下承式贝雷钢栈桥设计计算书

1、目录1 设计说明错. 误!未定义书签栈桥构造错. 误!未定义书签贝雷梁 桩顶横梁 钢管桩基础设计主要参考资料设计标准 错误!未定义书签 错误!未定义书签 错误!未定义书签 错误!未定义书签 错误!未定义书签主要材料力学性能 错误!未定义书签2 作用荷载 错误!未定义书签永久作用 错误!未定义书签可变作用 错误!未定义书签混凝土罐车 错误 ! 未定义书签流水压力 错误 ! 未定义书签风荷载 错误 ! 未定义书签制动力 错误 ! 未定义书签荷载工况 错误!未定义书签3 栈桥结构计算分析 错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签 错误!未定义书签 错误!未定义书签计算模型 计算分析 计算结果

2、汇总4 基础计算 钢管桩入土深度 错误!未定义书签钢管桩稳定性 5 结论 错误!未定义书签 错误!未定义书签栈桥计算书1 设计说明1.1 栈桥构造栈桥设计为下承式贝雷钢栈桥， 负担施工中的材料、 物资的运输功能、 人员的通 行通道。栈桥跨径 9m，宽度 6m，栈桥顶标高 +。基础采用 610mm，壁厚 8mm钢管桩， 桩顶横梁为 2HN450200型钢，其上为 2 组贝雷梁，每组 2片，用 45cm贝雷支撑架 相连。贝雷梁下弦杆上布置 HN350175 横向分配梁，用骑马螺栓与贝雷梁连接，紧 贴贝雷片腹杆布置。 横向分配梁上间隔 35cm铺 I22b 纵向分配梁， 与横向分配梁点焊 连接。桥面

3、采用 10mm厚花纹钢板。栈桥跨径布置及横断面见下图。图 1.1-1 栈桥总体立面布置图1.1.2 贝雷梁栈桥采用 4片 3000mm1500mm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标准连接花架连接成一组， 共 2 组。紧贴着贝雷片内侧于桥面钢板上 安装两道护轮木，左右侧各一道。1.1.3 桩顶横梁贝雷梁支承在 2根 HN450 200工字钢桩顶横梁上， 2根 HN450200横梁间采用 间断焊接。 分配梁焊接在钢管桩顶牛腿上， 以保证分配梁的横向稳定性。 贝雷片下垫 10mm厚橡胶垫板，并通过焊接在横梁上的限位器限制横向和纵向的位移。1.1.4 钢管桩基础基础采用

4、 6108mm钢管桩，每排 2 根，中心间距 4650mm。1.2 设计主要参考资料(1) 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)；(2) 港口工程桩基规范 (JTS 167-4-2012) ；(3) 公路桥涵施工技术规范 (JTG/T F50-2011 )；(4) 钢结构设计规范 (GB50017-2003)。1.3 设计标准桥面宽度： 6m；验算荷载： 8m3混凝土罐车；跨径布置： +；河沟水位：现场实测最高潮位（施工常水位） ；河床高程：取 -2m。1.4 主要材料力学性能栈桥除贝雷梁为 Q345钢、贝雷销子为 30CrMnTi 外，其余的钢材均采用 Q235钢表 1.4-1

5、 钢材的强度设计值（ Mpa）构件牌号抗剪Q235钢Q235钢215125贝雷销子30CrMnTi1105208贝雷梁16 锰钢3101802 作用荷载2.1 永久作用本栈桥永久作用为材料自重恒载， 型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重， 材料自重采用 Midas Civil2013 软件自动计入。2.2 可变作用2.2.1 混凝土罐车工地使用的 8m3混凝土罐车共 3 轴，空载时整机重量， 为前一后二的形式， 满载 8m3混凝土总重量为 32t ，轴距为，轮距，空载轴重为，满载轴重为 97 112 112kN，详见图。图2.2-1 8m3混凝土罐车轮距示意图（单位： m）2.2.2 流水

6、压力栈桥所处位置河沟水流流速较小，流水压力可忽略不计。2.2.3 风荷载 栈桥桥面标高与河沟两岸地面线齐平， 桥面与水位线高差较小， 故风荷载可忽略 不计。2.2.4 制动力混凝土罐车满载时 320kN，制动力为 10的竖向荷载，其值为 32kN，由 4 根钢 管共同分担，平均每根承受 8kN的纵向水平力。2.3 荷载工况计算时取 8m3混凝土罐车满载时行走的工况： 自重满载罐车 +制动力。3 栈桥结构计算分析3.1 计算模型利用 Midas Civil2013 建立栈桥模型，详见图。钢管桩桩底为固结约束。图 3.1-1 栈桥计算模型3.2 计算分析8m3混凝土罐车满载行走时，栈桥受力计算分析

7、如下。应力计算图3.2-1正应力图（单位：MPa)图3.2-2剪应力图（单位：MPa)图3.2-3位移图（单位：mm)3.3 计算结果汇总 通过计算分析，各构件应力、变形均较小，未超过钢材设计强度范围，计算结果 汇总如下表所示。表 3.3-1 内力变形计算结果汇总表部位正应力（ MPa）剪应力（ MPa）变形（ mm）工 22b 纵梁HN350横梁贝雷梁2HN450 200 桩顶横梁610 钢管桩0Q345材质（贝雷）： 最大正应力 max w=310MPa，满足要求。 最大剪应力 max w=180 MPa，满足要求。 最大位移 f max=9000/400=，满足要求。Q235材质（除贝雷

8、外的其它构件） ： 最大正应力 max w=215 MPa，满足要求。 最大剪应力 max w=125 MPa，满足要求。 最大位移 f max=4650/400=，满足要求。4 基础计算4.1 钢管桩入土深度根据下图计算模型所示， 单根钢管桩所受最大竖向力为， 据此计算钢管桩入土深 度。图 4.1-1 桩底反力图 根据港口工程桩基规范 （ JTJ254-98）第 4.2.4 条：管桩竖向容许承载力按下 式计算。1Qd （U q fi li qR A）R式中：Qd 单桩垂直极限承载力设计值（ kN）；R 单桩垂直承载力分项系数，取；U 桩身截面周长（ m）；qfi 单桩第 i 层土的极限侧摩阻

9、力标准值（ kPa），按表采用； li 桩身穿过第 i 层土的长度（ m）；qR 单桩极限桩端阻力标准值（ kPa）；A 桩身截面面积。取 XLDS1钻探孔位处地勘图， 计算钢管桩入土深度及受力情况， 该部位地层信息 及土层摩阻力如表：表 4.1-1 XLDS1土层摩阻力统计序号土层名称底面高程（ m）分层厚度（ m）桩周摩阻力（ kPa）1填土02淤泥质粘土203细砂354粉质粘土405细砂356含淤泥质粉质粘土207中风化花岗岩设钢管桩入第三层深度为 L，计算得：1245.1 3.14 0.61 （20 8.8 35L）1.45计算得， L=，钢管桩入土总深度 H=+=，取入土深度（考虑河

10、床标高）4.2 钢管桩稳定性N xA稳定性应按下式进行验算：mxM xNxWx(1 0.8 )NEx式中：x 对 x-x 的轴心受压构件稳定系数；M x 所计算构件段范围内对轴的最大弯矩；N E x 参数， NEx2EA /（1.1 2x ）；Wx 对轴的毛截面模量；mx等效弯矩系数；钢管桩桩顶标高为 +，河床标高为，则钢管桩的实际长度 12m。则，l 0xix2 120.212113. 2NEx2EA/( 1.1 x2 )2 3 23. 142 206 103 18849 /(1. 1 113. 22)62.72 106查询钢结构设计规范GB50017-2003）中附录 C中表 C-2，利用内插法计算，钢管桩 x 0. 475 。则，NmxMx245.1 103xAxWx(10.8 N )NEx0.4