贝雷梁栈桥设计自己222.doc

贝雷梁钢栈桥计算资料一、设计说明新井口栈桥为贝雷梁钢栈桥，桥面宽度为5.0m。为方便水上钻孔桩施工，栈桥桥面于钻孔桩平台齐平。栈桥跨度采用15m，上部采用2榀4片贝雷纵梁（非加强单层双排），2榀贝雷纵梁按间距布置，横向每3m间距采用10号槽钢加工支撑架连成整体；分配横梁采用28b型工字钢，间距为0.75m；桥面系采用22a型槽钢（卧放），横断面布置23根；基础采用120010mm钢管桩，为加强基础的整体性，每排桥墩的钢管均采用22号槽钢连接成整体，每排墩采用2根钢管桩；墩顶横梁采用28a型工字钢。栈桥设计荷载采用8m3混凝土搅拌运输车（满载）。混凝土搅拌运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2。二、贝雷纵梁验算栈桥总宽5m，计算跨径为15m。栈桥结构自下而上分别为：120010mm钢管桩、28a型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁、28b型工字钢分配横梁（间距0.75m）、22a型槽钢桥面。单片贝雷：I=250497.2cm4，E=2105Mpa，W=3578.5cm3 M=788.2 knm, Q=245.2 kn则4EI=2.004106knm2（一）荷载布置1、上部结构恒载（按5m宽计）（1）22a型槽钢：2324.9910/10005.75kn/m（2）25b型工字钢分配横梁：42.0610/1000/0.753.36kn/m 28b型工字钢分配横梁：47.9610/1000/0.753.83kn/m（3）“321”军用贝雷梁：每片贝雷重287kg（含支撑架、销子等）：287410/3/10003.83kn/m（4）28a型工字钢下横梁：643.410/10002.60 kn/根2、活载（1）8m3混凝土搅拌运输车（满载）：车重15t，8m3混凝土20t（2）人群：不计考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于15m，即一跨内同方向半幅桥内最多只布置一辆重车。（二）上部结构内力计算一、桥面板22a型槽钢验算按简支梁计算，计算跨径取L0.75m。车轮宽度按30cm计算,每对车轮的着地面积为0.60.2（宽长），则轴重的一半荷载由3根槽钢承担。采用8m3混凝土搅拌运输车满载荷载进行验算。E=2.0105Mpa，I=158cm4,Wmin=28.2 cm3荷载：车辆后轴荷载P0=160KN 自重q=324.9910/1000=0.75KN/mP=P0/2=80KN Mmax= Pl/4+ql2/8800.75/4+0.750.752/8=15.05KNm= Mmax/ Wmin=15.05/1000/（28.2310-6）177.9Mpa= 215Mpaf1=PL3/48EI=2.2mm f2=5qL4/384EI=0.01mmff1+ f2=2.21mmL/250=3mm安全。二、横向分配梁验算计算跨径取L4.2m,采用28b型工字钢,荷载如图。E=2.0105Mpa,Ix=7480cm4,Wx=534cm3,Sx=309cm3, d10mmq=0.48KN/m荷载：车辆荷载P0=160KN 自重q=5.750.75/5+0.48=1.34KN/mM=pa+qL2/8=801.2+1.344.22/899KNm= Mmax/ Wx=99/1000/（53410-6）185Mpa=215MpaQSx/（Ixd）80/100030910-6/（748010-80.010）33Mpa=85 Mpa 安全。f1=pal2(3-42)/(24EI)=8010004.221.2*(3-41.22/4.22)/（242.01011748010-8）12.6mmf2=5qL4/384EI=0.0004mmf=f1+f2=12.6mmL/250=16.8mm三、贝雷梁内力计算（1）8m3混凝土搅拌运输车（满载）同向每跨只布置一辆，按简支计算。车重15t，8m3混凝土20t。对B点取矩，由Mb0，得RA350/2175KNM中RAa1756.8=1190knmRmax350KNf1pal2（3-42）/（244EI）=17510006.8152（3-46.82/152）/（244EI）=12.1mm（2）恒载按5等跨连续梁计算，查建筑结构计算手册（第二版）。q5.75+3.83+3.8313.41kn/m支点：Mmax=-0.105ql2-0.10513.41152-316.8KNmRmax（0.606+0.526）ql227.7KN按简支时：Mmax=ql2/8377.1KNmf2max0.644ql4/（1004EI）2.2mm（3）恒载+8m3混凝土搅拌运输车（满载）荷载组合荷载计入冲击系数级偏载系数Mmax377.1+11901.21.152019knmM=3152.8KNmQmax227.7+3501.21.15710.7knQ=980.8KNfmax2.2+1.21.1512.118.9mmL/250=60mm安全。四、墩顶横梁计算采用28a型工字钢。根据前面计算结果，每榀贝雷梁传至横梁上的荷载为P710.7/2=355.35KN，计算简图如下。E=2.0105Mpa,Ix=7110cm4,Wx=508cm3,Sx=289cm3, d8.5mmM中RAa355.350.4=142.14KNm= Mmax/ Wx=142.14/1000/（50810-6）/2139.8Mpa=215MpaQSx/（Ixd）/2355.35/100028910-6/（711010-80.0085）/284.96Mpa=125 Mpa 安全。f=pal2(3-42)/(24EI)/2=355.351000520.4*(3-40.42/52)/（242.01011711010-8）/215.5mmL/250=20mm五、钢管桩验算浅水桩：每个桥墩采用2根120010mm钢管桩。根据现场测量14#墩江水最深为7m，设计钢管桩露出水面8，打入基岩4m，如图所示。1、钢管桩压弯稳定验算：荷载：按洪水时计算，此时只考虑自重，不计重车荷载竖向荷载:P=16.8KN/m15m/2=126KN横向荷载按钢管桩自由长度7+8=15m计算：钢管桩水流压力：P1=Cwn1A(V2/2g) 见港口工程荷载规范Cw-水流阻力系数 圆形截面取Cw=0.73 n1-淹没深度影响系数根据d1/h=1.43（淹没深度d1从水面起算至柱高的1/2处=14+15/2=21.5m h为桩高=15m），查表得n1=0.94P1=0.730.94151.22103.82/(210)=90.66KN 作用在钢管桩顶往下自由桩长的1/3处。桩上部结构水流压力：P2=Cwn1A(V2/2g) Cw-水流阻力系数 对于平面桁架截面挡水面积系数=挡水面积/轮廓面积=0.54/2=0.27 查表得Cw=2.05 n1=0.94 =2.050.948.1103.82/(210)=112.69KNWx=（D4-d4）/32D=0.01141m3i=（D2+d2）/4=0.42781m一端固定另一端自由取2 , =l/i=70 查表得x=0.75Nex=2EA/1.12=13872KN查表取mx=1, x=1.15Mx=112.6915+90.6610=2597.07KNmf1=N/xA+mxMx/xWx（1-0.8N/Nex）=1261000/0.75/0.03801+12597.071000/(1.150.01141(1-0.01) =203.87Mpa=215Mpa 安全。 深水桩：每个桥墩采用2根150016mm钢管桩，钢管桩内灌注钢筋砼至标高160.00处，钢筋间距10cm。根据现场测量58#墩江水最深为25m，设计钢管桩露出水面8，打入基岩4m，如图所示。1、钢管桩压弯稳定验算：荷载：按洪水时计算，此时只考虑自重，不计重车荷载竖向荷载:P=16.8KN/m15m/2=126KN横向荷载按钢管桩自由长度25+8=33m计算：钢管桩水流压力：P1=Cwn1A(V2/2g) 见港口工程荷载规范Cw-水流阻力系数 圆形截面取Cw=0.73 n1-淹没深度影响系数根据d1/h=0.94（淹没深度d1从水面起算至柱高的1/2处=14+33/2=30.5m h为桩高=33m），查表得n1=0.86P1=0.730.86331.532103.82/(210)=245.14KN 作用在钢管桩顶往下自由桩长的1/3处。桩上部结构水流压力：P2=Cwn1A(V2/2g) Cw-水流阻力系数 对于平面桁架截面挡水面积系数=挡水面积/轮廓面积=0.52/2=0.26 查表得Cw=2.05 n1=0.86 =2.050.868.1103.82/(210)=103.10KN钢管桩W1=（D4-d4）/32D=0.02858m3钢管桩内钢筋W2= 0.0073661310/215=0.01062m3总Wx= W1+W2=0.0392m3i=（D2+d2）/4=0.53602m一端固定另一端自由取2 , =l/i=123 查表得x=0.41Nex=2EA/1.12=9019KN查表取mx=1, x=1.15Mx=103.133+245.1422=8444KNmf1=N/xA+mxMx/xWx（1-0.8N/Nex）=1261000/0.41/0.0762+184441000/(1.150.0392(1-0.005) =193.44Mpa=215Mpa 安全。2、整体抗倾覆稳定验算：以水深最大处管桩计算，简图如下：栈桥整体以A点为支点倾覆力矩：M倾=（103.133+245.1422）1.6=13510KNm抵抗力矩：岩层最大抵抗力Ep= AA取管桩与岩层接触面在受力垂直面的投影面积=DH=1.54=6m2根据初步设计图纸岩层（W2）的设计承载力为5