性桩计算；，按刚性桩计算。5= mb1/EI=0.225；=0.742故可按弹性长桩计算，有1/(3EI)=4.89410-8 ；1/(2EI)=3.6310-8 ；1/(EI) =2.69510-8 （3）计算桩顶处位移因为L4 所以：A0=2.40074；B0=1.59979；C0=1.73218； 所以 HH = A0/(3EI)=11.74810-8 HM =MH=B0/(2EI)=5.80710-8 MM = C0/(EI)=4.66810-8 又 H0=37.5+11.25=48.75 KN M0=37.56+11.253=258.75 KN y0= H0HH + M0HM =20.7510-3 m （地面处位移）0 = H0MH + M0MM=14.9110-3 m （地面处转角）yt=y0+0L0+HtL03/3EI+MtL02/2EI=20.75+89.46+70.1+93.1=273.41 mm（4）检算地基反力h/34(htg/3+C)12/cosh4(htg+C)12/cos式中h/3、h分别为深度等于h/3和h处的水平土压力、C、分别为土的浮重度、粘聚力和内摩擦角取=19，C=33，=17.71、2系数，分别取0.7和0.4h/345.925 KN/m2；h60.183 KN/m2z=mZy0A1-0B1/+M0C1/(2EI)+H0D1/(3EI)/当Z=L/3=2时，Z=Z=1.53；此处的A1=0.9128，B1=1.5535，C1=1.2648，D1=0.6784；1.57=22.67KN/m2h/