龙池山隧道出口钢栈桥设计计算.doc

新建兰渝铁路LYS-6 标段龙池山隧道出口钢栈桥设计计算中交一航局兰渝铁路项目经理部二分部 二OO九年四月二十八日一、工程概述龙池山隧道出口位于陕西宁强县金山寺金溪河水流方向的右侧，与施工材料运输道路隔河相望。金溪河河道宽度为260m，最高水位587.5m，施工材料和施工设备无法通过河道运输。根据现场踏勘的实际情况，只能采用在河床内搭设钢便桥，由汽车进行材料运输和施工设备通行。另外，金溪河特大桥位于龙池山隧道和上院里隧道之间，有9座桥墩位于金溪河河道内，在高水位施工灌注桩时也只能通过钢便桥搭设施工平台进行灌注桩施工。根据设计地面标高及水文资料，钢栈桥从岸边附近起，沿桥轴线至对岸边，长260m（见钢栈桥平面布置示意图）。钢平台根据金溪河特大桥的主墩设置，每个主墩设置一个钢平台并与施工栈桥连成一个整体，以增加钢平台和栈桥的稳定性。二、钢栈桥设计2.1设计要点：钢栈桥长度：260m；设计荷载：50吨；桥面宽度：按双向两车道设计，桥面宽6m；桥面标高：根据设计水文资料及施工要求，确定栈桥顶高为：最高水位+1m：587.5m+1m=588.5m。栈桥根据现场地形、地貌，河床变化及施工要求，桥跨布置为：16+318+16260m。栈桥基础为直径529mm,壁厚10mm的钢管桩,桩长根据地貌、河床变化为1520m不等, 桩间水平连接及斜撑采用槽20。陆上桩设1层平联，水上桩设2层平联，上下层平联间距3m。栈桥上部结构为6片贝雷梁拼装而成,每2片一组，贝雷梁上按0.3米间距依次铺设I16的横向分配梁、桥面=10mm钢板。最后安装栏杆、防滑条等附属结构。 2.2 栈桥设计1、 栈桥布置钢栈桥全长：260m。根据现场地形、地貌，河床变化及施工要求，桥跨布置为：16+318+16260m。桥面宽度：按双向两车道设计，桥面宽6m；桥面标高：根据设计水文资料及施工要求，确定栈桥顶高为：最高水位+1m：587.5m+1m=588.5m。2、 栈桥荷载根据施工现场实际情况,栈桥荷载如下:1）履带吊-502）砼运输车（汽车超-20） 3、栈桥结构形式见栈桥结构图4、栈桥基础钢栈桥基础采用直径为529mm钢管桩，壁厚10mm，桩顶设置50cm长加强箍。为保证栈桥与后方连接，在栈桥轴线上采用浆砌块石桥台，顶部浇注台帽，为厚度50cm的C30砼，贝雷梁安装在台帽上，起始墩总宽8m、高3.38m，桥台背后回填石渣，并分层夯实，起始墩顶标587m。5、上部构造栈桥上部构造采用2I40作为栈桥下横梁，其上搁置“321”军用贝雷梁3组，每组间距1.6m，每组2片，每片间距90cm。每两组贝雷架之间设置L75505不等边角钢，作为竖向剪刀撑和贝雷架上下水平连接。竖向剪刀撑每3米布置2根（两根型钢间呈八字型，相连断面呈“倒八”字型），水平连接每6米布置一道，剪刀撑和平连与贝雷架之间采用螺栓连接。贝雷梁上搁置I16横向分配梁，间距30cm，桥面板采用10mm厚钢板铺设。三、栈桥设计计算1、荷载拟定栈桥最大车辆荷载考虑砼灌车，自重15T，砼重25T，共重40T，人行及其它荷载共重10T；动荷载系数取1.2，故栈桥检算荷载采用60T。2、栈桥结构拟定栈桥纵向跨度为9m，每隔23跨设置一个刚性墩以增强栈桥的整体稳定，横向跨度两跨共5米，每跨为2.5m，桥面宽6m。钢管桩采用52910mm钢管桩，打入河床6m左右，具体长度由施工水位及地质条件决定，以满足装的承载力。栈桥管桩的横向采用20槽钢作剪刀撑；刚性墩的纵向和横向均采用20槽钢作为剪刀撑，以增强其稳定性。下横梁采用2I36a工字钢，与钢管桩焊接在一起；纵梁采用三列单层双排贝雷梁，上横梁用I16工字钢，间距为0.3米。桥面板采用10mm防滑钢板。桥面安全护栏采用48mm和20mm的钢管。施工前，先拟定两根桩试桩通过静载试验，以验证与设计的偏差值，从而确定单桩震动下沉的最终贯入度，藉以控制各桩打入深度。3、栈桥结构验算3.1、I16工字钢上横梁验算：（按简支梁验算，计算跨径为1.30m。）I16工字钢作为上横梁，其截面参数如下：， ，。罐车后轴的触地宽度为600mm，长度为200mm。按两根横梁直接受力,则每根横梁受力为：恒载:桥面板和横梁自重活载产生的跨中弯矩：活载产生的支座剪力： 恒载产生的跨中弯矩：恒载产生的支座剪力：跨中的总弯矩取值：支座的总剪力取值：故 满足要求3.2、贝雷纵梁验算：（按简支梁验算，计算跨径为9米。）选用三列单层双排不加强型贝雷片，其截面参数：截面容许抵抗矩，截面容许抗剪强度。计算图式如下： 贝雷片自重：恒载:桥面板和横梁自重：所以总恒载为以上恒载由三组贝雷片共同承担，但是中间一组承受的恒载最大，为一半。故中间组所分担的荷载为：贝雷梁接收由分配梁传来的活载为：活载产生的跨中弯矩：活载产生的支座剪力： 恒载产生的跨中弯矩：恒载产生的支座剪力：跨中的总弯矩取值：支座的总剪力取值：3.3、2I40a工字钢横梁验算：（按简支梁验算，计算跨径为2.5m。）I40a工字钢作为上横梁，其截面参数如下：， ，。作用在横梁上（横梁除外）的总恒载为：由于横梁以上的恒载是通过贝雷梁而作用在横梁之上的，故将其看作以集中荷载的形式作用于横梁。（双排贝雷梁简化为与横梁只有一个接触点的集中荷载）; 由活载作用而分配到横梁上的集中力为： 集中荷载产生的弯矩：集中荷载产生的剪力：横梁自重产生的弯矩：横梁自重产生的剪力：最大弯矩取值：最大剪力取值：故 3.4、52910mm钢管桩强度验算：1、桩受力：桩采用52910mm钢管桩横梁采用2I40a工字钢，其截面宽度B=2142mm=284mm，两工字钢中间留1