栈桥计算书(75t履带吊)

1、新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥目 录1、编制依据及规范标准 41. 1、编制依据 41.2、规范标准 42、主要技术标准及设计说明 42.1、 主要技术标准 42.2、 设计说明 52.2.1、 桥面板 52.2.2、 工字钢纵梁 52.2.3、 工字钢横梁 52.2.4、 贝雷梁 52.2.5、 桩顶分配梁 52.2.6、 基础 52.2.7、 附属结构 63、主要工程数量 64、荷载计算 74.1、 活载计算 74.2、 恒载计算 74.3、 荷载组合 85、结构计算 85.1、 桥面板计算 95.1.1、 荷载计算 95.1.2、 材料力学性能参数及指标 95.1.3、 力学

2、模型 105.1.4、 承载力检算 105.2、 工字钢纵梁计算 105.2.1、 荷载计算 105.2.2、 材料力学性能参数及指标 115.2.3、 力学模型 115.2.4、 承载力检算 125.3、 工字钢横梁计算 135.3.1、 荷载计算 135.3.2、 材料力学性能参数及指标 135.3.3、 力学模型 145.3.4、 承载力检算 145.4、 贝雷梁计算 155.4.1、 荷载计算 155.4.2、 材料力学性能参数及指标 165.4.3、 力学模型 165.4.4、 承载力检算 165.5、 钢管桩顶分配梁计算 175.5.1、 荷载计算 175.5.3、 力学模型 18

3、5.5.4、 承载力检算 185.6、 钢管桩基础计算 195.6.1、 荷载计算 195.6.2、 桩长计算 195.7、 桥台计算 215.7.1、 基底承载力计算 21中铁四局集团有限公司第4页 共22页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥栈桥计算书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)、铁三院士工试验报告(3)、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根据

4、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，跨黄河施 工便道采用栈桥、路基相结合的结构形式，黄河中间考虑通航要求。栈桥起讫里 程LDK673+300终于LDK674+179设计全长879m采用跨径布置形式：12mX 72+9m+6m2.1、 主要技术标准桥面宽度：5.0m桥面高程：1112.05m设计荷载：75t履带吊(负载10t)及公路一I级汽车荷载桥跨布置：12mx 72+9m+6m栈桥全长：108m起止里程：LDK673+30d LDK674+1792.2、 设计说明跨黄河栈桥设计荷载主要考虑结构自重和75t履带吊（负载10t）及公路一I级汽车荷载荷载。设计长度 879ml栈

5、桥设置位置为东岸河道，起始里程为： LDK673+300- LDK674+179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12mml钢板焊接在中心间距400mm 的I14工字钢纵梁上。桥面板上设置间距 600mmm勺12钢筋防滑条。2.2.2、 工字钢纵梁桥面板下设置I14工字钢纵梁，工字钢纵梁中心间距 400mm顺桥向设置。 I14工字钢纵梁搁置在中心间距1500mmi勺120a工字钢横梁上。I14纵梁与桥面 板及横梁均焊接牢固。2.2.3、 工字钢横梁I14工字钢纵梁下设置中心间距1500mm勺120a工字钢横梁，横桥向设置。 120a横梁通过U型卡与

6、贝雷片连接牢固。2.2.4、 贝雷梁栈桥采用6片3000m由1500mmi排单层不加强型贝雷片作为承重梁。 每两 片贝雷片通过450mme准连接片连接成一组，共三组；每组贝雷片设下平联。组 问中心间距2250mm组间通过自制20a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I36a工字钢分配梁上，2根I36a分配梁间采用间断焊接。 分配梁嵌入钢管桩内260mm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、 桥台东岸LDK673+33眦设重力式桥台，桥台基础底面尺寸为6200X 1400mm其 余为钢管桩基础。桥

7、台台帽顶贝雷片位置预埋6=20mm的钢板，防止压碎桥台混凝土。桥台基础采用 C25混凝土，设一层16钢筋网片，台背采用 C30混凝 土，设一层16钢筋网片。2.2.6.2、 钢管桩基础基础采用600x 10mmffl管桩，每排3根，中心间距2250mm钢管桩间采 用20a连接系连接，桩顶设260mnH槽，2根136a工字钢分配梁嵌入钢管桩中。 其中LDK673+4381冈管桩外设草袋围堰护坡，护坡坡度 1: 1.5。钢管桩底高程1091.60m,桩顶高程1110.098m,钢管桩长度19.0m,钢管桩 伸入局部冲刷线下12.6m。2.2.7、 附属结构栈桥栏杆立柱采用 60X 1000mmi冈

8、管焊接在120a横梁上，钢管立柱间距 1500mm立柱间采用40钢管连接。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。栈桥中间位置设置12m提升门架，详见下图：3、主要工程数量本栈桥起始里程：LDK673+330终点里程：LDK674+179中心里程：LDK673+754.S跨径布置为12mx 72+9m+6m栈桥全长879m栈桥主要工程数量 见表-1 :中铁四局集团有限公司第7页 共22页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥表-1序号工程项目材料名称规格单位数量备注1临时栈桥钢管桩4 600, d=10mmt1207平均28.6m/根，共290根钢管桩连

9、接焊板200 X 600 X 10mmt18桩间连接25a槽钢t73桩间下横梁I 36bt61顶部设置双排贝雷架给架321型t485贝雷架横向连接t223桥面横向分配梁I 25at2520.75m/根桥面纵向分配梁I 14t2670.255m/ 根钢面板o- =12mmt430防护栏杆小100t23间距2m/根，高1.5m小40t11横杆防滑筋小10t5主横梁20a槽钢t0.6提升门架横梁竖向立柱20a槽钢t1提升门架立柱角斜撑20a槽钢t0.5加固牛腿钢管桩(j)600, d=10mmt26.129.2m/根，共6根倒链葫芦10t个4钢丝绳m30.44、荷载计算4.1、 活载计算本栈桥主要供

10、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）荷载及公路一I级汽车 荷载分别检算，则活载为：履带吊：G=850kN公路一I级汽车荷载：G=550kN4.2、 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 -2:厅P结构名称荷载集度（kN/m）备注1桥面板4.71r顺桥向2I14纵梁2.4顺桥向3I25横梁1.0顺桥向桥面系合计8.11p顺桥向4贝雷梁6.4顺桥向4.3、 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：包载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

11、：临时结构容许应力 可提高1.3 （组合I）、1.4 （组合HV）。本栈桥弯曲容许应力取 1.4x145 =203MPa ,容许剪应力取 1.4父85 =119MPa。5、结构计算栈桥结构如下图所示，根据从上到下的原则依次计算如下：破向性中铁四局集团有限公司第12页 共22页5.1、 桥面板计算桥面板采用6 =12mnffi板，钢板下设中心间距 400mm勺I14工字钢纵梁， 桥面板净跨径为32cm （I14工字钢翼板宽度为8cm）,桥面板与工字钢纵梁间断 焊接，桥面板计算跨径按32cm计。5.1.1、 荷载计算履带吊机履带宽度（760mm及公路一I级汽车中、后轮宽度（600mm均 大于工字钢

12、纵梁间距，故履带吊车及公路一I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，仅对公路一I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（JTGD60-2004）车辆荷载前轴轴重取30kN,前轮着地宽度及长度为0.3mx 0.2m,故按前轴单胎重作为均布荷载 计算。P=3（R 2=15kNq=1.3 15-0.365kN/m（单胎宽b按0.3米计）5.1.2、 材料力学性能参数及指标取0.2m板宽（顺桥向长度），6 =12mmiS板进行计算:Wtbh620.2 0.0122= 4.8 10*m3bh3123= 2.88 10m30.2 0.01212A=b

13、h =0.2 0.012 = 0.0024m2EI =2.1 1011 2.88 10" = 6.048 103Nm25.1.3、力学模型qt=65kM/m5.1.3、 承载力检算采用清华大学SM Solver进行结构分析:Mmax =0.83kNmQmax =9.75kNa、强度检算max、-max0.83 1063-4.8 10二173MPa - 145 1.4 =203MPa合格;" maxQ maxA_ 39.75 1032400= 4.1MPa:二！ I - 119MPa合格;b、刚度检算fmax=1.5mm,临时结构刚度对结构正常使用及安全运营影响不大，故可采

14、用。5.2、 工字钢纵梁计算I14工字钢纵梁焊接于间距1500mm勺I20工字钢横梁上，按三跨连续梁检 算。5.2.1、 荷载计算分别按75t履带吊（负载10t）及公路一I级汽车荷载验算，I14工字钢纵梁自重g =0.17kN /m ,桥面板自重不计。5.2.1.1、 75t履带吊荷载新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥75t履带吊履带长宽按4.66mx 0.76m计算，自重850kN,顺桥向荷载集度: q1 =850 +(2x4.66)=91.2kN/m，工字钢纵梁中心间距 400mm最不利情况应为 两根工字钢纵梁受力。则均布荷载为：q =q1 +g =1.3x91.2+1.2x0.1

15、7 =118.8kN/m05.2.1.2、 公路一I级汽车荷载根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)相关规定，公路一I级汽 车荷载为550kN,(布置图见I14工字钢纵梁力学模型)，按集中力计算。汽车轴 重：P前=30kN,P中=2x120kN,味=2x140kN ,轴距：3.0m+1.4m+7m+1.4m5.2.2、 材料力学性能参数及指标I14工字钢：I =7.12 106mm4 53W =1.0 105mm32A = 2150mm_11一 £62EI =2.1 107.12 10 =1.5 10 Nm5.2.3、 力学模型5.2.3.1、 履带吊荷载作用力学模型：

16、5.2.3.2、公路一I级汽车荷载作用力学模型: Jf *J.1F l1 J1， Fff .J JJ? a* fjJ FftJ d 11iT1i11TTTi¥*5'Vk-AT1里3%4- bfe一45.2.4、 承载力检算采用清华大学SM Solver进行结构分析:5.2.4.1、 履带吊荷载作用下I14工字钢纵梁检算M max = 26.73kNmQmax =107kN中铁四局集团有限公司第16页 共22页a、强度检算、-maxT maxM maxQmax26.73 106_ 52 1.0 105107 1032 2150= 134MPa c b 】=203MPa ,合格;

17、= 25MPa <k】=119MPa ,合格;b、刚度检算fmax = 1.4mm1500400=3.75mm,合格。5.2.4.2、 公路一I级汽车荷载作用下I14纵梁检算M max =44.84kNmQmax =124kNa、强度检算二 maxM max44.84 106_ 54 1.0 10= 112.1MPa < k 】=203MPa ,合格;maxQ max124 1034 2150= 14.4MPa < k】 = 119MPa ,合格;b、刚度检算r1500合格f max= 0.8mm <= 3.75mm,4005.3、 工字钢横梁计算横梁采用125a工字钢

18、，工字钢横梁安装在三组间距1700mm勺贝雷梁上（每 组贝雷梁由两片间距450mm勺贝雷片拼组而成）。5.3.1、 荷载计算I20a工字钢横梁荷载按75t履带吊（负载10t）及公路一I级汽车荷载分 别验算；包载为I14纵梁及桥面板自重，按均布荷载考虑，每根 I20a横梁承受 恒载：g =1.3父(1.5 M5M 0.012 M 7850 十 14 父 1.5 父 16.88) * 5 + 0.3 = 2.9kN /m 。5.3.1.1、 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4660mn#,则履带荷载至少由3根125a工字钢横

19、梁 承受。按集中力检算：P=1.3m850/2 =553kN。5.3.1.2、 公路一I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P = 70kN5.3.2、 材料力学性能参数及指标I25a工字钢：I = 2.37 107mm453W =2.37 10 mm2A = 3555mmEI =2.1 1011 2.37 10*=4.98 106Nm25.3.3、 力学模型5.3.3.1、 75t履带吊作用力学模型75tH带弓作用力学嗓工1注出：5.3.3.2、公路一I级汽车荷载作用力学模型公乔一二捱高或作用力学程空（： cn）5.3.4、 承载力检算采用清华大学SM

20、 Solver进行结构分析：5.3.4.1、 履带吊荷载作用下125a工字钢横梁检算Mmax =138.6kNmQmax =286kNa、强度检算二 maxM max138.6 106一 一一 一 53 2.37 10= 194MPa > b 】=203MPa ,合格;maxQmax3286 103 3555= 26.8MPa <E=119MPa ,合格;b、刚度检算f max= 0.1mm< 1700 = 4.25mm , 合格。 400最大支反力:Fmax =553kN 0新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥5.3.4.2、公路一I级汽车荷载作用下125a工字钢横梁

21、检算M max =24.4kNmQmax = 49.3kNa、强度检算max、-max24.4 106一一 一 52.37 10-103MPa < L- I - 203MPa合格;中铁四局集团有限公司第22页 共22页Qmax49.3 103Tmax =ax = 14MPa < Jr =119MPa ,合格;A 3555b、刚度检算max= 0.9mm :二1700400=4.25mm,合格最大支反力：Fmax =92kN5.4、 贝雷梁计算贝雷梁为三组，每组2片，共6片。贝雷梁按单孔1台75t履带吊及单孔 一辆公路一I级汽车荷载分别验算，均按三跨连续梁检算。5.4.1、 荷载计算

22、贝雷梁以上包载为桥面板、I14纵梁及I25a横梁自重，其荷载大小为：g =1.2 0.01 (1 5 0.012 7850 1 14 16.88 0.75 27.91 5)=9.72kN/m5.4.1.1、 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：q=1.3-85°-=237kN/m04.665.4.1.2、 公路一I级汽车荷载计算汽车自重荷载：P前= 30kN,P中=2M120kN,味=2父140kN ,安全系数为1.3。轴距：3.0m+1.4m+7m+1.4m5.4.2、 材料力学性能参数及指标3000m佛1500mmi排单层不加强贝雷桁片:M，78

23、8.2kNQ 1 = 245.2kNI =2.5 109 mm4-64W =3.57 10 mmEI =2.1 1011 2.5 10 5.25 108 Nm25.4.3、 力学模型5.4.3.1、 75t履带吊作用力学模型Jjyr.卜：的4 I畋.5.4.3.2、 公路一I级汽车荷载作用力学模型限用3F=15tkN K5E壮上39口5.4.4、 承载力检算采用清华大学SM Solver进行结构分析：5.4.4.1、 履带吊荷载作用下贝雷梁检算M max =1761kNmQmax = 611kNa、强度检算M max =1761kNm < M = 6 父 788 = 4729kNm ,合

24、格;Qmax =611kN < 6 x 245kN =1470kN ,合格;b、刚度检算12000fmax= 6.4mm <=30mm, 合格。4005.4.4.2、 公路一I级汽车荷载作用下贝雷梁检算M max =464.1kNmQmax =412.8kNa、强度检算M max =464.1kNm :二M 】=6父788 =4729kNm ,合格;Qmax =412.8kN < 6 x 245kN =1470kN ,合格；b、刚度检算.12000fmax= 1.6mm <=30mm,合格。4005.5、 钢管桩顶分配梁计算钢管桩顶分配梁采用2I36a工字钢，工字钢分配

25、梁嵌于钢管桩内 260mn< 与之焊接牢固，分配梁与贝雷梁用 U型卡连接。5.5.1、 荷载计算工字钢分配梁荷载采用 5.3.4中最大支反力F =553kN和贝雷片自重作集 中力验算，集中力大小为： P=553+1.2M4M3 = 567kN。5.5.2、 材料力学性能参数及指标136a工字钢:I =1.58 108mm4_ 53W =8.7 105 mm32A = 7644mmEI =2.1 1011 1.58 10 工=3.3 107 Nm2= 60Kg /m5.5.3、力学模型45 5 H F=567kF=5fi7kN P=567kN'''3冲叫您erpGT

26、kN Ea67k3l1805.5.4、承载力检算采用清华大学SM Solver进行结构分析:M max =127.6kNmQmax =577kNa、强度检算maxmaxM maxQmax127.6 106 52 8.7 103577 102 7644= 73.3MPa < k 】=203MPa ,合格;= 38MPa <h=119MPa ,合格;b、刚度检算一 一 2250fmax=1.6mm<= 5.6mm , 合格。4005.6、 钢管桩基础计算本栈桥钢管桩基础每墩采用单排三根 600X 10mms管，钢管间用36a槽 钢连接形成排架。5.6.1、 荷载计算当75t履带吊

27、（负载10t）驻留在墩顶时钢管桩轴心压力最大，按三根钢管桩平均受力考虑，则每根钢管由活载产生的轴心压力为：G=85° = 283kN ；单3根钢管承受一跨12m栈桥桥面系自重为：G =（8.1x12+6.4x12）+3 = 58kN （I56a主梁以上桥面系自重见5.4.1节为q =8.1kN/m）。荷载组合：F = 1.2 58 1.3 283 = 437.5kN5.6.2、 桩长计算查公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）得沉桩的容许承载力：P 1 =1U %比i二工A ；R2式中：巳 单桩轴向受压容许承载力（kN）,当荷载组合n或组合m或组合iv 或组合IV作用时，可

28、提高25%,（荷载组合I中如含有收缩，徐变 或水浮力的荷载效应，也应同样提高）；U桩的周长（nj）;l i 承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度（项；TI 与li对应的各土层与桩壁的极限摩阻力（kPa）；°R 桩尖处土的极限承载力（kPa）,按表4.3.2-5采用；%、二分别为震动沉桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数，按表4.3.2-6采用。对于锤击沉桩其值均取为1.0。新建铁路太原至中卫(银川)线永宁黄河特大桥表 4.3.2-6系数a土类a、a*柱径或边宽d(m);工号粘土亚粘土业砂土砂土0.83 >d0.60.70.91.12.0 >d>0.80.60.70.91.0d>2.00.50.60.70.9因考虑局部冲刷线很深，栈桥为临时结构，应按该冲刷线计算，故钢管桩 有效桩长从局部冲刷线起算(局部冲