钢栈桥计算书

1、1编制依据2工程概况3钢栈桥及钢平台设计方案3.1钢栈桥布置图3.2钢平台布置图4栈桥检算4.1设计方法4.2桥面板承载力验算4.3120a工字钢分配梁承载力验算4.4贝雷片纵梁承载力验算4.5145b工字钢横梁承载力验算4.6桥面护栏受力验算5桩基检算5.1钢管桩承载力验算5.2桩基入土深度计算5.3钢管桩自身稳定性验算5.4钢管桩抗倾覆性验算5.5钢管桩水平位移验算6钻孔平台*钢栈桥计算书1 编制依据1、现场踏勘所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；2、国家及地方关于安全生产及环境保护等方面的法律法规；3、钢结构设计规范GB50017-2011；4、公路桥涵设

2、计通用规范JTGD60-20155、公路桥涵地基与基础设计规范JTGD63-20076、公路工程施工安全技术规范(JTGF90-2015)7、路桥施工计算手册(人民交通出版社)8、*设计图纸。2 工程概况*位于顺昌县水南镇焕仔坑附近，跨越富屯溪。本项目起点桩号K7+154,终点桩号K7+498.5，桥梁全长344.5m。*场区属于剥蚀丘陵夹冲洪积地貌，桥址区地形较起伏，起点台较坡度约15°-20°，终点台较坡度约5°-10°。桥梁跨越富屯溪，勘查期间水深约3-9m,溪宽约180-1902*桩基施工是本工程的控制工期工程，我项目部经过对富屯溪水文、地质及其

3、现场情况的详细调查，为保证工期,加快施工进度，跨富屯溪水中主墩计划采用钢栈桥+钢平台施工方案。*河中墩共7组，距河岸边最近的8#墩距岸边约20m,根据富屯溪历年洪水水位，富屯溪上下游都有水电站，无通航要求，宜搭设全桥贯通栈桥。为满足环保、水保及通航要求，我单位从2#墩8#墩桩基基础均采取搭设钢平台施工，其余桩基基础为陆地桩基。按照常水位115.00m,经现场实测，中间河道宽度约210米，2#墩8#墩位置水深约1.55.2米。钢栈桥计划施工长度为243m共设置7个钢平台，因2#墩钢平台标高为121m2#墩临近堤顶路，其标高为127m高差悬殊较大，车辆无法两岸通行，为确保车辆的通行顺畅及在进行混凝

4、土灌注过程中车辆的良好通行，其中在2#墩钢平台及3#墩钢平台之间搭设贯通钢平台,利于车辆的掉头及车辆的错车需要。3 钢栈桥及钢平台设计方案3.1 钢栈桥布置图基础采用529x8mm螺旋焊管，焊管顶部设双145b工字钢横梁，横梁上设贝雷片纵梁,纵梁上铺I20a工字钢做分配梁,20#工字钢间距30cm,86mn钢板做面板。钢栈桥布置图如下图。钢栈桥横断面图3.2 钢平台布置图基础采用529x8mm螺旋焊管，焊管顶部设双I45b工字钢横梁，横梁上设贝雷片纵梁,纵梁上铺I20a工字钢做分配梁,20#工字钢间距30cm,86mn钢板做面板。4栈桥检算4.1设计方法(1) 采用容许应力法设计计算(2) 钢

5、栈桥属临时结构；钢结构容许应力提咼系数1.31.4见公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015);本方案取容许应力法计算时的最小安全储备系数K=1.01.25(重要构件不小于1.2)o（3）取荷载冲击系数1.15、偏载系数1.2;（4）弹性模量、惯性矩、截面抵抗矩、容许应力、容许扰度数值参考路桥施工计算手册（人民交通出版社）（5）活载按照8m3昆凝土搅拌运输车（满载）可按照“汽车-20级”重车计算。4.2桥面板承载力验算120a工字钢上分配间距30cm净距20cm桥面板跨径丨0.20m;车辆后轴触地宽度为600mn,长度为200mn,混凝土运输车单轮宽30cm,作用面20cm桥面板可按照均布

6、荷载进行计算分析。车轮作用示意图取200mn单元宽度桥面板计算其截面特性：桥面板计算简图截面抵抗矩wb=200X62/6=1200mrm6惯性矩Ibh3124=200X63/12=3600mm桥面板自重：q1=0.2X47.1X10X10-3=0.094?/?4.2.2强度验算1.20.09417.459KN/m181Mpa满足承载力要求均布荷载q15.1/22/0.31.15M0.08710672.5MpaW12004.2.3刚度验算f0.48mmf2200.88mm满足刚度要求2504.3I20a工字钢分配梁承载力验算8vm混凝土搅拌运输车车轮位于120a工字钢上分配梁时，为不利荷载位置.

7、则每根上横梁承受车辆单轮轴荷为：桥面板和I20a工字钢自重：q2=27.929X10X10-3+0.094=0.373KN/mI20a工字钢腹板厚度d=7mm惯性矩lx=2370cm4；截面抵抗矩wx=237cm3;半截面静力矩&=136.1cm3；分配梁计算简图跨中弯矩:支座处剪力:ql2Pab0.373X1勺52.1X2X0.55X0.55m=+=+=28.71KN.m8l81.1PqlQ=-+=0.5X52.1X2+0.5X0.373X1.1=22i.i52.31KNM28.71W237103106121.14Mpa182Mpa满足承载力要求QSx=TIb52.31X136.1X

8、10=42.91MPa<T=2370X104X785MPa满足承载力要4.3.3刚度验算黑38：常。寫幣11100f0.581.432.01mmf2.75mm4004.4贝雷片纵梁承载力验算满足刚度要求4.4.1力学参数8m3混凝土搅拌运输车（满载）可按照“汽车-20级”重车计；考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于9m即一跨内同方向桥内最多只布置一辆重车。自重恒载：q=6+0.373=6.373KN/m贝雷桁片：1KN/m(包括连接器等附属物)截面抵抗矩wx=3570cm3;截面积A=146.45X10-4m2惯性矩1=250500亦弹性模量E=206GPa贝雷片纵梁弯矩最大时计算简图剪

9、力最大时计算简图跨中弯矩M=ql2/8+M汽=6.373X978+(22.2+255.6+171.6)X1.15X1.2=684.7KN.mvM=788.2KN.m满足承载力要求根据剪力计算简图，B点出为最大剪力，根据Ema=0,得B点最大剪力：Q二ql/2+XBX1.15X1.2=6.373X9/2+(24+101.33+120)208MPaOX1.15X1.2=367.23KN销子采用30crmnti，插销用弹簧钢制造，容许剪应力:367.232X146.45X10X10-312.54MPa<T=208MPa满足承载力要求梁体变形为整体变形，由单侧6片贝雷片为一整体进行验算，可根据叠

10、加法计算跨中挠度，1=6X250500X10-8=150.3X10-4m均布荷载：fq5ql4/384EI56.37394(384206106150.3104)1030.17mm由汽-20重车荷载产生的跨中挠度:式中b为集中荷载到较近支座的距离，根据弯矩计算简图荷载布置方式，在本计算书中分别为b10.74m，b24.26m，b32.86mfi=60X103X0.74x(3x92-4x0.742)/(48x206x109X1503000-6x10-8)=71.95x10-6mf2=120x103x4.26x(3x92-4x4.262)/(48x206x109x1503000-4x10-8)=5.

11、86x10-4mf3=120x103x2.86x(3x92-4x2.862)/(48x206x109x1503000-4x10-8)=4.856x10-4m综上，跨中最大挠度为(考虑汽车冲击荷载)：f=fq+(f1+f2+f3)x1.15x1.2=0.17+(71.95+586+485.6)x10-3x1.15x1.2=1.74mmvf=9000/600=15mm满足刚度要求4.5I45b工字钢横梁承载力验算横梁采用I45b双拼，每根长度为6m计算跨径为4m按简支梁进行计算，计算简图如下：惯性矩：I=33800cm4；截面抵抗矩：W=1500cm3；截面面积：A=111.446cm2；理论重量

12、g=87.485kg/m腰厚d=13.5mm半截面面积矩：S=889.47cm3按照钢横梁简化至3个集中荷载进行计算，其中桥面、纵梁及工字钢恒载为q=87.485x2X10x10-3=1.75KN/m集中荷载P=(6.373x9+300X1.15x1.2)/3=157.119KN支座处最大剪力：Q=3P/2=3X157.119/2=235.68KN跨中最大弯矩Mmax二ql2/8+M=1.75x42/8+157.119=160.619KN.m235.68x10x889.47x002x33800x1tx13.5=22.97MPavT=104MPa满足承载力要求4.5.3刚度验算5ql4f=q38

13、4EI5x1.75x103x44=384x206x109x33800x10-8x2x103=0.04mmPl3fp=P48EI157.119x103x4348x206x109x33800x10-8x2x103=6.02mmf=fq+fp=0.04+6.02=6.06mmvf=4000/250=16mm满足刚度要求4.6桥面护栏受力验算护栏横杆采用©48x3mm冈管，立柱采用I14工字钢，工字钢间距为2n。根据公路工程施工安全技术规程(JTGF90-2015)，防护栏杆上杆件任何部位均应能承受1KN的外力，当外力作用在立杆中间时横杆所受弯矩最大，按简支梁进行计算，计算简图如下：当外力作

14、用在仅靠立柱端头时钢管承受剪力最大，受力简图如下：©48x3mm钢管力学参数如下：r4-4244-214截面抵抗矩：W=n:=n=4.49cm44R4x2.4截面面积A=MR2-r2)=3.14x(2.42-2.12)=4.24cm2I14工字钢力学参数如下：截面抵抗矩：W=101.7cm4截面面积A=21.5cm2当外力作用在立杆的最顶端时，立杆受弯矩最大，计算简图如下:4.6.2强度验算(1)©48x3mn钢管验算跨中弯矩M二竺二匕二1二0.5KN.ml2跨中切应力:M0.5X1%汴亦=4.49XT"MMPavd=145MPa满足承载力要求支点处剪力：Q=P=

15、1KN支点处剪应力:Q1X1&t=-=2.36MPavT=85MPaA424l'(2)I14工字钢立柱验算满足承载力要求最大弯矩M=PI=1X1.2=1.2KN.m最大切应力:Mi2x16)-=w=-X="BMPavd=145MPa满足承载力要求I14工字钢与桥面板焊接，对焊缝进行验算:焊缝处弯矩：M二Pl=1X1.2=1.2KN.m焊缝处最大剪力为：Q=1KN焊缝截面惯性矩:.BH3-bh380X1403-74.5X121.8312=7.07X106mm6Wf=ifh/27.07X10140/2=0.101X106mmS"=80X9.1X65.45=0.0

16、48X106mm3Sf=S"+5.5X60.92=0.068Xl06mm3满足承载力要满足承载力要M1.2X10'=Wf=070=11.88MPa145MPa求t=f=1X7107"I"5X10=1.75MPa<T=85Mpa5桩基检算5.1钢管桩承载力验算KN钢管桩截面面积A=MR2-r2)=3.14X(264.52-256.52)=1.3X104mm2钢管桩按照受压构件计算(r=N=235.68X410=18.13MPa<d=140MPa满足承载力要求A1.3X恂LJ5.2桩基入土深度计算基础采用529x8mm螺旋焊管，理论重量为103.2

17、89kg/m，根据I45a工字钢横梁承载力验算中得钢管桩最大荷载P=235.68KN桩基长度按照最大水深5m,入土2m,高于水面4.5m计算，则桩底最大承载力为P=235.68+(5+2+4.5)X103.289X10X10-3=247.56KNn1Ra=尹刀qikli+Apqri=1式中Ra单桩轴向受压承载力容许值(KN；u桩身周长(m);Ap桩端截面面积(m2)；n土的层数；山一承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度(m；qik与li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa）;qr桩端处土的承载力容许值（kPa）;基础采用529x8mn螺旋焊管，桩基按照摩擦桩设计。桩基周长u=nX0.529

18、=1.661m,桩基冲刷线以下为卵石，厚度约23m则摩阻力标准值qik取170kPac不计桩尖承载力，则有桩基需入土深度：L=2X247.56/（1.661x1X170）=1.75m，施工过程中桩基入土深度按照2m控制。5.3 钢管桩自身稳定性验算钢管壁厚按8mm计算。4444-44I=nX0.529（1-0.513/0.529）/64mX10m根据建筑桩基技术规范，单桩稳定长度：Lp1.0（I。h）,l0为地面以上桩长，取最大值10mh为地面以下桩长，为2m所以Lp=12m11-钢管桩身抗弯刚度：EI=2.10X1011N/m2XX10-m单桩屈曲临界荷载PCr2EI/Lp616.53KN>247.56kN由以上计算可看出钢管桩满足稳定性要求。5.4 钢管桩抗倾覆性验算当富屯溪水流量达到4000m3/s时，桥墩钢管横向位移考虑水流冲击影响，流速为2.86m/s。流