温州大门栈桥计算书2003.doc

温州市大门大桥一期工程3 标 栈桥计算书温州市大门大桥一期工程第3合同段栈桥计算书计 算： 复 核： 审 核： 中交二航局二公司结构设计室二O一O年四月15目 录第一章 设计条件11.1工程概况11.2 主要计算依据1第二章 支架结构受力计算22.1木结构计算22.2分配梁（I10）计算32.3贝雷梁计算32.4 横梁（2I56）计算：6第三章 地基承载力计算83.1钢管桩承载力计算83.2 PHC桩基承载力计算9第一章 工程概况1.1工程概述拟建大门大桥是瓯江口开发建设总指挥部的陆岛通道的工程，施工图设计桥梁建设总长度6155m，第3合同段施工长度为3476m、65跨五跨一连跨径50m的连续箱梁和5跨五跨一连跨径44m的连续箱梁、箱梁曲线半径为3000m。 本合同段桥梁基础工程量大、施工工期紧，要求栈桥能覆盖整个合同段，以便减少水位对本工程下部结构施工的干扰和限制。水上栈桥不仅承担大量的交通运输任务，而且还承担着浅水区各个桥墩下部构造施工操作平台的任务，变水上施工为陆上施工，同时也是人员撤离的通道。栈桥沿桥梁左侧布置，长3500m、标准宽7m，标准跨度15m。栈桥在每个桥墩处将设置30001500cm支出平台，以满足桥墩施工时设备的布置和错车需要,平台及支栈桥周转使用。栈桥边离主桥箱梁边距离为2m，栈桥标高为+7.0m，钢管桩顶标高+4.7m。 本合同段浅水区桥梁基础工程量大，施工工期紧、要求栈桥能覆盖整个浅水区引桥。以便减少水位对本工程下部结构施工的干扰和限制。1.2 设计要求1、栈桥承载力要求按公路I级设计；2、栈桥的宽度设置应满足各种施工车辆行走和错车的要求；3、栈桥的平面位置不妨碍钻孔桩、承台和墩身施工要求和满足整个浅水区施工期间的作业要求；4、栈桥的基本跨度位15m，栈桥标高按10年一遇潮水位设计，栈桥长度3500m。1.3 结构形式栈桥总宽为7m，跨径布置主要为15m，每105m左右布置4根桩板凳式桥墩。栈桥自上而下依次为倒扣的25a面板，横桥向间距为30cm；沿纵桥向铺设I16分配梁，间距75cm；7片3组单层“321”型贝雷梁，组与组间距100cm；2I56a下横梁，长为6.5m；8008mm钢管桩，钢管桩横向间距5m。1.4 设计条件1.4.1水文气象条件1水文水位资料，潮位特征值项 目单 位标高历史最高潮位m3.65历史最低潮位m-2.82平均高潮位m2.74平均低潮位m-1.85平均超差m4.57最大潮差m6.47平均涨潮历时h:min6:24平均落潮历时h:min6:0050年一遇设计高水位波浪要素水位（m）浪向重现期（a）（m）（m）（m）（m）（m）T（s）L（m）6.57WNW501.741.471.431.20.764.3428.386.57NW501.170.990.960.80.53.5519.596.57NNW501.971.671.621.360.874.6231.596.57N502.692.32.231.891.225.4340.686.57NNE502.922.52.432.061.345.6643.246.57NE502.782.382.311.961.275.5241.772.水流速度 V=1.5m/s3风速 正常工作风速：V=18.5m/s 1.4.2地质条件设计地质条件见温州大门大桥工程初步设计阶段工程地质勘察报告。层号土层名称厚度（m）标高（m）侧摩阻力（kPa）端承力（kPa）淤泥4-1.01640淤泥14-151845淤泥质粘土5.4-20.43055粘土9.6-30582101.5 设计依据1、港口工程荷载规范（JTJ 21598）2、建筑桩基技术规范（JGJ 942008）3、海港水文规范（JTJ 21398）4、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）5、钢结构设计规范（GB50017-2003）6、大门大桥施工图设计7、大门大桥初步设计地质勘察报告第二章 栈桥上部结构计算2.1 荷载条件2.1.1 结构自重A25a倒扣面板：2327.56.33KN/mBI16横向分配梁：1.91KN/mC贝雷梁：7.0 KN/mD2I56a下横梁：13.78KN/根2.1.2 活荷载A550KN车辆荷载（公路I级）公路I级车辆荷载标准值B施工及人群荷载：4KN/m22.2 上部结构内力验算根据栈桥跨径布置形式，最大跨径为15m，计算只针对最不利跨径进行验算。2.2.1 25a计算1.荷载条件：后车轮作用在跨中时，25a弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力。结构自重：q0.275KN/m 施工及人群荷载：不考虑最大轮压力：140/4=35KN2.应力计算，其中1.2为截面塑性发展系数。满足强度要求2.2.2 I16计算1.荷载条件：按照L=1.2m净跨进行计算，其计算简图如下 结构自重：q0.2051.20.2750.7510/30.93KN/m 施工及人群荷载：不考虑车辆荷载：2应力计算满足强度要求2.2.3 贝雷梁计算1荷载条件：结构自重：q6.331.91715.24KN/m 施工及人群荷载：不考虑车道荷载：公路I级车道荷载的均布荷载标准值为q10.5KN/m；集中荷载标准值为220KN（计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数），因需错车，计算时按双车道考虑。注：整体计算时，采用车道荷载。2剪力计算：贝雷梁许用剪力：Q=nKN= 0.8571.43171.5=1459KN式中：贝雷梁载荷分配折减系数，为0.85；N斜杆容许承载力（KN），取171.5KN；K系数，为1.43。结构最大剪力：Qmax=15.241510.52152201.22=1072kNQ=1459KN 满足要求。3弯矩计算：贝雷梁许用弯矩：M=n NH=0.8575631.4=4690KNm式中：贝雷梁载荷分配折减系数，为0.85；N弦杆容许承载力（KN），为563KN；H贝雷梁高度（m），为1.4m。结构最大弯矩：Mmax =0.125（15.2410.52）150.25220215 =2669KNmM=4690KNm 满足要求2.2.4 2I56下横梁计算1.荷载条件：结构自重：q2.12KN/m，P15.2415228.6KN 施工及人群荷载：不考虑车道荷载：公路I级车道荷载的均布荷载标准值为q10.5KN/m；集中荷载标准值为220KN（计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数），因需错车，计算时按双车道考虑。2.计算结果：用midas对2I56下横梁进行建模分析，可得：A组合应力：最大应力值为96.4Mpa170Mpa，满足要求B剪应力最大剪应力为32.4Mpa110Mpa，满足要求第三章 钢管桩承载力计算3.1 荷载条件履带吊在钢管桩正上方作业时，钢管桩承受的最大荷载。结构自重： 228.62.126.5242.4KN 施工及人群荷载：4KN/m2履带吊荷载：800150950KN 3.2 桩基承载力3.2.1 最大桩顶荷载履带吊作业时，偏心履带作用在一侧钢管桩时（考虑偏心侧荷载为履带吊与吊重之和的80），此时该侧桩的承载力最大。P（242.44115）/29500.8911KN3.2.2 钢管桩入土深度 P=式中：u周长k安全系数，取k=1.55极限侧磨阻力A截面积 桩尖承载力 开口桩桩尖承载力影响系数，取满足要求考虑1m冲刷钢管桩入土深度：14145.41.626m。钢管桩顶标高+4.7m，河床标高-6.0m（最低处），则桩长取值为4.762636.7m，取桩的长度为37m 。第四章 栈桥桩基稳定性计算4.1荷载及边界条件4.1.1 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（D800）最大潮压为90.8=7.2kN/m。假定潮压分布为（如电算模型图所示）：标高+3.50.5m，潮压07.2kN/m，呈三角形分布；标高+0.5-1.5m，潮压7.2kN/m，均布荷载；标高-1.5-6.0m，潮压7.20kN/m，呈倒三角形分布。2.水流力3.风荷载 =0.81.1718.52/1600 =0.2kPa4.桩顶轴力根据栈桥计算书，单桩桩顶最大轴力取1091kN。4.1.2 边界条件 桩的嵌固点计算： （见桩基规范 附录C）土层为淤泥土，式中m取2000kN/m4 b0=2d其中d为桩径 d=0.8m b0=1.6m E=2.06108 kN/m2 嵌固点深度： （） 嵌固点坐标：-7-5.5=-12.5m4.2 稳定性计算1涌潮压力对钢管桩嵌固点的弯矩 2水流力对钢管桩嵌固点的弯矩 3风荷载对钢管桩嵌固点的弯矩 作用长度，其中0.5为平均海平面标高；4稳定性计算钢管桩最大轴力值；计算长度 0（-12.5）=12.5m属于b类截面查表得: =0.878x截面塑性发展系数，取1.0 NEX欧拉临界力，mx等效弯矩系数，取1.0钢管桩的稳定性满足要求。第五章 码头桩基承载力及稳定性计算5.1 荷载条件码头平面内为轴对称结构，取一跨19m9m作为研究对象。5.1.1 结构自重 A25a：6490.275158.4KNBI16横向分配梁：13190.20550.6KNC贝雷梁：60KND2I56a下横梁：1922.1280.6KN5.1.2 其他荷载1.码头上堆载及人群荷载取20KN/m2；2.考虑码头上错车，按公路I级双车道布载，每车道均布荷载10.5KN/m，集中荷载为196KN（跨径为9m时，插值可得）；3.涌潮压力，水流力，风荷载同栈桥；4.停靠1000t驳船对码头的撞击力为650KN，则每根桩基承担的撞击力为21.7KN，顶部橡胶护舷标高取+3.5m。5.2 桩基承载力5.2.1 最大桩顶荷载P（158.450.66080.6/2201992191962）/5 862KN5.2.2 钢管桩入土深度5.3