巴曹施工栈桥受力计算书.doc

苍南县龙港新城巴曹大桥工程 巴曹项目部便桥设计方案苍南县龙港新城巴曹大桥工程施工钢栈桥及平台计算书 编制： 审核： 批准： 中铁一局集团桥梁工程有限公司目 录一、设计说明11.荷载分析及设计参数1 1.2结构自重1 1.3活载2二、便桥结构检算21.荷载分析2 2.桥面板22a简算22.纵向分配梁I36a组合截面42.I25a工字钢计算63.贝雷梁检算84.横担梁计算94.钢管桩验算11三、施工注意事项19一、设计说明便桥总宽6m，总长度为60m。计算最大跨径为12m，便桥基础为直径80010mm钢管桩，横担梁采用I40b工字，上部结构为单层双排贝雷梁间距90cm。，间距为75cm，桥面系采用22a槽钢倒扣在分配梁上，间距25cm，栈桥横向方向共设25根。1.荷载分析及设计参数1.1设计参数安全系数：1.2 冲击系数：1.4，钢材弹性模量取： 2.1105MPa。 16Mn： =215MPa =125MPa。贝雷梁：每片标准270kg 1.2结构自重（1）22a槽钢，栈桥横向分部25根，则一跨（12m）总重：Q1=24.99251210/1000=74.97KN（2）I25a工字钢，则一跨（12m）总重：Q2=38.0817610/1000=38.84KN（3）贝雷梁：每片标准270kg，单层双排三列，则一跨（12m）贝雷梁总重：Q3=2706410/1000=64.8KN1.3活载（1）汽-20级（2）8m3混凝土搅拌运输车（满载）：车重15t，8m3混凝土20t（前后轮距简化为4m+1.4m，左右轮距为1.8m计算）（3）履带吊：车重50t，履带长4.33m，宽0.76m，车宽4m。（4）人群：不计二、便桥结构检算1.荷载分析第一跨不设贝雷梁，所以采取单独计算，第一跨结构为桥面板采取横向铺设22a槽钢，槽钢间距25cm，长6m；纵向分配梁采取双拼I36a的组合截面，长9m，间距67cm，主横梁采取双拼I40b组合截面，长9m。 2.桥面板22a简算履带吊的荷载50t，宽0.76m，长4.33m，分布在18根槽钢上，面荷载为75.97KN/m2，取1根建立简支梁模型，将履带宽度范围的面荷载简化为均布荷载，则均布荷载为75.97*0.22=16.71K/m。E=2.0105Mpa，I=157.8cm4，W=28.2cm3，A0=31.84cm2,t=11.5mm,荷载模型：荷载设计值：均布荷载q=1.2*16.71*1.4=28.08KN/m,采用etool计算分析最大应力为：1.6*106/28.2*103=56.73MPa=215MPa挠度计算：f=0.2mm0.68/250=2.7mm,27.1KN*31cm/10mm=0.84MPa125MPa符合要求。2.纵向分配梁I36a组合截面履带吊荷载经桥面板分配传递到纵向分配梁上，纵向分配梁共布置12根，取一根纵向分配梁分析，分配梁承受上部槽钢重力、履带吊重量及自重，其中槽钢荷载与自重为均布荷载，分部长度12m；履带吊荷载为均布荷载，荷载分部长度4.33m，取跨中荷载为最不利位置简算，计算跨度10m，建立简支梁模型。22a槽钢，栈桥横向分部48根，每根I36a承受均布荷载为：q1=24.9948610/1000/10/12=0.59KN/mI36a自重荷载q2=6010/1000=0.6KN/m履带吊荷载q3=25*10/4.33/12=4.81KN/m荷载设计值为：q=1.2*（0.59+0.6）=1.428kN/mq=1.4*57.73=6.74kN/m荷载模型：I36a工字钢截面系数：E=2.0105Mpa，I=15796cm4，W=878cm3，A0=76.4cm2，I/S=31cm最大应力75*1000/878=85.42MPa=215MPa挠度计算：f=11.2mm10000/250=40mm27.1KN*31cm/10mm=0.84MPa125MPa2.I25a工字钢计算I25a工字钢间距为75cm，长为6m，下部由贝雷梁片组成，间距90cm，取计算跨度为90cm，承受荷载为履带吊、槽钢荷载及自重荷载。最不利荷载为履带吊横放跨中，此时有5根I25a承受履带吊一条履带荷载并承受槽钢荷载，计算模型如下：I25a工字钢截面系数：E=2.0105Mpa，I=5017cm4，W=401cm3，A0=48.5cm2,I/S=21.7cm单位：cm荷载设计值为：平均每根I25a承受24根长90cm的22a荷载，槽钢荷载与自重组合荷载为q1=1.2*（24*0.9*24.99/6+38.1）=1.428kN/m翼缘板宽度116mm，将履带吊荷载转化为均布荷载，则一根I25a承受均布荷载为q2=1.4*250/4.33/0.76*0.116=12.33KN/m。简化为连续梁模型计算最大应力0.7*1000/401=1.74MPa=215MPa最大变形f=0mm900/250=3.6mm6KN*21.7cm/8mm=0.16MPa339.3KN.m，截面容许抗剪强度85.1KN。符合要求。4.横担梁计算I40a工字钢作为横担梁，其截面参数如下：A=86.07cm2，g=67.56kg/m，Ix=21714cm4， Wx=1085.7cm3，Sx=631.2cm3,I/S=34.4cm贝雷梁与I40a接触点简化为集中荷载，则每根横梁有6个集中荷载作用。两根双拼I40a之间跨度为12m，其上部总荷载为(270*4*6+24.99*12*25+16*38.1*6)*10/1000=176.35KN履带吊荷载500KN荷载设计值集中荷载F=（1.2*176.35+1.4*500）/12=75.96KN自重荷载q=2*1.2*67.6/1000=0.162KN/m荷载模型：最大应力68.6*1000/1086/2=31MPa1mm76.2KN*34.4cm/10.5mm=0.024MPa125MPa符合要求。4.钢管桩验算管桩最大压力为(176.35KN*1.2+500KN*1.4)/4=227.9KN,便桥顶面高出水面6m，河床距水面4m。则钢管桩外露长度为l=10m。河床地质为：淤泥37m，粘土31m。4.1钢管桩稳定性验算钢管桩采用80010mm的钢管，且其绕x和y轴均为b类构件。自有长度为l=10m；钢管桩面积：A= =0.0125m2回转半径：i=0.281m长细比：=l/i=10/0.281=35.59=150查表钢架构规范GB50017-2003 表C-2 b类截面轴心受压构件的稳定系数为：=0.738；f=96.54MPa227.9KN（可）。3、 平台简算1、 桥面板22a简算 受力图示平台面板支点间距68cm，受荷形式与栈桥相同，荷载为履带吊均布荷载，简算过程与结果均与栈桥面板简算过程相同。2、 I36a简算I36a工字钢截面系数：E=2.0105Mpa，I=15796cm4，W=878cm3，A0=76.4cm2，I/S=31cm履带吊荷载作用于槽钢面板，面板作用于I36a，平均每根I36a承受75cm长22a120根，履带吊荷载作用于5根I36a上。将履带吊荷载转化为均布荷载。受力模型自重及槽钢荷载q1=（0.6+0.75*120*0.2499/4）*1.2=27.7KN/m履带吊荷载q2=1.4*50/4=87.5KN/m单位：分米最大应力:115.6*1000/878=131.6MPa5.4mm70KN/31cm/10mm=22.5MPa659.1N.m，截面容许抗剪强度405.9。符合要求。3、双拼I56a以跨度最大的位置停放履带吊为最不利位置建立连续梁模型计算，一组横梁上承受12片贝雷梁重，32根槽钢面板长6.5m，10根I36a长6.5m与履带吊荷载，将上部荷载简化为对横梁的6个集中荷载简算。荷载设计值集中荷载F1=1.2*（12*2.7+32*6.5*0.2499+0.6*6.5*10）/6=24.6KNF2=1.4*500/6=116.7KNF=116.7+24.6=141.27KNq=1.2*1.06*2=2.554KN/m单位：cmI56a工字钢截面系数：E=2.0105Mpa，I=65576cm4，W=2342cm3，A0=76.4cm2，I/S=47.9cm最大应力:335.3*1000/2342/2=75.9MPa3.64mm143.7KN/47.9cm/12.5/2*100mm=12MPa125MPa支反力为Q=304.2KN4、 管桩简算管桩最大压力为N=304.2KN,平台顶面高出水面6m，河床距水面4m。则钢管桩外露长度为l=10m。河床地质为：淤泥37m，粘土31m。4.1钢管桩稳定性验算钢管桩采用63010mm的钢管，且其绕x和y轴均为b类构件。自有长度为l=10m；钢管桩面积：A= =0.0194m2回转半径：i=0.219m长细比：=l/i=10/0.219=45.66=150查表钢架构规范GB50017-2003 表C-2 b类截面轴心受压构件的稳定系数为：=0.775；=403.2KN（可）。三、施工注意事项1.便桥所需材料进场时须进行严格的检验，合格后方可进场使用；2.I25a工字钢与22a槽钢花纹钢板需焊接完好，I25a工字钢与贝雷梁须用U型筋固