栈桥详细计算书讲解

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 4 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 6 2 2 7 附属结构 6 3 荷载计算 6 3 1 活载计算 6 3 2 恒载计算 7 3 3 荷载组合 7 4 结构计算 7 4 1 桥面板计算 8 4 1 1 荷载计算 8 4 1 2 材料力学性能参数及指标 9 4 1 3 力学模型 9 4 1 3 承载力检算 9 4 2 工字钢纵梁计算 10 4 2 1 荷载计算 10 4 2 2 材料力学性能参数及指标 11 4 2 3 力学模型 11 4 2 4 承载力检算 11 4 3 工字钢横梁计算 13 4 3 1 荷载计算 13 4 3 2 材料力学性能参数及指标 13 4 3 3 力学模型 14 4 3 4 承载力检算 14 4 4 贝雷梁计算 15 4 4 1 荷载计算 15 4 4 2 材料力学性能参数及指标 16 4 4 3 力学模型 16 4 4 4 承载力检算 17 4 5 钢管桩顶分配梁计算 18 4 5 1 荷载计算 18 4 5 3 力学模型 19 4 5 4 承载力检算 19 4 6 钢管桩基础计算 19 4 6 1 荷载计算 19 4 6 2 桩长计算 20 4 7 桥台计算 20 4 7 1 基底承载力计算 21 附件 附件 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 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 2 1 主要技术标准 桥面宽度 4 5m 设计荷载 75t 履带吊 负载 10t 及公路 级汽车荷载 栈桥全长 105m 51m 起止里程 K18 980 5 K19 100 K19 320 K19 380 2 2 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 跨后横河 及七工段直河施工便道采用下承式受力栈桥 路基相结合的结构形式 中间考 虑 通航要求 栈桥起止里程 K18 980 5 K19 100 K19 320 K19 380 设计 全长分别 96m 48m 采用跨径布置形式 6 12m 2 10 5m 2 12m 2 10 5m 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 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 6mm 钢板焊接在中心间距 150mm 的 I12 6a 工字钢纵梁上 2 2 2 工字钢纵梁 桥面板下设置 I12 6a 工字钢纵梁 工字钢纵梁在车轮通过区域中心间距 150mm 其余设置为 300m 顺桥向设置 I12 6a 工字钢纵梁搁置在中心间距 1500mm 的 I32a 工字钢横梁上 I12 6a 纵梁与桥面板及横梁均焊接牢固 2 2 3 工字钢横梁 I12 6a 工字钢纵梁下设置中心间距 1500mm 的 I32a 工字钢横梁 横向穿过 贝雷纵梁的下弦杆 I32a 横梁通过 U 型卡与贝雷片下弦杆连接 2 2 4 贝雷梁 栈桥两侧采用每侧 1 组三排单层不加强型贝雷片作为承重梁 每三片贝雷 片通过 450mm 标准连接片连接成一组 每组贝雷片设上下均设平联 两侧纵梁 在贝雷片底部通过自制 14a 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 I25a 工字钢分配梁上 2 根 I25a 分配梁间采用间断焊 接 分配梁嵌入钢管桩内 530mm 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 每处栈桥设重力式桥台 桥台基础底面尺寸为 6200 1800mm 其余为钢管 桩基础 桥台台帽顶贝雷片位置预埋 10mm 的钢板 防止压碎桥台混凝土 桥台基础采用 C20 混凝土 设一层 16 钢筋网片 台背回填宕渣 分层碾压填 筑 2 2 6 2 钢管桩基础 基础采用 530 8mm 钢管桩 每排 3 根 中心间距 2000mm 钢管桩间采 用 14a 连接系连接 桩顶设凹槽 2 根 I25a 工字钢分配梁嵌入钢管桩中 2 2 7 附属结构 栈桥栏杆立柱采用 75 角钢焊接在 I20a 横梁上 立柱间距 1500mm 立柱间 采用 20 钢筋和 75 角钢连接 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 3 荷载计算 3 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 3 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 1 表 1 序号结构名称 荷载集度 kN m 备注 1 桥面板 2 12 顺桥向 2 I12 6a 纵梁 2 71 顺桥向 3 I32a 横梁 2 95 顺桥向 桥面系合计 8 49 顺桥向 4 贝雷梁 6 0 顺桥向 3 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 4 结构计算 栈桥结构如下图所示 根据受力情况从上到下的原则依次计算如下 4 1 桥面板计算 桥面板采用 6mm 钢板 钢板下设中心间距 300mm 和 150mm 的 I2 6a 工 字钢纵梁 桥面板净跨径为 22 6cm I12 6a 工字钢翼板宽度为 74mm 桥面板 与工字钢纵梁间断焊接 桥面板计算跨径按 22 6mm 计 4 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 4 1 2 材料力学性能参数及指标 取 0 2m 板宽 顺桥向长度 6mm 钢板进行计算 22 63 0 2 0 006 3 6 10 66 bh Wm 33 93 0 2 0 006 3 6 10 1212 bh Im 2 0 2 0 0060 0012Ab hm 1192 2 1 103 6 10756EINm 4 1 3 力学模型 4 1 3 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 max 0 41MkNm max 7 35QkN a 强度检算 合格 6 max max 3 0 41 10 113 9145 1 4215 3 6 10 M MPaMPa W 合格 3 max max 7 35 10 3 1125 1200 Q MPaMPa A 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 max 0 5fmm 采用 4 2 工字钢纵梁计算 I12 6a 工字钢纵梁焊接于间距 1500mm 的 I32a 工字钢横梁上 按三跨连续 梁检算 4 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 I12 6a 工字 钢纵梁自重 桥面板自重不计 0 142 gkN m 4 2 1 1 75t 履带吊荷载 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 300mm 和 150mm 最不mkNq 2 91 66 4 2 850 1 利情况应为两根工字钢纵梁受力 则均布荷载为 1 1 3 91 2 1 2 0 142118 8 qqgkN m 4 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 I12 6a 工字钢纵梁力学模型 按集中力计算 汽车轴重 轴距 3 30 39 2 1 3 120156 2 1 3 140182PkNKN PkN PkN 后前中 1 3 0m 1 4m 7m 1 4m 4 2 2 材料力学性能参数及指标 I12 6a 工字钢 64 4 88 10Imm 2 1810Amm 11662 2 1 104 88 101 03 10EINm 4 2 3 力学模型 4 2 3 1 履带吊荷载作用力学模型 4 2 3 2 公路 级汽车荷载作用力学模型 4 2 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 53 0 77 10Wmm 4 2 4 1 履带吊荷载作用下 I12 6a 工字钢纵梁检算 max 28 11MkNm max 138 5QkN a 强度检算 合格 6 max max 5 28 11 10 182 5215 2 0 77 10 M MPaMPa W 合格 3 max max 138 10 38 2125 2 1810 Q MPaMPa A b 刚度检算 合格 max 1500 2 33 75 400 fmmmm 4 2 4 2 公路 级汽车荷载作用下 I12 6a 纵梁检算 max 37 1MkNm max 182 4QkN a 强度检算 合格 6 max max 5 37 1 10 120 5215 4 0 77 10 M MPaMPa W 合格 3 max max 182 10 25 1125 4 1810 Q MPaMPa A b 刚度检算 合格 max 1500 0 33 75 400 fmmmm 4 3 工字钢横梁计算 横梁采用 I32a 工字钢 工字钢横梁安装在 6 组中心间距 4950mm 的贝雷梁 的下弦杆上 横梁与工字钢用 U 型螺栓锁定 每组贝雷梁由三片间距 225mm 的 贝雷片拼组而成 4 3 1 荷载计算 I32a 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 I12 6a 纵梁及桥面板自重 按均布荷载考虑 每根 I32a 横梁 承受恒载 1 3 1 5 4 5 0 006 785025 1 5 14 2 4 5 10 2 46 gkN m 4 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 4 根 I32a 工字钢横 梁承受 按集中力检算 kNP5532 8503 1 4 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 4 3 2 材料力学性能参数及指标 I32a 工字钢 84 1 108 10Imm 53 6 92 10Wmm 2 6700Amm 11572 2 1 1011 08 102 3268 10EINm 4 3 3 力学模型 4 3 3 1 75t 履带吊作用力学模型 4 3 3 2 公路 级汽车荷载作用力学模型 4 3 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 4 3 4 1 履带吊荷载作用下 I32a 工字钢横梁检算 max 422MkNm max 2344 2QkN a 强度检算 合格 6 max max 5 422 10 152 5215 4 6 92 10 M MPaMPa W 合格 3 max max 2344 10 87 5125 4 6700 Q MPaMPa A b 刚度检算 合格 max 4500 2 711 25 400 fmmmm 最大支反力 max 725 5FkN 4 3 4 2 公路 级汽车荷载作用下 I32a 工字钢横梁检算 max 85 3MkNm max 473 5QkN a 强度检算 合格 7 max max 5 8 53 10 123 3215 6 92 10 M MPaMPa W 合格 3 max max 473 5 10 70 7125 6700 Q MPaMPa A b 刚度检算 合格 max 4500 2 2811 3 400 fmmmm 最大支反力 max 612 5FkN 4 4 贝雷梁计算 贝雷梁为两组 每组 3 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 4 4 1 荷载计算 贝雷梁以上恒载为桥面板 I12 6a 纵梁及 I32a 横梁自重 其荷载大小为 1 2 0 01 1 4 5 0 006 7850 1 25 14 20 67 52 7 5 8 9 26 gkN m 4 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 4 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 4 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 m kNM 2 788 kNQ 2 245 49 105 2mmI 46 1057 3mmW 28311 1025 5105 2101 2NmEI 4 4 3 力学模型 4 4 3 1 75t 履带吊作用力学模型 4 4 3 2 公路 级汽车荷载作用力学模型 4 4 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 4 4 4 1 履带吊荷载作用下贝雷梁检算 max 1076 8MkNm max 607 4QkN 最大支反力 max 752 7FkN a 强度检算 合格 max 1076 86 7884729MkNmMkNm 合格 max 607 46 2451470QkNkNkN b 刚度检算 合格 max 12000 20 230 400 fmmmm 4 4 4 2 公路 级汽车荷载作用下贝雷梁检算 max 457 6MkNm max 410QkN 最大支反力 max 504FkN a 强度检算 合格 max 457 66 7884729MkNmMkNm 合格 max 4106 2451470QkNkNkN b 刚度检算 合格 max 12000 9 430 400 fmmmm 4 5 钢管桩顶分配梁计算 钢管桩顶分配梁采用 2I25a 工字钢 工字钢分配梁嵌于钢管桩内 150mm 并 与之焊接牢固 分配梁与贝雷梁用 U 型卡连接 4 5 1 荷载计算 承重梁一作为便桥结构的主要承重结构 是便桥结构稳定安全的生命线 采用的型材为2I25a 根据第5 5节对贝雷梁的计算分析 得到最大节点反力为 752 7kN 下面对最不利情况下 承重梁一的内力情况进行建模分析 和贝雷片自重作集中力验算 集中力大小为 752 7FkN 752 7 1 2 4 3767 1PkN 4 5 2 材料力学性能参数及指标 I25a 工字钢 84 5 02 10Imm 53 4 02 10Wmm 2 4850Amm 11482 2 1 105 02 101 054 10EINm 4 5 3 力学模型 4 5 4 承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析 max 28 8MkNm max 127 94QkN a 强度检算 合格 6 max max 5 28 8 10 35 8203 2 4 02 10 M MPaMPa W 合格 3 max max 127 94 10 13 2119 2 4850 Q MPaMPa A b 刚度检算 合格 max 1900 0 014 75 400 fmmmm 最大支反力 max 255 7FkN 4 6 钢管桩基础计算 本栈桥钢管桩基础每墩采用单排四根 530 8mm 钢管 钢管间用 14a 槽 钢连接形成排架 4 6 1 荷载计算 本便桥结构基础采用单排4根钢管桩桩基础 桩顶最大承载力为履带吊负重 驶到桩顶时 最大荷载为约255 7kN 考虑本项目的地质条件及设计提供的相关 地质资料 施工中 理论设计值作为钢管桩施工的参考 施工选用振动锤进行 施打钢管桩 实际入土深度结合现场实际地质情况确定 4 6 2 桩长计算 根据 港口工程桩基规范 JTJ254 98 第4 2 4条 1 AqlqUQ Rifi R d 式中 Qd 单桩垂直极限承载力设计值 kN 单桩垂直承载力分项系数 取1 45 R U 桩身截面周长 m 本处为530mm 8mm钢管桩取1 664m 单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值 kPa fi q 桩身穿过第i层土的长度 m i l 单桩极限桩端阻力标准值 kPa R q A 桩身截面面积 地