栈桥计算书(75t履带吊)

新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 1 页 共 21 页 目目 录录 1 编制依据及规范标准 4 1 1 编制依据 4 1 2 规范标准 4 2 主要技术标准及设计说明 4 2 1 主要技术标准 4 2 2 设计说明 5 2 2 1 桥面板 5 2 2 2 工字钢纵梁 5 2 2 3 工字钢横梁 5 2 2 4 贝雷梁 5 2 2 5 桩顶分配梁 5 2 2 6 基础 5 2 2 7 附属结构 6 3 主要工程数量 6 4 荷载计算 7 4 1 活载计算 7 4 2 恒载计算 7 4 3 荷载组合 8 5 结构计算 8 5 1 桥面板计算 9 5 1 1 荷载计算 9 5 1 2 材料力学性能参数及指标 9 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 2 页 共 21 页 5 1 3 力学模型 10 5 1 3 承载力检算 10 5 2 工字钢纵梁计算 10 5 2 1 荷载计算 10 5 2 2 材料力学性能参数及指标 11 5 2 3 力学模型 11 5 2 4 承载力检算 12 5 3 工字钢横梁计算 13 5 3 1 荷载计算 13 5 3 2 材料力学性能参数及指标 13 5 3 3 力学模型 14 5 3 4 承载力检算 14 5 4 贝雷梁计算 15 5 4 1 荷载计算 15 5 4 2 材料力学性能参数及指标 16 5 4 3 力学模型 16 5 4 4 承载力检算 16 5 5 钢管桩顶分配梁计算 17 5 5 1 荷载计算 17 5 5 3 力学模型 18 5 5 4 承载力检算 18 5 6 钢管桩基础计算 19 5 6 1 荷载计算 19 5 6 2 桩长计算 19 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 3 页 共 21 页 5 7 桥台计算 21 5 7 1 基底承载力计算 21 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 4 页 共 21 页 栈桥计算书栈桥计算书 1 编制依据及规范标准 1 1 编制依据 1 现行施工设计标准 2 铁三院土工试验报告 3 现行施工安全技术标准 1 2 规范标准 1 公路桥涵设计通用规范 JTGD60 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 JTJ 025 86 2 主要技术标准及设计说明 根据本工程特点和现场地形水文条件 考虑施工周期和地方资源 跨黄河 施工便道采用栈桥 路基相结合的结构形式 黄河中间考虑通航要求 栈桥起 讫里程 LDK673 300 终于 LDK674 179 设计全长 879m 采用跨径布置形式 12m 72 9m 6m 2 1 主要技术标准 桥面宽度 5 0m 桥面高程 1112 05m 设计荷载 75t 履带吊 负载 10t 及公路 级汽车荷载 桥跨布置 12m 72 9m 6m 栈桥全长 108m 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 5 页 共 21 页 起止里程 LDK673 300 LDK674 179 2 2 设计说明 跨黄河栈桥设计荷载主要考虑结构自重和 75t 履带吊 负载 10t 及公路 级汽车荷载荷载 设计长度 879m 栈桥设置位置为东岸河道 起始里程为 LDK673 300 LDK674 179 现将各部分结构详述如下 2 2 1 桥面板 栈桥桥面板材料为 A3 钢板 钢板厚度为 12mm 钢板焊接在中心间距 400mm 的 I14 工字钢纵梁上 桥面板上设置间距 600mm 的 12 钢筋防滑条 2 2 2 工字钢纵梁 桥面板下设置 I14 工字钢纵梁 工字钢纵梁中心间距 400mm 顺桥向设置 I14 工字钢纵梁搁置在中心间距 1500mm 的 I20a 工字钢横梁上 I14 纵梁与桥面 板及横梁均焊接牢固 2 2 3 工字钢横梁 I14 工字钢纵梁下设置中心间距 1500mm 的 I20a 工字钢横梁 横桥向设置 I20a 横梁通过 U 型卡与贝雷片连接牢固 2 2 4 贝雷梁 栈桥采用 6 片 3000mm 1500mm 单排单层不加强型贝雷片作为承重梁 每 两片贝雷片通过 450mm 标准连接片连接成一组 共三组 每组贝雷片设下平联 组间中心间距 2250mm 组间通过自制 20a 连接系连接 保证贝雷梁的整体稳定 性 2 2 5 桩顶分配梁 贝雷梁支承在 2 根 I36a 工字钢分配梁上 2 根 I36a 分配梁间采用间断焊 接 分配梁嵌入钢管桩内 260mm 以保证分配梁的横向稳定性 贝雷片与分配 梁仍采用 U 型卡连接牢固 2 2 6 基础 2 2 6 1 桥台 东岸 LDK673 330 处设重力式桥台 桥台基础底面尺寸为 6200 1400mm 其余为钢管桩基础 桥台台帽顶贝雷片位置预埋 20mm 的钢板 防止压碎桥 台混凝土 桥台基础采用 C25 混凝土 设一层 16 钢筋网片 台背采用 C30 混 凝土 设一层 16 钢筋网片 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 6 页 共 21 页 2 2 6 2 钢管桩基础 基础采用 600 10mm 钢管桩 每排 3 根 中心间距 2250mm 钢管桩间采 用 20a 连接系连接 桩顶设 260mm 凹槽 2 根 I36a 工字钢分配梁嵌入钢管桩中 其中 LDK673 438 钢管桩外设草袋围堰护坡 护坡坡度 1 1 5 钢管桩底高程 1091 60m 桩顶高程 1110 098m 钢管桩长度 19 0m 钢管 桩伸入局部冲刷线下 12 6m 2 2 7 附属结构 栈桥栏杆立柱采用 60 1000mm 钢管焊接在 I20a 横梁上 钢管立柱间距 1500mm 立柱间采用 40 钢管连接 栈桥两侧每隔 10m 设置一道警示灯 以便夜间起到警示作用 防止船舶撞 击栈桥 栈桥中间位置设置 12m 提升门架 详见下图 3 3 主要工程数量 主要工程数量 本栈桥起始里程 LDK673 330 终点里程 LDK674 179 中心里程 LDK673 754 5 跨径布置为 12m 72 9m 6m 栈桥全长 879m 栈桥主要工程数 量见表 1 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 7 页 共 21 页 表 1 序号工程项目材料名称规格单位数量备注 钢管桩 600 d 10mm t1207 平均 28 6m 根 共 290 根 钢管桩连接焊板 200 600 10mmt18 桩间连接 25a 槽钢 t73 桩间下横梁 36b t61 顶部设置双排 贝雷架绗架321 型 t485 贝雷架横向连接 t223 桥面横向分配梁 25at252 0 75m 根 桥面纵向分配梁 14t267 0 255m 根 钢面板 12mmt430 100t23 间距 2m 根 高 1 5m 防护栏杆 40t11 横杆 防滑筋 10t5 主横梁 20a 槽钢 t0 6 提升门架横梁 竖向立柱 20a 槽钢 t1 提升门架立柱 角斜撑 20a 槽钢 t0 5 加固牛腿 钢管桩 600 d 10mm t26 1 29 2m 根 共 6 根 倒链葫芦 10t 个 4 1 临时栈桥 钢丝绳 m30 4 4 荷载计算 4 1 活载计算 本栈桥主要供混凝土罐车 各种机械设备运输及 75t 履带吊 负载 10t 走行 因而本栈桥荷载按每孔一辆 75t 履带吊 负载 10t 荷载及公路 级 汽车荷载分别检算 则活载为 履带吊 G 850kN 公路 级汽车荷载 G 550kN 4 2 恒载计算 本栈桥恒载主要为型钢桥面系 贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重 见表 2 表 2 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 8 页 共 21 页 序号结构名称 荷载集度 kN m 备注 1 桥面板 4 71 顺桥向 2 I14 纵梁 2 4 顺桥向 3 I25 横梁 1 0 顺桥向 桥面系合计 8 11 顺桥向 4 贝雷梁 6 4 顺桥向 4 3 荷载组合 另考虑冰雪等偶然荷载作用 故按以下安全系数进行荷载组合 恒载 1 2 活载 1 3 根据 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 规定 临时结构容 许应力可提高 1 3 组合 1 4 组合 本栈桥弯曲容许应力取 容许剪应力取 MPa2031454 1 MPa119854 1 5 结构计算 栈桥结构如下图所示 根据从上到下的原则依次计算如下 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 9 页 共 21 页 5 1 桥面板计算 桥面板采用 12mm 钢板 钢板下设中心间距 400mm 的 I14 工字钢纵梁 桥面板净跨径为 32cm I14 工字钢翼板宽度为 8cm 桥面板与工字钢纵梁间断 焊接 桥面板计算跨径按 32cm 计 5 1 1 荷载计算 履带吊机履带宽度 760mm 及公路 级汽车中 后轮宽度 600mm 均 大于工字钢纵梁间距 故履带吊车及公路 级汽车荷载后轮荷载直接作用在 工字钢纵梁上 桥面板不作该种检算 仅对公路 级汽车荷载前轮作用于桥 面板跨中进行检算 根据 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 车辆荷载 前轴轴重取 30kN 前轮着地宽度及长度为 0 3m 0 2m 故按前轴单胎重作为均 布荷载计算 P 30 2 15kN 单胎宽 b 按 0 3 米计 mkNq 653 0153 1 5 1 2 材料力学性能参数及指标 取 0 2m 板宽 顺桥向长度 12mm 钢板进行计算 36 22 108 4 6 012 0 2 0 6 m bh W 38 33 1088 2 12 012 0 2 0 12 m bh I 2 0024 0 012 0 2 0mhbA 23811 10048 6 1088 2 101 2NmEI 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 10 页 共 21 页 5 1 3 力学模型 5 1 3 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 kNmM83 0 max kNQ75 9 max a 强度检算 合格 MPaMPa W M 2034 1145173 108 4 1083 0 3 6 max max 合格 MPaMPa A Q 1191 4 2400 1075 9 3 max max b 刚度检算 临时结构刚度对结构正常使用及安全运营影响不大 故可mmf5 1 max 采用 5 2 工字钢纵梁计算 I14 工字钢纵梁焊接于间距 1500mm 的 I20 工字钢横梁上 按三跨连续梁检 算 5 2 1 荷载计算 分别按 75t 履带吊 负载 10t 及公路 级汽车荷载验算 I14 工字钢 纵梁自重 桥面板自重不计 mkNg 17 0 5 2 1 1 75t 履带吊荷载 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 11 页 共 21 页 75t 履带吊履带长宽按 4 66m 0 76m 计算 自重 850kN 顺桥向荷载集度 工字钢纵梁中心间距 400mm 最不利情况应mkNq 2 91 66 4 2 850 1 为两根工字钢纵梁受力 则均布荷载为 mkNgqq 8 11817 0 2 1 2 913 1 1 5 2 1 2 公路 级汽车荷载 根据 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 相关规定 公路 级 汽车荷载为 550kN 布置图见 I14 工字钢纵梁力学模型 按集中力计算 汽 车轴重 轴距 kNPkNPkNP1402 1202 30 后中前 3 0m 1 4m 7m 1 4m 5 2 2 材料力学性能参数及指标 I14 工字钢 46 1012 7 mmI 35 100 1mmW 2 2150mmA 26611 105 11012 7 101 2NmEI 5 2 3 力学模型 5 2 3 1 履带吊荷载作用力学模型 5 2 3 2 公路 级汽车荷载作用力学模型 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 12 页 共 21 页 5 2 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 5 2 4 1 履带吊荷载作用下 I14 工字钢纵梁检算 kNmM73 26 max kNQ107 max a 强度检算 合格 MPaMPa W M 203134 100 12 1073 26 5 6 max max 合格 MPaMPa A Q 11925 21502 10107 3 max max b 刚度检算 合格 mmmmf75 3 400 1500 4 1 max 5 2 4 2 公路 级汽车荷载作用下 I14 纵梁检算 kNmM84 44 max kNQ124 max a 强度检算 合格 MPaMPa W M 203 1 112 100 14 1084 44 5 6 max max 合格 MPaMPa A Q 119 4 14 21504 10124 3 max max b 刚度检算 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 13 页 共 21 页 合格 mmmmf75 3 400 1500 8 0 max 5 3 工字钢横梁计算 横梁采用 I25a 工字钢 工字钢横梁安装在三组间距 1700mm 的贝雷梁上 每组贝雷梁由两片间距 450mm 的贝雷片拼组而成 5 3 1 荷载计算 I20a 工字钢横梁荷载按 75t 履带吊 负载 10t 及公路 级汽车荷载分 别验算 恒载为 I14 纵梁及桥面板自重 按均布荷载考虑 每根 I20a 横梁承受 恒载 mkNg 9 2 3 05 88 165 1147850012 0 55 1 3 1 5 3 1 1 75t 履带吊荷载 由于不同厂家的产品履带中心距不尽相同 故按最不利情况检算 即 履 带作用于跨中 履带长度按 4660mm 计 则履带荷载至少由 3 根 I25a 工字钢横 梁承受 按集中力检算 kNP5532 8503 1 5 3 1 2 公路 级汽车作用下荷载 汽车后轮纵向间距 1 4m 按两后轮作用在跨中考虑 集中力大小 kNP70 5 3 2 材料力学性能参数及指标 I25a 工字钢 47 1037 2 mmI 35 1037 2 mmW 2 3555mmA 26511 1098 4 1037 2 101 2NmEI 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 14 页 共 21 页 5 3 3 力学模型 5 3 3 1 75t 履带吊作用力学模型 5 3 3 2 公路 级汽车荷载作用力学模型 5 3 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 5 3 4 1 履带吊荷载作用下 I25a 工字钢横梁检算 kNmM 6 138 max kNQ286 max a 强度检算 合格 MPaMPa W M 203194 1037 2 3 10 6 138 5 6 max max 合格 MPaMPa A Q 119 8 26 35553 10286 3 max max b 刚度检算 合格 mmmmf25 4 400 1700 1 0 max 最大支反力 kNF553 max 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 15 页 共 21 页 5 3 4 2 公路 级汽车荷载作用下 I25a 工字钢横梁检算 kNmM 4 24 max kNQ 3 49 max a 强度检算 合格 MPaMPa W M 203103 1037 2 10 4 24 5 6 max max 合格 MPaMPa A Q 11914 3555 10 3 49 3 max max b 刚度检算 合格 mmmmf25 4 400 1700 9 0 max 最大支反力 kNF92 max 5 4 贝雷梁计算 贝雷梁为三组 每组 2 片 共 6 片 贝雷梁按单孔 1 台 75t 履带吊及单孔 一辆公路 级汽车荷载分别验算 均按三跨连续梁检算 5 4 1 荷载计算 贝雷梁以上恒载为桥面板 I14 纵梁及 I25a 横梁自重 其荷载大小为 mkNg 72 9 591 2775 088 161417850012 051 01 0 2 1 5 4 1 1 75t 履带吊作用下荷载计算 履带长度按 4 66m 计算 则均布荷载大小为 mkNq 237 66 4 850 3 1 5 4 1 2 公路 级汽车荷载计算 汽车自重荷载 安全系数为kNPkNPkNP1402 1202 30 后中前 1 3 轴距 3 0m 1 4m 7m 1 4m 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 16 页 共 21 页 5 4 2 材料力学性能参数及指标 3000mm 1500mm 单排单层不加强贝雷桁片 kNM 2 788 kNQ 2 245 49 105 2mmI 46 1057 3mmW 28311 1025 5105 2101 2NmEI 5 4 3 力学模型 5 4 3 1 75t 履带吊作用力学模型 5 4 3 2 公路 级汽车荷载作用力学模型 5 4 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 5 4 4 1 履带吊荷载作用下贝雷梁检算 kNmM1761 max kNQ611 max 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 17 页 共 21 页 a 强度检算 合格 kNmMkNmM472978861761 max 合格 kNkNkNmax b 刚度检算 合格 mmmmf30 400 12000 4 6 max 5 4 4 2 公路 级汽车荷载作用下贝雷梁检算 kNmM 1 464 max kNQ 8 412 max a 强度检算 合格 kNmMkNmM47297886 1 464 max 合格 kNkNkNQ14702456 8 412 max b 刚度检算 合格 mmmmf30 400 12000 6 1 max 5 5 钢管桩顶分配梁计算 钢管桩顶分配梁采用 2I36a 工字钢 工字钢分配梁嵌于钢管桩内 260mm 并 与之焊接牢固 分配梁与贝雷梁用 U 型卡连接 5 5 1 荷载计算 工字钢分配梁荷载采用 5 3 4 中最大支反力和贝雷片自重作集kNF553 中力验算 集中力大小为 kNP567342 1553 5 5 2 材料力学性能参数及指标 I36a 工字钢 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 18 页 共 21 页 48 1058 1 mmI 35 107 8mmW 2 7644mmA 27411 103 31058 1 101 2NmEI mKgg 60 5 5 3 力学模型 5 5 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 kNmM 6 127 max kNQ577 max a 强度检算 合格 MPaMPa W M 203 3 73 107 82 10 6 127 5 6 max max 合格 MPaMPa A Q 11938 76442 10577 3 max max b 刚度检算 合格 mmmmf6 5 400 2250 6 1 max 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 19 页 共 21 页 5 6 钢管桩基础计算 本栈桥钢管桩基础每墩采用单排三根 600 10mm 钢管 钢管间用 36a 槽 钢连接形成排架 5 6 1 荷载计算 当 75t 履带吊 负载 10t 驻留在墩顶时钢管桩轴心压力最大 按三根钢 管桩平均受力考虑 则每根钢管由活载产生的轴心压力为 kNG283 3 850 单根钢管承受一跨 12m 栈桥桥面系自重为 I56a 主梁以上桥面系自重见 5 4 1 节为kNG583 124 6121 8 mkNq 1 8 荷载组合 kNF 5 4372833 1582 1 5 6 2 桩长计算 查 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024 85 得沉桩的容许承载力 RAlUP iii 2 1 式中 P 单桩轴向受压容许承载力 kN 当荷载组合 或组合 或组合 或组合 作用时 可提高25 荷载组合 中如含有收缩 徐变 或水浮力的荷载效应 也应同样提高 U 桩的周长 m 承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度 m i l 与 对应的各土层与桩壁的极限摩阻力 kPa I i l 桩尖处土的极限承载力 kPa 按表4 3 2 5采用 R 分别为震动沉桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数 i 按表4 3 2 6采用 对于锤击沉桩其值均取为1 0 新建铁路太原至中卫 银川 线永宁黄河特大桥 中铁四局集团有限公司 第 20 页 共 21 页 表4 3 2 6 土类 系数ai a 桩径或边宽d m 0 83 d 粘土 2 0 d 0 8 d 2 0 亚粘土亚砂土 0 6 0 6 0 5 0 7 0 7 0 6 0 9 0 9 0 7 砂土