浉河大桥主河槽栈桥设计及检算

1、陡河大桥主河槽栈桥设计及检算11、便桥设计概况11.1、工程概况11.2、水文地质情况11.3、施工栈桥设计12、施工栈桥设计检算12.1 基本参数22.2 标准跨检算2、纵梁检算2、横梁检算52.3 单根钢管墩能承受的最大荷载检算62.4 桩基础检算6、设计资料6、单桩竖向抗压承载力估算73、钢便桥的施工7浉河特大桥主河槽栈桥设计及检算1、便桥设计概况1.1、工程概况浉河特大桥起止点里程为DK1012+669.49DK1019+368.85，位于信阳市境内，全长6699.36m。线路在DK1016+753.3处以（40+64+40）m连续梁跨越浉河，与线路夹角为82°30。特大桥自

2、北向南在121#墩至125#墩段跨浉河主河槽，该段起讫里程为DK1016+650.17DK1016+828.57，共长178.4米。浉河主河槽常年有水，水较深，河堤及边坡长有荒草，桥址处河沟较为顺直，水流流向由右向左。设计采用64m主跨的悬灌梁跨越渭河主河槽，其中122#、123#墩在浉河河主河槽内，其它桥墩墩位仅汛期有水。1.2、水文地质情况浉河发源于河南和湖北两省交界的桐柏山和大别山两山相接的群山之中，全长141km，流经豫、鄂两省。浉河上游分两支：东支是主支，发源于大别山西端的鸡公山麓，由南偏西向北流。西支河流较长，发源于河南信阳县境内的四望山，先南流进入湖北省广水市，再折向东行，汇入小

3、河后又复入信阳县境内，再折向北流，与东支汇合后注入南湾水库。浉河经南湾水库调蓄以后，在大坝下游改向东南流，穿信阳市区，纳东双河后，再改向东北流，最后汇入淮河干流。本桥桥址处于浉河下游，桥位处沿线路方向河道宽约178m（线路方向与河流的交角82.5度，后面的河宽均为顺线路方向的宽度），河道两侧为河滩阶地，阶地外为河堤。该河段20年一遇洪水位为米，枯水位米，浉河河底标高米，河底淤泥较浅，约0.20米，其下为粉质粘土及中粗砂。1.3、施工栈桥设计根据浉河20年一遇洪水位、桥梁墩台高程、桥址处地形等情况，便桥底高程确定为米，梁高0.48米。便桥设计跨度为11.40米简支梁。便桥净宽6米，桥梁全长205

4、.2m。钢管桩基础，每墩采用三根壁厚8mm钢管桩，边墩直径60cm中间墩直径50cm，按水流方向间距2m布置，入土深度不小于7m。横向分配梁（盖梁）采用两根28a工字钢并排，长度6m。纵梁采用12根40b工字钢，每4根密排作为行车道。其上横向布置25a的槽钢作为行车道板，详见设计图WHZ-5。第一、二跨栈桥在每跨L/3、2L/3处加钢管桩基础，上并排铺两根40b工字钢做横梁，中间横梁计算跨度为6米，详见设计图WHZ-10。122、123号墩位置，由于混凝土罐车要在此处上承台，跨度均变为两跨2*5.7米连续梁，纵梁均匀铺设12根40b工字钢，间距0.5米，见设计图WHZ-9。2、施工栈桥设计检算

5、2.1 基本参数40b工字钢的截面模量Wx=1140cm3；腹板厚度tw=12.5mm；单位重量:73.8Kg/m；Ix=22780 cm4；Ix: Sx=33.6 cm； E=210GPa。25a槽钢单位重量:27.404Kg/m。28a工字钢单位重量:43.4Kg/m。人群及其它荷载：q1=2 KN/m根据施工需要，栈桥车辆行驶10方混凝土罐车及40t履带吊,计算按罐车重载40t，履带吊重载50t考虑。车辆荷载冲击系数近似取0.2，由于履带吊行使缓慢，不考虑冲击系数。2.2 标准跨检算2.2.1、纵梁检算栈桥基础及墩身采用60cm8mm钢管两根，50cm8mm钢管一根，钢管顶部用 双28a

6、工字钢做横梁，横梁上纵向布置40b工字钢，纵向工字钢总计12根，如下图所示：1、计算模型(1) 履带吊：(2) 10方罐车：模型断面(四根40b工字钢共同受力)如下图：冲击系数根据MIDAS程序自行计算，见下面计算公式：2、按罐车作为移动荷载在栈桥上行驶，弯矩包络图如下：从弯矩包络图中可以看出，梁体的最大弯矩是67.9tm。四根40b工字钢共同承受67.9tm的弯矩，单根承受17tm。40b工字钢的抗弯截面模量W1140cm3。计算得出工字钢的应力是149MPa。3、按罐车作为移动荷载在栈桥上行驶的竖向位移图：单位m跨中最大竖向位移是4.4cm。4、履带吊在栈桥上行驶的计算模型图如下：5、履带

7、吊在栈桥上行驶的竖向变形图如下：单位m由上图可知跨中最大竖向位移是4.4cm。6、履带吊在栈桥上行驶的应力图如下：t/m2跨中最大应力是145MPa。2.2.2、横梁检算由于车辆严格按照车道布置方式行驶，车道正下方为支点位置，横梁只起到传力作用，不进行验算。2.3 单根钢管墩能承受的最大荷载检算钢管采用60cm8mm型号，该钢管的截面面积是0.015m2，按100MPa的应力控制，那么单根钢管能承受1500 KN，满足行车要求。2.4 桩基础检算按单向重车计算，且集中荷载布置在墩位位置上：恒载：G1=8.43*11.4/3=32 KN汽车荷载：偏于安全按汽车直接作用在桥墩上G2=250 KN即

8、需要满足的最大竖向承载力为：即要求桩的容许承载力必须大于332 kN基础采用钢管桩基础，钢管桩深度是7m，根据该桥位的地质资料检算如下：2.4.1、设计资料1、基桩设计参数成桩工艺: 钢管桩 承载力设计参数取值: 根据建筑桩基规范查表 孔口标高m 桩顶标高 m 桩身设计直径: d = 0.60 m 桩身长度: L= 7.00 m桩尖端部构造形式: 敞口2. 岩土设计参数层号土层名称层厚(m)层底埋深(m)岩土物理力学指标极限侧阻力qsik(kPa)极限端阻力qpk(kPa)1细砂15.015.00N =25.004528713. 设计依据建筑桩基技术规范(JGJ 94-94)以下简称桩基规范建

9、筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)以下简称基础规范2.4.2、单桩竖向抗压承载力估算1、 计算参数表土层计算厚度li(m)极限侧阻力qsik(kPa)极限端阻力qpk(kPa) 17.004528712. 桩身周长u、桩端面积Ap计算u = p × 0.60 = 1.88 mAp = p × 0.602 / 4 = 0.28 m23.单桩竖向抗压承载力估算钢管桩外直径ds = 0.60 m根据建筑桩基规范表 查表，侧阻挤土效应系数ls = 1.00桩端进入持力层深度hb = 7.00 m，hb/ds5，根据建筑桩基规范公式-3，计算桩端闭塞效用系数lp: lp

10、 = 0.8ls = 0.8 × 1.00 = 0.80根据桩基规范按下式估算单桩承载力 Quk = Qsk + Qpk土的总极限侧阻力标准值为：Qsk = lsmåqsikli = 1.00 × 1.88 × (45 × 7.00) = 591 kN总极限端阻力标准值为：Qpk = lpqpkAp = 0.80 × 2871 × 0.28 = 650 kN 单桩竖向抗压极限承载力标准值为：Quk = Qsk + Qpk = 591 + 650 = 1241 kN单桩竖向承载力特征值Ra计算，根据基础规范附录Q条文Q.0.1

11、0第7条规定。Ra = Quk/2 = 1241 / 2 = 620 kN332 kN 能够满足要求。3、钢便桥的施工(1)便桥施工时应按设计位置进行准确放样，保证便桥位置和标高均能满足设计要求。(2)施工用的各种材料必须采购正规厂家的合格材料，所有材料要有合格证明资料。(3)便桥施工从南岸向北岸方向施工，逐跨推进。(4)钢管桩运输、堆放。直接汽车根据现场施工进度组织分批运送至工地，避免钢管桩运输过程中受压变形破坏。钢管桩运输过程堆放按沉桩顺序可采用多层叠放，各层垫木位于同一垂直面上，但叠放层数不易超过三层，以保证行车安全。钢管桩起吊、运输和堆存过程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。注意在钢管桩沉放前再次检查管节焊缝。(5)钢管桩沉放前先计算出每根钢管桩的所在位置的坐标。沉放时在正面布置一台全站仪观测定位。(6)使用DZ40振动锤带液压夹下沉钢管桩，振动锤额定激振力为23t，可以满足本工程的要求。起吊设备采用35t履带吊机。钢管桩沉放应注意：振动锤中心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上；每一根桩的下沉应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难。沉放过程加强观测，钢管桩偏位不得大