321型贝雷钢栈桥计算书53页

1、. - 1 -附件：县道南美路（县道南美路（XKC3）沱江大桥加宽改造工程）沱江大桥加宽改造工程 栈桥及钢平台计算书栈桥及钢平台计算书 计算人：何桂生计算人：何桂生 复核人：孙龙复核人：孙龙中铁九局集团有限公司内江市县道南美路沱江大桥加宽中铁九局集团有限公司内江市县道南美路沱江大桥加宽改造工程项目经理部改造工程项目经理部5 5 年年 1111 月月. - 2 -目 录一、概述一、概述.- 3 -1、设计说明.- 3 -2、遵照规范及主要参考文献.- 9 -3、主要技术要求.- 9 -4、主要材料性能.- 10 -二、荷载布置二、荷载布置.- 13 -1、各材料荷载布置.- 13 -2、荷载工况

2、布置.- 13 -三、上部结构内力计算三、上部结构内力计算.- 14 -1、组合桥面板.- 14 -2、 I22A横向分配梁内力计算.- 19 -3、纵梁内力计算.- 22 -4、上承式承重梁 H600*200*11*17.- 38 -四、钢管桩承载力四、钢管桩承载力.- 41 -五、焊缝计算五、焊缝计算.- 52 -六、桥台地基承载力验算六、桥台地基承载力验算.- 54 -七、计算结论七、计算结论.- 56 -. - 3 -内江市县道南美路沱江大桥加宽改造工程内江市县道南美路沱江大桥加宽改造工程钢栈桥计算书钢栈桥计算书一、概述一、概述 1、设计说明 钢栈桥主栈桥位于沱江大桥右幅边线 2 米外

3、，拟建栈桥分为两段，从西岸方向起点河岸侧往 2 号墩为第一段，钢栈桥起点(K0+519.44)标高 304.5 m，终点（K0+564.544）标高 304.5m，无纵坡；东岸方向，从 3 号墩至东岸岸边，主桥墩 7号墩与 6 号墩之间，钢栈桥起点(K0+661.04)标高 303.5 m，终点（K0+784.04）标高303.5m，钢栈桥全长 213m，无纵坡。考虑主桥桩基、立柱、系梁施工，全桥布,2-6号墩修建支栈桥和平台各 5 个。桥墩采用钢管桩基础,桥台采用砼基础。主栈桥简况：栈桥桥面宽度 6m。栈桥梁部使用贝雷梁搭设：每断面布置 3 组单层贝雷梁，每组 2 片，采用 90 支撑架连接

4、，组间距分布为：1.35+1.35。贝雷梁上设横分配梁，横向分配梁为 22a 工字钢，间距 1 m，分配梁长度为 6 米。桩基采用二种布置形式：a，单排桥脚形式，采用 3 根 630mm*10mm 规格钢管桩；b，复式桥脚，采用双排 6 根 630mm*10mm 及以上钢管桩。承重梁为单拼 H600*200 钢，桥台采用砼桥台基础。桥面采用专用桥面板，车道两侧设 1.2m 高防撞护栏。其相关布置图如下： 上部结构布置形式 桥墩下部布置形式. - 4 - 支栈桥简况：根据主桥桥墩位置进行布置，靠近桩基边离桩基边线为 2.5m。栈桥桥面宽度 6m，长度 21 或 24m。梁部使用贝雷梁搭设：每断面

5、布置 3 组单层贝雷梁，每组 2 片，采用 90 支撑架连接，组间距分布为：1.35+1.35。贝雷梁上设横分配梁，横向分配梁为 22a 工字钢，间距 1 m，分配梁长度为 6 米。桩基采用单排桥脚形式，采用 3 根 630mm*10mm 及以上规格钢管桩。桥面采用专用桥面板，车道外侧设 1.2m 高防撞护栏。承重梁为单拼 H600*200 钢，其相关布置图同主栈桥。钻孔平台简况：根据主桥桥墩位置进行布置，靠近支栈桥边布置。宽度 6m，长度18m。梁部使用贝雷梁搭设：每断面布置 2 组单层贝雷梁，每组 2 片，采用 120 支撑架连接，组间距分布为：3.96m。贝雷梁上设横分配梁，横向分配梁为

6、 22a 工字钢，间距 0.75 m，分配梁长度为 6 米。桩基采用单排桥脚形式，采用 3 根 630mm*10mm 及以上规格钢管桩。桥面采用25a 槽钢，间距 3cm。车道外侧设 1.2m 高防撞护栏。其相关布置图如下： 上部结构布置形式一 . - 5 - 单排墩下部布置形式 一 上部结构布置形式 二 . - 6 - 单排墩下部布置形式二 上部结构布置形式 三 . - 7 - 单排墩下部布置形式三 桥台采用 L 型，长度 6 米，宽度 1.5 米，高度 1.0 米，栈桥贝雷梁及以上结构直接落在砼桥台顶上，端头修建长度 6 米，高度 1.87 米，宽度 0.5 米的背墙。 . - 8 -2、

7、遵照规范及主要参考文献 建筑结构荷载规范（GB 500092001） 钢结构设计规范（GB 500172003） 低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008） 热轧型钢（GB/T 7062008） 公路工程技术标准（JTG B012003） 公路桥涵设计通用规范（JTG D602015） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 02586） 公路桥涵施工技术规范（JTJTF 502011） 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007） 港口工程桩基规范（JTJ 254-1998） 当地河道相关地质资料。 装配式钢桥使用手册、现场踏勘所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况

8、及施工环境等调查资料；、为完成本工程拟投入的施工管理、专业技术人员、机械设备等资源；. - 9 -、公司技术支持、工法成果、机械设备状况、施工技术与管理能力。、沱江大桥相关设计图纸，地质报告。3、主要技术要求 钢便桥：主栈桥长度258米。 钢便桥跨度：321型贝雷最大跨径12米。 钢便桥行车道宽度6m。 桥面纵坡：0.0%。 设计荷载：轮式荷载:10立方米砼罐车，自重+载重45吨；履带荷载：QY50吨履带吊自重50吨+最大吊重14吨。（考虑现场代表性的最大荷载车辆） 设计速度：10km/h 设计安全等级：二级 设计基准期：2年 设计最高水位：300（根据评审结果，施工时按照301.65考虑。）

9、 （10）栈桥桥面顶标高，西岸高度304米，东岸303.5米。(11)行车要求：主栈桥、支栈桥同一跨内，仅允许2辆10立方米罐车一空一载重车车辆通行；履带吊施工作业时，仅允许单跨单车通行。钻孔平台运行8吨锤冲击锤作业。（12）从不利情况考虑，取水流最大流速 1m/s.。(沱桥桥梁通航论证报告里为 0.275m/s。)4、主要材料性能 结构材料 Q235 屈服强度：s=235 Mpa轴向容许应力： =140MPa 抗拉、抗压和抗弯容许强度：w w =145MPa 抗剪容许强度：=85MPa 材料 Q345屈服强度：s=345 Mpa. - 10 -轴向容许应力： =200MPa 抗拉、抗压和抗弯

10、容许强度：w w =210MPa 抗剪容许强度：=120MPa 钢材的物理性能指标 弹性模量 E=2.06105 MPa 剪切模量 G=0.81105 MPa 质量密度=7850kg/m3 双排单层贝雷梁容许弯矩M=1576.4N .m*2单排单层贝雷梁容许剪力Q= 245.2kN*24、验算荷载： 1.4.1 10立方米罐车荷载，安全等级2，结构重要性系数1.0，限速10km/h，不考虑汽车冲击力，考虑45吨荷载验算：栈桥结构的各个部位的刚度、稳定性、挠度等。10 方混凝土罐车：载重时重量45t. -栈桥运营荷载总重：450kN轮距：1.8 m轴距：4 m +1.5m前轴重力标准值：50kN

11、后轴重力标准值：2200kN前轮着地面积：0.30m0.20m后轮着地面积：0.60m0.20m. - 11 - 满载荷载示意图满载荷载示意图 空载荷载示意图空载荷载示意图 1.4.2施工用50吨履带吊+14吨吊重，结构重要性系数考虑1.0，按64吨荷载对栈桥结构的各个部位的刚度、稳定性、绕度等进行验算。 . - 12 - 6464吨验算荷载履带吊示意图吨验算荷载履带吊示意图 1.4.3设计行车速度10km/h。1.4.4施工荷载及人群荷载。施工荷载及人群荷载按3kN/m2计。二、荷载布置二、荷载布置 1、各材料荷载布置1、上部结构恒重1.1钢便桥面层：8mm厚钢板，单位面积重62.8kg，则

12、0.628kN/m。1.2面板加劲肋工12.6,单位重14.21kg/m，则0.15kN/m，间距0.24m 。1.3上承式面层横向分配梁：I22a22a，单位重33kg/m，则0.33kN/m； 1.5纵向主梁：321贝雷梁：单组1.0kN/m；1.6桩顶承重梁主梁1：H600*200，单位重106.135kg/m ,则1.06135kN/m。1.7剪刀撑或水平连接撑双拼20a,单位重0.226KN/m。1.8630*10mm钢管桩，单位重152.9Kg. 单位重1.529KN/m。2、荷载工况布置2.1对栈桥上部结构桥面系、分配梁、贝雷梁、承重梁计算采用：工况1：结构自重（恒载）+机械验算

13、荷载. - 13 -2.2对于钢管桩的验算，考虑钢管桩为栈桥基础，是结构的重中之重的受力部分，采用：工况2：结构自重（恒载） +车辆荷载+风荷载+流水荷载+汽车制动力。为简化计算且根据施工实际情况，人群荷载和施工荷载不考虑在工况中且挠度计算也采用上述工况计算。钻孔平台仅考虑冲击锤荷载，冲击锤荷载总重约20吨，荷载较小，不予计算。三、上部结构内力计算三、上部结构内力计算 1、组合桥面板1.1、桥面花纹钢板用8mm厚Q235花纹钢板材料，焊接在横向分配梁上，分配梁间距为24cm，计算跨径为0.24m。弹性模量E2.1*105MPa，密度取。取单位宽（1m）作为3/5 .78mKN计算截面其参数：惯

14、性矩：=4.2667*10-8m443342667128100012mmbhI 截面抵抗矩：1.0667*105m3322106676810006mmbhW. - 14 - 面积矩=8*106m332280008810008mmbhS 截面积 A=8*1000=8000mm28*103m2荷载计算罐车每组轮压最大荷载为100KN。轮压接地尺寸0.6*0.2m。轮压每平方米荷载为：q=100/0.6/0.2=833.33 KN/m2;QY50吨履带吊单条履带每平米每条承受荷载89.8KN/m2.取罐车轮压对桥面板花纹板进行检算如下：a.单个汽车后轮宽*长=0.3*0.2,单组接地尺寸0.6*0.

15、2，当汽车后2组轮胎通过时，将花纹钢板视作8跨连续梁计算受力（取一组车轮荷载计算）；将最大荷载轮压100KN转化为线均布荷载：q1=100/0.6=166.67KN/m b. 花纹钢板自重产生的荷载自动计算在模型中。取两个轮子宽度为 60cm，按工况一对其进行受力分析。采用 SAP2000 建立受力模型如下：车载示意图. - 15 -受力分析弯矩图弯矩图( (Mmax=-0.94N.mMmax=-0.94N.m， QmaxQmax22.333kN)22.333kN)1）弯曲强度 Mmax=0.94KN.m max0.9488.122188.51.0667*10 5MMPaMPaW 满足要求。

16、（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构有 1.3 1451.3188.5Mpa）,=851.3=110Mpa2）剪切强度Q22.33KN 6822.33 8 104.181104.2667 101mmQSMPaMPaI b 满足要求。（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构有 1.3 1451.3188.5Mpa）,=851.3=110Mpa3)刚度分析扰度L/250=0.24/250=0.00096m，满足要求。max0.000016mf1.2、桥面系12.6工字钢（1）自重均布荷载：0.15kN/m，电算模型自动附加在计算中

17、，不另外进行添加。. - 16 -P1面板=62.8kg*0.24*1.0=0.15kN/m。（2）施工及人群荷载：不考虑与料车同时作用。（3）I12.6断面内间距为24cm，321型贝雷横向分配梁最大间距为1m，其受力计算按照跨径为1m进行验算。运料车轮压：单组车轮接地尺寸为0.6m0.2m,每组车轮压在3根I12.6上，则单根I12.6承受的荷载按照集中力计算为100 kN3=33.33kN；履带吊单根履带宽度0.76m。压在4根工字钢上，则单根工字钢承受的荷载按照集中力计算为：640KN/2/4.69m/4*1m=17.06KN.取运罐车荷载简算，取1m I12.6，运料车荷载压在跨中，

18、假定直接作用于I12.6工字钢上，按简支梁进行计算，按工况一对其进行受力分析。计算模型如下： 荷载模型 受力模型受力模型. - 17 -弯矩图弯矩图( (Mmax=8.35N.mMmax=8.35N.m， QmaxQmax16.74kN)16.74kN)选用I12.6a，则 Wx=77cm3 ；=M/W=8.35kN.m /77 cm3=108.4MPa =188.5MPa；满足强度要求。=QS/Ib=16.74/10.8/0.5=31MPa=110MPa（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构有 1.3 1451.3188.5Mpa）,=851.3=110Mp

19、a）计算中忽略了 8mm 厚面板及钢框架整体分配作用，为此上述计算中是偏安全的，该桥梁面系结构设计满足临时钢结构强度刚度规范要求。挠度fmax=0.000798mL/250=1.0/250=0.004m，满足要求。2、 I22a 横向分配梁内力计算 主支栈桥、支栈桥分配梁荷载分析：. - 18 -（1）桥面板均布荷载：q1=16/6/21.334kN/m，分配梁间距1m，分配梁承受线性荷载=1.334KN/m。分配梁荷载自动计算在模型中。（2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用（3）汽车轮压：单轴最大荷载为罐车荷载=100 kN,单组轮压荷载,履带荷载：履带吊单根工字钢最大集中荷载P=640

20、/2/4.69*1m=68.23KN。取罐车轮压计算。从设计图上知道，支栈桥考虑罐车一单轴作用于分配梁跨中，此时分配梁承受最不利弯矩。（4）假定一空一载并排行走，如下图： 计算模型如下：受力模型受力模型. - 19 -弯矩、剪力图弯矩、剪力图(Mmax=17.51kN.m(Mmax=17.51kN.m ，QmaxQmax88kN)88kN)，fmax=0.00031mfmax=0.00031m（5）假定罐车单轴作用于分配梁跨中如下图： 计算模型如下：受力模型受力模型. - 20 -弯矩、剪力图弯矩、剪力图(Mmax=23.49kN.m(Mmax=23.49kN.m ，QmaxQmax86.34

21、kN)86.34kN)，fmax=0.0002mfmax=0.0002m选取最大内力值Mmax=23.49kN.mMmax=23.49kN.m ，QmaxQmax88kN88kN，fmax=0.00031m对分配梁进行设计选用I22a,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：W=309cm3A=42cm2,I/S=18.9d=0.075cm，下面对其强度进行验算：=M/W=23.49kNm /（309）cm3103=76MPa=145MPa*1.3。抗弯强度满足要求。=QS/Ib=88/18.9/(0.075)=60.91Mpa=85Mpa*1.3，抗剪强度满足要求。（根据公路桥涵钢结构及木结构

22、设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构有 1.3 1451.3188.5Mpa）,=851.3=110Mpa挠度挠度Wmax=0.00031m1.35m/250=0.0054m。挠度满足要求。结构刚度与强度均满足要求。实际上，桥面板对力的分配后，实际单根 22a 工字. - 21 -钢受力远远小于该假定计算的力。3、纵梁内力计算 本栈桥主要考虑罐车通行和履带吊施工过程中使用。计算中，假定车辆荷载在栈桥不同的位置，产生的内力值，试算法求出最大的内力值及支点反力。主、支栈桥最不利荷载组合：组合 1，考虑罐车最不利荷载：一空一载砼罐车错车通行。组合 2，单跨单桥 QY50 施工作业；平台最不利

23、荷载组合：冲击锤施工作业，荷载较小，计算略。3.1履带荷载分析：履带吊作业断面图从罐车荷载断面图看出栈桥中间两组贝雷梁承受最大荷载，计算中去中间两组贝雷计算。履带吊作业时，根据断面图表示，主要由共计4组贝雷梁承受其荷载，材料自重取计算宽度4.5m。（1）自重均布荷载：q1 =16/6/2*4.5kN/m+0.33kN/m*4.54.0kN/m =11.485KN/m； （2）施工及人群荷载: 不考虑与车辆同时作用；（3）取栈桥最大设计跨径为12m. - 22 -（4）履带吊重心布置在墩顶，贝雷梁受力分析，（取2跨按连续梁计算），按工况一对其进行受力分析。行车示意图利用SAP2000建立受力模型

24、如下： 受力模型受力模型弯矩、剪力图弯矩、剪力图( (Mmax=-511.253kN.m,Mmax=-511.253kN.m, Qmax=-400.25kN)Qmax=-400.25kN). - 23 - 节点反力图节点反力图( (Nmax=800.5kN)Nmax=800.5kN)（5）履带吊重心在跨中，（取1跨按简支计算），按工况一对其进行受力分析。行车示意图利用SAP2000建立受力模型如下：受力模型受力模型. - 24 -弯矩、剪力图弯矩、剪力图( (Mmax=1751.53kN.m,Mmax=1751.53kN.m, Qmax=388.911kN)Qmax=388.911kN) 节点

25、反力图节点反力图( (Nmax=388.91kN)Nmax=388.91kN)（6）履带吊布置在墩侧，（取2跨按连续梁计算），按工况一对其进行受力分析。行车大样图如下：. - 25 -利用SAP2000建立受力模型如下： 受力模型受力模型弯矩、剪力图弯矩、剪力图( (Mmax=699.181kN.m,Mmax=699.181kN.m, Qmax=-643.909kN)Qmax=-643.909kN). - 26 - 节点反力图节点反力图( (Nmax=772.88KN)Nmax=772.88KN)经过上述分析知，贝雷梁内力汇总如下：结构内力结果对比序号荷载名称最大弯矩KN.m最大剪力KN最大支

26、座反力KN1履带吊重心在墩顶-511.25-400.258800.52履带吊重心在跨中1751.53-388.911388.913履带吊重心在墩侧699.181643.90772.88取贝雷梁最大弯矩Mmax2=1751.531751.53kN.m，最大剪力Qmax2=643.9643.9kN。最大支点反力800.5KN。纵向主梁选用4排单层不加强型贝雷架。则贝雷梁321321 型桁架容许内力表（二）型桁架容许内力表（二）不加强型不加强型结构形结构形式式内力内力单排单层单排单层（SSSS）双排单层双排单层（DSDS）三排单层三排单层（TSTS）双排双层双排双层（DDDD）三排双层三排双层（TD

27、TD）桁架弯矩（KN.m）788.21576.42246.43265.44653.2桁架剪力(KN)245.2490.5698.9490.5698.9加强型加强型 结构形结构形式式内力内力单排单层单排单层（SSRSSR）双排单层双排单层（DSRDSR）三排单层三排单层（TSRTSR）双排双层双排双层（DDRDDR）三排双层三排双层（TDRTDR）桁架弯矩（KN.m）1687.53375.04809.46750.09618.8桁架剪力(KN)245.2490.5698.9490.5698.9说明表中数值为半边桥之值，全桥时应乘以 2；跨中容许弯矩M=788.24=3152.8kN.m，跨中容许剪

28、力Q=245.24980.8kN。Mmax=1751.531751.53kN.m M= 3152.8kN.m；Qmax=643.9643.9kNQ 980.8kN 。贝雷梁所受内满足要求。. - 27 -3.1.2刚度计算1）非弹性挠度按照装配式公路钢桥多用途使用手册第39页贝雷桁架挠度计算经验公式，当桁架节数为偶数时，简支梁其跨中最大挠度为：fmax=（dn2）/8其中：n为桁架节数，d为常数单层桁架d=0.3556cm,双层桁架d=0.1717cm；验算中按12m单跨径进行验算，跨内共有4节桁架，且为单层桁架。将上述数据代入公式得fmax=0.3556cm（42）/8=0.7112cm而对

29、于连续梁，其非弹性挠度一般为简支梁的2/3，所以其fmax=0.7112cm2/3=0.474cm。2）弹性挠度从上内力分析知道，单片贝雷梁弯矩最大处，为履带吊在跨中作业时；最大绕度也在该处 321321 型钢桥几何特性表（一）型钢桥几何特性表（一）不加强型不加强型 桥型桥型几何特性几何特性单排单层单排单层（SSSS）双排单层双排单层（DSDS）三排单层三排单层（TSTS）双排双层双排双层（DDDD）三排双层三排双层（TDTD）J(cm4)250497.2500994.4751491.62148588.83222883.2W(cm3)3578.57157.110735.614817.92222

30、6.8加强型加强型 桥桥型型几何特性几何特性单排单层单排单层（SSRSSR）双排单层双排单层（DSRDSR）三排单层三排单层（TSRTSR）双排双层双排双层（DDRDDR）三排双层三排双层（TDRTDR）J(cm4)577434.41154868.81732303.24596255.26894382.8W(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6说明表中数值为半边桥之值，全桥时应乘以 2；QY50 履带吊挠度：根据建筑结构静力计算手册挠度：fmax=qcl3（8-42+3）/384EI=c/l=4.69m/12m=0.39. - 28 -fmax =136.

31、461KN/m123（8-40.392+0.393）/（3842.1105MPa10105cm4）=21.710-3m自重挠度：根据建筑结构静力计算手册挠度：fmax=qcl3（8-42+3）/384EI=c/l=12m/12m=1fmax =11.485KN/m123（8-412+13）/（3842.1105MPa10105cm4）=0.1710-3m3）总挠度由以上计算可得到桁架在自重及旋挖钻跨中作业下产生的最大挠度为：f总=f非+f弹=0.474cm+2.17cm+0.017cm=2.68cm。按照公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86第1.1.5条“对于临时或特殊结构，其竖向

32、挠度容许值可与有关部门协商确定”以及参考装配式公路钢桥多用途使用手册第49页计算示例，其竖向挠度容许值需满足f/L=1/250,即本桥12m跨的挠度容许值为f容=1200cm/250=4.8cm。因此，上述计算得到的f总=2.67cmf容=4.8cm，满足要求12m跨径挠度计算：3.2罐车荷载分析：罐车行车断面图. - 29 -罐车空载示意图罐车荷载考虑一辆满载和一辆空车并排行走最不利情况。空载和重载各有半边轴落在中间一组贝雷上，为考虑安全，假设两轴荷载由中间贝雷梁受力。（1）自重均布荷载：q1 =16/6/2*2.25kN/m+0.33kN/m*2.252.0kN/m =5.75KN/m。

33、（2）施工及人群荷载: 不考虑与车辆同时作用；（3）取栈桥最大设计跨径为12m（4）砼罐车后轴重心布置在墩顶，贝雷梁受力分析，（取2跨按连续梁计算），按工况一对其进行受力分析。行车示意图：（空车、重载轴合并，p1=20+50=70KN，P2=P3=100+40=140KN）利用SAP2000建立受力模型如下：. - 30 - 受力模型受力模型弯矩、剪力图弯矩、剪力图( (Mmax=-278.91kN.m,Mmax=-278.91kN.m, Qmax=231.284kN)Qmax=231.284kN) 节点反力图节点反力图( (Nmax=420.28kN)Nmax=420.28kN)（5）罐车后

34、轴布置在墩侧，贝雷梁受力分析，（取2跨按连续梁计算），按工况一对其进行受力分析。行车示意图：. - 31 -利用SAP2000建立受力模型如下：受力模型受力模型弯矩、剪力图弯矩、剪力图( (Mmax=273.07kN.m,Mmax=273.07kN.m, Qmax=217.4kN)Qmax=217.4kN). - 32 - 节点反力图节点反力图( (Nmax=414.34kN)Nmax=414.34kN)（6）罐车后轴重心布置在跨中，贝雷梁受力分析，（取1跨按简支计算），按工况一对其进行受力分析.行车大样图如下：利用SAP2000建立受力模型如下：. - 33 - 受力模型受力模型弯矩、剪力图

35、弯矩、剪力图( (Mmax=886.1kN.m,Mmax=886.1kN.m, Qmax=-237.21kN)Qmax=-237.21kN) 节点反力图节点反力图( (Nmax=237.21kN)Nmax=237.21kN)经过上述分析知，贝雷梁内力汇总如下：结构内力结果对比序号荷载名称最大弯矩KN.m最大剪力KN最大支点反力KN1罐车后轴在墩侧-278.91231.28420.282罐车后轴在墩顶273.07217.4414.343罐车后轴重心在跨中886.1-237.21237.21取贝雷梁最大弯矩Mmax2=886.1886.1kN.m，最大剪力Qmax2=237.21237.21kN。

36、最大支点反力420.28KN。纵向主梁选用2排单层不加强型贝雷架。则贝雷梁321321 型桁架容许内力表（二）型桁架容许内力表（二）. - 34 -不加强型不加强型结构形结构形式式内力内力单排单层单排单层（SSSS）双排单层双排单层（DSDS）三排单层三排单层（TSTS）双排双层双排双层（DDDD）三排双层三排双层（TDTD）桁架弯矩（KN.m）788.21576.42246.43265.44653.2桁架剪力(KN)245.2490.5698.9490.5698.9加强型加强型 结构形结构形式式内力内力单排单层单排单层（SSRSSR）双排单层双排单层（DSRDSR）三排单层三排单层（TSRT

37、SR）双排双层双排双层（DDRDDR）三排双层三排双层（TDRTDR）桁架弯矩（KN.m）1687.53375.04809.46750.09618.8桁架剪力(KN)245.2490.5698.9490.5698.9说明表中数值为半边桥之值，全桥时应乘以 2；跨中容许弯矩M=788.22=1576.4kN.m，跨中容许剪力Q=245.22490.4kN。Mmax=886.1886.1kN.m M= 1576.4kN.m；Qmax=237.21237.21kNQ 490.4kN 贝雷梁所受内满足要求。3.1.2刚度计算1）非弹性挠度按照装配式公路钢桥多用途使用手册第39页贝雷桁架挠度计算经验公式

38、，当桁架节数为偶数时，简支梁其跨中最大挠度为：fmax=（dn2）/8其中：n为桁架节数，d为常数单层桁架d=0.3556cm,双层桁架d=0.1717cm；验算中按12m单跨径进行验算，跨内共有4节桁架，且为单层桁架。将上述数据代入公式得fmax=0.3556cm（42）/8=0.7112cm而对于连续梁，其非弹性挠度一般为简支梁的2/3，所以其fmax=0.7112cm2/3=0.474cm。. - 35 -2）弹性挠度从上内力分析知道，单片贝雷梁弯矩最大处，为履带吊在跨中作业时；最大绕度也在该处 321321 型钢桥几何特性表（一）型钢桥几何特性表（一）不加强型不加强型 桥型桥型几何特性

39、几何特性单排单层单排单层（SSSS）双排单层双排单层（DSDS）三排单层三排单层（TSTS）双排双层双排双层（DDDD）三排双层三排双层（TDTD）J(cm4)250497.2500994.4751491.62148588.83222883.2W(cm3)3578.57157.110735.614817.922226.8加强型加强型 桥桥型型几何特性几何特性单排单层单排单层（SSRSSR）双排单层双排单层（DSRDSR）三排单层三排单层（TSRTSR）双排双层双排双层（DDRDDR）三排双层三排双层（TDRTDR）J(cm4)577434.41154868.81732303.24596255.

40、26894382.8W(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6说明表中数值为半边桥之值，全桥时应乘以 2；罐车荷载产生扰度：根据建筑结构静力计算手册挠度：fmax=Pl3/48EIfmax =(450)*123/ （482.1105MPa2.50497*2105cm4）=1.54cm。自重荷载产生挠度：根据建筑结构静力计算手册挠度：fmax=qcl3（8-42+3）/384EI=c/l=12m/12m=1fmax =10.15KN/m123（8-412+13）/（3842.1105MPa10105cm4）=0.1610-3m3）总挠度由以上计算可得到桁架在

41、自重及旋挖钻跨中作业下产生的最大挠度为：f总=f非+f弹=0.474cm+1.54cm+0.016cm=2.03cm。按照公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86第1.1.5条“对于临时或特殊结构，其竖向挠度容许值可与有关部门协商确定”以及参考装配式公路钢桥多用. - 36 -途使用手册第49页计算示例，其竖向挠度容许值需满足f/L=1/250,即本桥12m跨的挠度容许值为f容=1200cm/250=4.8cm。因此，上述计算得到的f总= 2.03cmf容=4.8cm，满足要求。4、上承式承重梁 H600*200*11*17根据（3.1）计算中履带荷载最大支点反力800.5kN。设其4

42、组贝雷梁均衡受力，单片贝雷梁受力：778.23/4=194.56KN；根据（3.2）计算中罐车荷载最大支点反力420.28KN；设2组贝雷梁受力，单片贝雷梁受力：420.28/2=210.14KN；为简化计算，假设6片贝雷梁受力均为210.14KN，采用SAP2000建模如下：计算模型计算模型. - 37 -计算结果计算结果( (Mmax=-94.845kN.mMmax=-94.845kN.m , , Q Qmaxmax221.93kN221.93kN，f f max=0.00035max=0.00035) )节点反力图节点反力图( (Nmax=432.82N)Nmax=432.82N)根据上

43、述建立有限元模型进行分析可知，取最大内力值 Mmax=-94.845kN.mkN.m，Qmax=221.93kN221.93kN，f f max=0.00035max=0.00035进行桩顶承重梁的截面设计。选用H600*200*11*17，截面属性如下. - 38 -选用 H600*200*17*11,查钢结构计算手册得各相关力学参数如下：W=2480.62cm3A=130.26cm2,I/S=52(I=74418.64cm4，S=1431.58cm3)，b=1.1cm，下面对其强度进行验算：=M/W=94.845kNm /（2480）cm3103=28MPa215 MPa=QS/Ib=22

44、1.93/（52）/(1.1)=46.95Mpa=125Mpa挠度挠度 Wmax=0.000352.25/400=0.009m。挠度满足要求。 （根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构有 1.3 1451.3188.5Mpa）,=851.3=110MpaH600*200*11*17 刚度计算 挠度：wmax=0.00035m2.8m/250=0.008m结构刚度与强度均满足要求。四、钢管桩承载力四、钢管桩承载力4.14.1入土深度及打桩设备的选用入土深度及打桩设备的选用. - 39 -根据（三）上述计算分析知，630mm10mm钢管桩基础单桩最大承受荷载约=43

45、2.822N， 钢管桩630mm10mm，相关力学参数：根据港口工程桩基规范（JTJ254-98）第4.2.4条：)(1AqlqUQRifiRd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；RU桩身截面周长（m），钢管桩630mm10mm 1.979m.单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）fiq桩身穿过第i层土的长度（m）； il单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；RqA 桩身截面面积，63010mm钢管桩A=194.8cm2； 考虑本项目的地质条件及设计提供的相关地质资料，取最不利地址段ZK13地质情况：序号土层名称 承载力（kPa）桩周摩阻力（kPa）

46、顶面高程（m）底面高程 （m） 层厚（m）. - 40 -11层：（Q42al）卵石土650120292.19284.797.422层：（Q43m）泥岩15080284.79282.79222层：（Q43m）泥岩中风15080282.79266.0916.733层：（Q41al+m）砂岩400100266.09256.899.2单排墩63010mm假定钢管桩打入1-卵石土层,单桩承载力432.822=1/1.45*（1.979*（120*L)+0.163*1*650）L=2.2m.综上所算：63010mm钢管桩的入土最深长度不小于L=2米，即可满足施工荷载要求。打桩设备的选择 本工程钢管桩基础

47、设计中为63010mm钢管桩直径，结合过去工程中打桩经验，对于本类型钢管桩选择DZ-60振动锤施打桩。DZJ-60振动锤性能表电机功率(kW)偏心力矩Nm振动频率r/min激振力kN机重kg允许拔桩力KN60035311004775800215. - 41 -DZJ-60 施工照片根据装配式公路钢桥多用途使用手册中关于振动沉桩承载力的计算，按电动机消耗的能量求桩基的极限承载力公式： 式中： 沉桩将达规定标高前，下沉速度为0-5cm/min时，所需的有效功率（kW）； 沉桩机无负荷时的功率（kW）； 沉桩最后一阵速度（cm/min），正常要求取2 cm/min； Q 振动体系的重量（t），DZ6

48、0锤重5.0t； 砂土层，取2.0 桩基入土速度系数，取0.17 根据以往施工记录，DZ60无负荷时电动机输入电流为60A，电压为380V，求振动锤终打前电动机输入电流： QNNRa1)(00NNa)(592.313380608 . 03WAVNQNNRa1)(0. - 42 -从以上计算可以看出， DZ60振动锤在63010mm终打前，电动机输入电流大于99A，沉桩最后一阵速度1min入土深度不大于2cm,单桩最大承载力432.822N，满足使用要求。综合上面计算可知，采用惯入度2 cm/1min控制可满足要求，施工工程，各桩基具体入土深度根据现场地质及施工设备进行双控。4.24.2钢管及剪

49、刀撑内力计算钢管及剪刀撑内力计算63010mm 内力计算由于地质全河段均为卵石土覆盖层，钢管柱的入土有限，地质 没有最不利，选取栈桥最高处，钢管柱悬臂最长段，栈桥 19 号墩为计算点。钢便桥桥面标高304.5m，贝雷下弦杆标高 302.65m。考虑最高水位标高为：300m。冲刷线卵石顶部292.19m，桩顶标高取 302.65m。假定钢管桩在卵石土下 1 米处固结，钢管桩悬臂长度 302.65-291.19=11.46m4.2.1 单根钢管桩流水压力计算单根桩流水压力计算：Fw=kAv2/(2g)式中：Fw流水压力标准值（kN）；k 形状系数（钢管取0.8）；A 阻水面积（m2）钢管地面线到洪

50、水位，H=3.31m，钢管桩的阻水长度,7.81m；水的重力密度（9.8kN/m3）；v 设计流速（0.8m/s）根据水文资料考虑涨、落潮时其流速取值1m/s；g 重力加速度（9.8m/s2）。单根钢管桩Fw=kAv2/(2g) 0.87.81*0.639.81229.81.97kN水流作用在水下三分之一处：2.6m处。即标高297.4m。4.2.2风荷载计算0()(1)(43.25)(10.17)031.59353.94a2RQVNN053.94*1000/ 0.8 380 3993AAVN . - 43 -近年实测最大风速20.6m/s（取内江）水平风载：gVddW22gVW2021010

51、52VkkVdZe001. 0012017. 0FWh=k0k1k3WdAwh式中：FWh横桥向标准荷载值Z距地面或水面的高度（根据最高水位300米）空气重力密度Vd设计风速20m/sg重力加速度k0设计风速重现期换算系数0.75k1风载阻力系数1k2考虑地面粗糙类别和梯度风的风速高度变化修正系数桁架风载阻力遮挡系数k3地形、地理条件系数1.3k5阵风风速系数W0基准风压Wd设计基准风压Awh横向迎风面积Z=4.5m，g=9.81m/s2；r=0.012KN/m3；k0 =0.75;k1 =1.36;k3 =1;Vd=20.6m/s（查JTG-TD60-01-2004地最大风速）;Wd=0.0

52、21*20.6*20.6/2/9.81=0.454KN/m2=454Pa。风压对钢栈桥梁的垂直作用力迎风面积（一跨)：Awh=1.85*（12/2+12/2）*0.5=11.1m2（考虑实物面积折减系数0.5）;. - 44 -横桥向风载：Fwh=k0k1k3WdAwh=0.75*1.36*1*0.454*11.1=5.14KN.4.2.3汽车制动力根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)查得，汽车制动力为汽车荷载重力的10，汽车行走在墩顶制动，钢管桩承受最大内力。考虑最不利情况，主栈桥两罐车（一空一载）并排行走制动力，考虑一车道2墩承受制动力，单根钢管桩承受制动力为650/2/3

53、*10%=10.84KN考虑栈桥处于工作状态，正受到罐车载重荷载，最高流水冲击(水流作用传递到桩顶)，风荷载（通过承重梁传递）合力受力状态，水流力与风向相同，最不利钢管桩的受力情况。（桩顶取单桩最大荷载432.82KN）采用工况2荷载组合，取19号墩计算模 计算模型（单位：计算模型（单位：kNkN） . - 45 - 轴向力（轴向力（N Nmaxmax=465.624kN=465.624kN） 制动力弯矩制动力弯矩 剪力图（剪力图（M Mmaxmax=124.222kN.Q=124.222kN.Qmaxmax=10.84KN=10.84KN，f=0.0060mf=0.0060m） . - 46

54、 - 水流及风力合成弯矩剪力图（Mmax=-14.14kN.Qmax=7.0KN，f=0.00021m） 桩底部节点位移反力桩底部节点位移反力XNmax=3.944kNXNmax=3.944kN ,Y=10.841KN,Y=10.841KN，Z=451.046KNZ=451.046KN4.2.4桩墩整体稳定性计算钢管桩铰接点291.19,钢管桩悬臂长度11.46m,桩顶按铰接考虑，桩上最大轴力力465.62KN。钢管桩内力：1，取Mmax=124.22kN.mQmax=10.84KN，f=0.006m，2，取Mmax=-14.14kN.mQmax=7KN，f=0.0021m，进行计算合力计算。

55、 长细比计算查钢管桩截面特性回转半径i=21.923cm 钢管桩铰接点以上L=11.46m钢管桩长细比.=L/i=11.46/21.923=52.3150，满足要求。稳定性计算及强度计算根据上述长细比=l0/rx=52.3查钢结构设计规范附表B得稳定系数=0.847钢管桩截面抗压刚度：max=N/A=465.62KN/(0.847*194.8cm2)=28.2Mpa188.5MPa，满足要求。22(124.210.84 )124.7MmaxKN22(14.147 )15.8QmaxKN22(0.0060.0021 )0.0064fmaxm. - 47 -钢管桩抗弯强度：max=M/Wx=124

56、.7/（93615/31.5）=42Mpa188.5MPa，满足要求。钢管桩抗剪强度：t=15.8*194.8*31.5/93615/1=10.4Mpa110Mpa满足要求。tIQSmm（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构有 1.3 1451.3188.5Mpa）,=851.3=110Mp钢管桩在力合力压弯共同作用下，最大应力为：根据港口工程荷载规范max=0.7*M/Wx+N/A =36.8+14.5*0.7=46.95Mpa188.5MPa,满足要求；（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第 1.2.10 条有：对于临时结构有 1.3 1451.3188.5Mpa）,=851.3=110Mpa钢管桩挠度：挠度Wmax=0.006411.46m/250=0.04584m。挠度满足要求。钢管桩抗滑移：钢管滑移合力：钢管桩与土层摩擦力，考虑折减系数0.7，F=1/1.45