栈桥计算书3A

1、附件：便桥计算书1概述1.1设计说明根据钱江通道及接线工程南接线03A合同段桥梁施工需要，特分别修建跨七工段直河、后横河便桥长约96m 48m行车道宽4.5m+人行道宽0.8m，便桥结构形式为5排 单层贝雷桁架，桁架间距0.9m,标准跨径为12m桥面系为厚度为8m钢板与间距为24cm 的工12.6焊接而成的组合桥面板；横向分配梁为122a，间距为1m基础采用© 420x 7mm 和© 377x 7mr钢管桩，为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采用20号槽钢连接成整体；墩顶横梁采用2工28a。便桥布置结构形式如下图1。图1栈桥一般构造图（单位：cm）(JTG D60-20

2、04)(JTJ024-85)(JTJ025-86)(JTJ0412000)(JTJ213-98)1.2设计依据1）公路桥涵设计通用规范2）公路桥涵地基与基础设计规范3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范4）公路桥涵施工技术规范5）海港水文规范1.3技术标准1）设计控制荷载：挂-120 ; 50t履带吊+15t吊重（考虑1.3冲击系数），按85t吨 计。2）设计使用寿命：24个月；3）设计行车速度10km/h。)2荷载布置2.1上部结构恒重（4.5米宽计算） . . 2（1）钢便桥面层：8mn厚钢板，单位面积重62.8kg/m，则2.82kN/m。（2）I12.6 单位重 14.21kg/m，贝U

3、2.98kN/m，间距 0.24m。（3） 122a 单位重 33.05 kg/m，贝U 0.33kN/m, 1.98KN/根，间距 1.0m。（4 ）纵向主梁：横向5排321型贝雷梁，5.5KN/m；（5 ）桩顶分配主梁：2128a,单位重86.8 kg/m ,则0.87kN/m。2.2车辆荷载1）挂车-120荷载（轮着地宽度和长度为0.5mx 0.2m）3301严3J0了30|-一g7-1? r-4.0-17 -A-aI11 3 7 1主要指标单位履带-50车辆重力kN500履带数或车轴数个2各条履带压力或每个车轴重力kN56 kN/m履带着地长度或纵向轴距m4.5每个车轴的车轮组数目组-

4、履带或车轮横向中距m2.5履带宽度或每对车轮着地宽和长m0.7图2挂-120荷载的纵向排列和横向布置（重力单位:kN;尺寸单位：m）图3、50T履带吊主要技术指标2）施工荷载及人群荷载：4kN/m3上部结构内力计算3.1桥面系由于本项目便桥桥面系采用框架结构，面板加强肋采用间距为24cm的I12.6焊接成整体，其结构稳定可靠，在此不再对面板进行计算，仅对面板主加强肋进行验算, 其荷载分析如下：1）自重均布荷载：0.29kN/m，本计算中可忽略不计2) 施工及人群荷载：不考虑与梁车同时作用。3) 轮压：最大轴重为300kN,每轴4组车轮，则单组车轮荷载为75kN,车轮着地 宽度和长度为0.5mX

5、 0.2m，单组车轮作用在2根112.6上，则单根112.6受到的荷载为: qi=1/2 x 75kN /0.2m=187.5kN/m。面板主加强肋下的横向分配梁I22间距为1m则单边车轮布置在跨中时弯距最大 计算模型如下：0 00 0曲 so“ ° 1£r斗7L3CJcJ图4受力模型图5 计算结果(Qmax=18.9kN, 履带荷载属均布荷载，85t分布作用在4.5m长的区域，对桥面工字钢的作用比轮 式荷载小，不予计算。选用I12.6,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：4Wx=49cmA=14.33cm2,lx/Sx=8.68(lx=245cm ，Sx=28.2cm)

6、， b=0.45cm。33(T =M/Wx=6.12kN- m /49cm x 10 =125MPa<1.3c=1.3 x 145= 188.5 MPat =QS/lb=18.9*10/14.33/0.45=29.3Mpa<1.3 t =1.3 x 85= 110.5 Mpaf max=9.7x 10-6m<L/400=2.5X 10-3m(根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 条有：对于临时结构有c =145x 1.3 = 188.5Mpa)考虑计算中忽略了面板的分配作用，综合考虑该结构设计满足强度要求。3.2 I22a横向分配梁内力计算车轮作用在跨中时，横向分配梁的弯矩最

7、大，轮压力为简化计算可作为集中力。荷载分析：1) 自重荷载：0.3kN/m x 18+0.142kN/m= 5.5kN/m2) 施工及人群荷载：不考虑与梁车同时作用3) 挂车轮压：根据第3.1节对面板加强肋的计算知，该计算模型中节点反力即为 挂车作用于横向分配梁上的轮压荷载，其节点反力结果如下图：图6面板加强肋节点反力结果考虑结构物自重，建立计算模型：图8 计算结果(Qma治27.72kN , 85t履带轮压：履带吊接地长度为4.5m, 122a布置间距为1m则履带吊同时作用 在5根122a上，单根122a的履带轮压为850-5= 170 kN小于运梁车单轴300 kN同时作 用在单根122a

8、上，不予计算。选用I22,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：2343则 A= 42.1cm ，W=310cm，l/S=18.9cm(l=3400 cm ， S=174.9 cm)，b=0.75cm33(T =M/W=8.75kN- m /310cm x 10 =28.2MPa>1.3 c =1.3 x 145= 188.5 MPat =QS/Ib=27.72*10/18.9/0.75=20MPa>1.3 t =1.3 x 85= 110.5 MPa。根据上述计算结果知，采用I22结构做分配梁，其强度将满足施工要求3.3贝雷梁内力计算挂车荷载分析：1） 自重均布荷载：q1 =0.

9、3kN/m+1.98 kN /m + 5.5kN/m=7.78kN/m；2）施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用；3）本项目栈桥最大设计跨径为12m，选择12米跨径进行分析，考虑挂车在栈桥上的行驶路径，单跨贝雷梁受力最不利的情况为挂车一端行驶到跨中和跨端位置，据此,利用SAP200建立受力模型如下：工况一、图9受力模型-.7.t5(11953 441 )131.59121图 10 弯矩图(图 11 剪力图(Qmax=627.88kN)3<M)JODIniiiuiiLi|F V r f v 4* fF>' <*4* rJOO3007,8Hinjunuinuiiiiiri

10、iiiiiiLiLiiiiuiJK v jr 护 A中皆1冲* * r * tr f f v v fjvr r 時 * * 2 V * * 林 * 亍沖中、审92635.48图12节点反力图（Nmax=926.88kN）332履带吊施工阶段荷载单跨贝雷梁受力最不利的情况为50T履带吊车行驶到跨中位置和跨端作业，50T履 带吊车作业荷载85t x 10/4.5m=188.9 kN/m。据此，利用清华大学结构求解器建立受 力模型如下：工况二图17、受力模型图 18 弯矩图(471.71442.591我口-*71.71图 19 剪力图(Qmax=471.71kN)图 20、节点反力图(Nmax=47

11、1.705kN)工况三m97.71A图21、受力模型图22 弯矩图(Mmax=1368.39kN.m)图23 剪力图(Qmax=737.35kN)图 24、节点反力图(Nmax=737.346kN)经过上述分析知，贝雷梁最大弯矩 MnaxF,最大剪力Qax2=737.35kN 纵向主梁选用5排单层贝雷架，则贝雷梁容许弯矩M=788.2 X 5=3941kN.m容许剪力Q=245.2 X 5= 1226kNoQmax=737.35kN<Q = 1226kN,满足强度要求。3.4承重梁内力分析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2128a o根据第3.

12、3节对贝雷梁的计算分析，得到最大节点反力为 737.346kN， 主纵梁为5单层贝雷，则单排贝雷对承重梁一的作用力为 737.346/5147.47 kN。下 面对最不利情况下，承重梁一的内力情况进行建模分析。U7.47147.71147.7147.71147.71(2)图25计算模型图26弯矩图(Qma治66.47kN),135.30135.30IV /1L47.7178.551 f-12.41(i)-14.41<3)4:-6B.E3 出£ &3-147. 1147.-1)6542)6.54图27 剪力图(根据上述建立有限元模型进行分析可知，取最大荷载Mmax=66.

13、47KN m,Qmax=216.54kN进行桩顶承重梁的截面设计。3Wx= Mmax/c = 94.28N m /145 Mpa=458cmA= Qmax/ t =216.54kN/85 Mpa=25.4cm 2选用2128a,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：W=2< 508cm=1016cm,2A=2< 55.4=110.8cm ,43l/S=24.6(l=7110cm , S=292.7cm),b=0.85 < 2= 1.7cm,下面对其强度进行验算：33(T =M/W=66.47kN- m /1016cm < 10 =65.4MPa<1.3 c t =

14、QS/lb=216.54*10/24.6/1.7=51.8MPa <1.3 t 满足强度要求。4钢管桩承载力本便桥结构基础采用单排3根钢管桩桩基础，桩顶最大承载力为挂车行驶到桩顶 时，最大荷载为约349.1kN。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。4.1钢管桩理论入土深度计算：根据港口工程桩基规范(JTJ254-98 )第424条：Qd 二丄（U+qRA）Yr式中：Q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1.45 ;U桩身截面周长（m，本处为

15、377mm*6mft管桩取1.184m, 420mm*7niH管桩取1.319 ；qfi单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）；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；地质情况统计如下：岩土编号土层名称地基土容许承载力（kPa）桩周土极限摩力（kPa）顶面（m）底面咼程（m）层厚（m）1粉土3055 (取 40)1.31-3.394.72粉砂3555 (取 45)-3.39-13.6910.33淤泥质粉质黏土1525 (取 20)-13.69-16.592.9根据上述验算可知单桩最大承受荷载约 349.1 kN。现假设桩底打入粉砂L）m,

16、带入 上述计算公式中（因端部摩阻力很小，计算时不予考虑），则有：（单排 3根桩）349.1 kN = 1/1.45X 1.319X（40X 4.7+45X Lx）求解得:Lx = 4.4m。 由计算可知，钢管桩打入粉砂层4.4米。桩底标高为-7.79m,桩顶标高为+7.171m, 则单根桩总长为15m。（单排 4根桩）261.8kN = 1/1.45X 1.184X（40X 4.7+45X Lx1 ）求解得：Lx1 = 3m。（单根桩长度计算长度为13.6m）4.2钢管桩稳定性计算水深3m按1nt冲刷深度考虑，贝冋假定钢管桩悬臂固结点在 -8.8m处，桩顶标高L 16取+7.201m,钢管悬臂长度为16m根据压杆原理，卩=上= =38 <40，满足稳D 0.420定要求。4.3钢管桩强度分析：根据上述计算结果，现对钢管桩基础进行建模分析：（此处按单排3根420mm*7mm钢管计算）图28、计算模型图29、轴向力结果（418.74kN）图 30、变形图（fmax=0.0032m）.S3图 31 剪力图(Qmax=210.35kN)lu