栈桥设计指引最终版

1、本文由wahiillzx贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查 看。路桥华南工程有限公司路桥华南工程有限公司栈桥设计指南编制：编制：发核：复核：审核：审核：路桥华南工程有限公司技术研发部二OO八年二月目第1章第2章2录前言1钢栈桥设计3相关资料收集32.2、栈桥结构设计3第3章3.1 3.2 3.3 3.4钢栈桥结构验算8设计荷载组 合8各类材料容许应力15栈桥设计验算16主要事项23附录：设计实例25、工程概况25、结构设计 25、计算过 程中采用的部分参数26、设计技术参数及荷载的确定26、主栈桥结构设 计与验算27栈桥设计指南路桥华南工程有限

2、公司第1章前言编制目的近年来，随着公司承建的项目越来越多，各类临时结构工程也越来越多，设计工作量 也越来越大。为了减少设计工作量、提高设计水平、提高临时结构通用性和提高临时材料 周转使用率，公司计划对一些常用临时结构，推行标准化设计。为此，由公司技术研发部 组织，将进行多项设计指南的编写。设计指南由技术研发部编制，将作为全公司 范围内各分项工程结构设计的依据和参考，用于指导项目常规施工方案的设计，促进常规 方案的标准化和模块化，从而起到减少项目方案设计人员的设计强度的作用，达到提高临 时材料周转使用率的目的。栈桥作为一种施工通道，是为工程建设服务的一项大型临时结 构，尤其在跨江、跨河甚至跨海大

3、型桥梁建设中，在船只无法靠近的情况下，通过栈桥完 成施工作业成为一项有效常用的工程措施。栈桥具有规模大、载荷重、结构复杂等特点， 目前我公司在建的项目，栈桥的临时工程量很大。栈桥设计有一定的难度，尤其国内缺乏 这方面的规范及参考书，为了给栈桥设计提供方便，减少困难，同时符合公司推行标准化设 计的要求，特编写此指南。在指南编写过程中还参考了近几年来我公司一些项目使用过及 正在使用的各类栈桥，结合其各自的特点及其共同特征进行编写；指南编写本着通用性的 原则，力求适用于各种环境、地质情况，并结合项目自身情况，对其栈桥设计进行指导。设 计指南的编写，是一项系统的，庞大的工程，本指南在编写中力求内容完善

4、、实用、无 误。但由于编者经验较少、水平有限，在指南中有不足甚至错误之处在所难免，欢迎批评 指正，并提出宝贵意见，将设计指南不断完善。适用范围本指南适用于普通江、河、水塘、浅海区域的临时钢栈桥结构的设计及计算。1栈桥设计指南路桥华南工程有限公司相关规范及参考资料本指南编写过程中，主要参考以下规范及文件：a、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004)；b、铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-05)；c、钢结构设计规 范(GB50017-2003)；d、装配式公路钢桥使用手册；e、公路桥涵钢结构与 木结构设计规范(JTJ 025-86)；f、结构力学：g、路桥施工计算手册；h、 公路桥涵

5、地基与基础设计规范(JTJ 024-85)；1、海港水文规范(JTJ213-98)； J、港口工程荷载规范(JTJ215-98)；k、港口工程桩基规范(JTJ254-98)；1、 内河航道与港口水文规范(JTJ214-2000)；以及其它相关行业规范，设计图纸等资料。2栈桥设计指南路桥华南工程有限公司第2章钢栈桥设计相关资料收集在展开进行钢栈桥结构设计前，需要收集以下资料：1)、工程项目设计图纸：2)、 沿线各种地形断面图，地层断面图、地质报告；3)、气象、水文资料；4)、栈桥的功能 和修建栈桥的目的：5)、通过栈桥各种机械资料，主要为机械规格、外形尺寸、性能及轮 压；6)、通过栈桥其他最大和

6、最重构件尺寸、重量。、栈桥结构设计、栈桥结构设计2.2.1栈桥平面位置确定栈桥平面位置的确定要结合主体工程施工方法进行全面分析，考虑因素有以下几点： a、满足施工机械靠近施工现场，方便施工作业：b、确保施工通道畅通：c、尽量与钻孔 平台相结合：d、尽量保证栈桥轴线与主桥轴线平行：e、栈桥布置应不影响水上通航，如 需船舶配合作业，栈桥设置在上游侧；f、不能影响测量观测(桥梁轴线)；以上是栈桥 平面布置确定时应注意的几个问题。事实上各方面因素是相互矛盾的，都要照顾到比较困 难，只能抓主要方面，照顾大局，使栈桥布置协调，方便施工。栈桥净空确定栈桥标高主要根据当地最大洪水水位(潮位)考虑，桥下净空应根

7、据计算水位或最高 流冰水位加安全高度确定，并保证不会形成流冰、漂浮物阻塞：同时又要考虑施工便道及 施工平台标高，并尽量与其保持一致，尽量避免设计纵坡。在不通航的情况3栈桥设计指南路桥华南工程有限公司下，桥下净空不应小于表2-1规定。如考虑通航情况时，还需考虑满足桥下船只正常 通行。非通航河流桥下最小净空表2- 1栈桥跨度确定应从安全、经济、搭设方便、满足通航、满足泄洪要求等方面考虑。从 安全角度考虑必须保证在桥梁设计洪水位以内的各级洪水及流冰、漂浮物等的安全通过； 栈桥跨度从设计及制造的角度考虑，跨度设计种类越少越好、以减少设计及制造的工作量, 且节约成本。栈桥跨径选择栈桥跨径的选择的影响因素

8、较多，目前较常用的跨径有9m、12m、15m. 18m. 24m及 36m等不同等级，考虑因素主要如下：(D.通航因素影响，根据航道规划，预留通航孔： (2).所用材料影响,一般型钢栈桥912m,贝雷栈桥1518m； (3).施工方式影响,如 采用履带吊机悬臂施工方法，一般1218m,受履带吊机起吊能力制约：.受基础形 式影响，如地基较差、基础投入大，一般尽量将跨径加大，设计时可对数种跨径经济性进 行比较。栈桥结构确定(一)、基础选择目前常用的临时栈桥基础可采用临时钢管桩基础或预应力管桩基础。预 应力管桩基础适用于陆地及浅水区施工，具有单桩承载力大，价格低廉，施工方便等优点, 但 基础不能周转

9、使用，需要采用柴油锤插打，需要大型设备(如打桩船)。如采用预应力 混凝土管桩，可参考表2-2 (或相关标准)进行选取。预应力混凝土管桩力学性能表2 -2 -4栈桥设计指南路桥华南工程有限公司外径(mm)壁厚(mm)型号A预应力钢筋抗裂弯矩 (KN m) 23 28 33 52 63 75 99 121 144 166 125 154 182 211 164 201 239 276 367 451 535 619 689 845 1003 1161极限弯矩竖向承载力最大桩节理论重量(KNm)设计值(KN)长度(m) (Kg/m) 34 45 59 77 104 135 148 200 258 3

10、32 188 254 328 422 246 332 430 552 550 743 962 1238 1030 1394 1805 2322 8900 15 924 6000 15 620 4250 4800 15 440 499 3550 4150 15 368 434 3150 3700 15 327 368 2250 12 249 1250 11 1316(p7.1 6p9.0 8(pl0.7 10(p7.1 10(p9.0 129.0 10q10.7 13(pl0.7 13(pl2.6 ll(p9.0 ll(pl0.7 15(pl0.7 15(pl2.6 13(p9.0 13q10,

11、7 17(pl0.7 17(pl2.6 15(pl0.7 15(pl2.6 22(pl2.6 27(pl2.6 22(pl0.7 22(pl2.6 30(pl2.6 40q12,630075ABBA40095ABBA500100 125ABBCA550100 125ABBCA600110 130ABBCAABB CAABBC8001101000130水上钢栈桥基础较多采用钢管桩，钢管桩具有重量轻、施工方便、抵抗弯矩能力强， 方便施工(可用振动锤插打)等特点，应用较为广泛。钢管桩可通过焊接纵向、横向平联 增加整体稳定性。为了统一规格，提高钢管桩周转使用率，设计时应选择表2-3中所规 定的标准材料

12、。基础材料选用表 部位 钢管桩 可选规格(nun) GB-SPWSP630X8A (mm ) 15632 2表2- 34Ix(nun ) 7.5612e+08Wx(imn) 24003923单位重(kg/m) 122.75栈桥设计指南 GB-SPWSP711 X 10 GB-SPWSP820 X 10 GB-SPWSP820 X 12 GB-SPWSP1020 X 12 GB-SPWSP1020 X 14 GB-SPWSP1220 X 12 GB-SPWSP1220 X 14 GB-SPWSP273 X 6 GB-SPWSP325 X 6 桩间平 联 GB-SPWSP426 X 6 GB-SP

13、WSP426 X 8 GB-SPWSP508X8 GB-SPWSP610X8 22011 25434 30445 37981 44224 45517 53016 5030 6010 7913 10500 12560 15122 1.353e+09 2.088e+09 2.487e+09 4.828e-H)9 5.600e+09 8.310e+09 9.657e+09 4.888e+07 7.653e+07 1.746e+08 2.296e+08 3.929e+08 6.857e4O8路桥华南工程有限公司 3806925 5092240 6065949 9467291 10980127 1362

14、2805 15815034 358113 470972 819935 1077878 1546853 2248163 172.8 199.7 239.0 298.2 347.2 357.3 416.2 39.5 47.2 62.1 82.4 98.6 118.7、纵、横分配梁、承重梁及桥面系选择横分配梁、选用型钢作为分配梁，选用型钢 或贝雷作为承重梁：桥面采用钢板或倒扣槽钢，钢板厚度为1012mm,密排倒扣槽钢采 用2025a。各类材料选用时，应该考虑通用性要求，如采用型钢时选用表2-4中所列 材料：栈桥上部结构材料选用表栈桥上部结构材料选用表部位可选规格(nun) A (mm ) I56a

15、145a 承重梁 I36a I32a H600X200 H500X200 H450X175 I45a 分配梁 I36a I32a I28a I25a H450X175 13538 10240 7644 6712 13520 11420 8341 10240 7644 6712 5537 4851 83412表 2 4 Wx(nun ) 2342000 1432933 877556 692500 2610000 1910000 1200000 1432933 877556 692500 508214 401360 12000003Ix(nun ) 6.558e+08 3.224e+08 1.58

16、0e+08 1.108e+08 7.820e+08 4.780e+08 2.710e+08 3.224e+08 1.580e+08 1.108e+08 7.115e+07 5.017e+07 2.710e-H)84Iy(nun ) 1.366e-H)70 8.550e+06 5.549e+06 4.590e+06 2.28e+07 2.14e+07 7.93e+06 8.550e+06 5.549e+06 4.590e+06 3.441e+06 2.804e+06 7.93e+064Wy(nmi ) 164554 114000 81603 70615 41400 43300 30800 114

17、000 81603 70615 56410 48345 308003单位重 (kg/m) 106.3 80.4 60.0 52.7 106.0 89.6 65.5 80.4 60.0 52.7 43.5 38.1 65.5 6栈桥设计指南25a 面板20 B=10nim 6 =i2mm 3491 3283 3.359e-H)7 1.9143+07 1.759e+06 1.436e+06路桥华南工程有限公司268728 191370261396 5174827.4 25.8重量 78.5Kg/m 重量 94.2Kg/m2承重梁选用贝雷桁架片时其力学性能如下表：贝雷力学性能表贝雷力学性能表表2-

18、5贝雷允许内力表贝雷允许内力表表2 6各项目可根据项目当地条件及项目具体情况对栈桥结构及用材进行选定。7栈桥设计指南路桥华南工程有限公司第3章钢栈桥结构验算3.1设计荷载组合3.1 3.1.1荷载分类作用在栈桥上的计算荷载，主要分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载3类。永久荷载: 经常作用在结构物上的力可变荷载：出现几率较小的各种外力偶然荷载：偶然发生的外力3.1 3.1.2荷载组合进行栈桥结构设计时，应根据结构特性，按下表所列荷载就其可能发生最不利组合情 况进行计算。栈桥计算荷载荷载分类序号1永久荷载2 3 4 5 6 7可变荷载8 9 10 11偶然荷载 12汽车制动力风荷载流水压力冰压力船舶

19、、漂浮物撞击力不与8、11同时参与组合 不与8、10同时参与组合不与10、11同时参与组合荷载名称结构自重土侧压力静水 压力及浮力车辆荷载汽车冲击力汽车引起的土侧压力人群荷载备注表3 18栈桥设计指南路桥华南工程有限公司3.1 3.1.3荷载分析（-）、栈桥自重荷载：包括结构自重及桥面铺装、附属设备等附加重力；结构重力栈桥 自重荷载：标准值按下表所列常用材料的重力密度计算。常用材料的重力密度表3 2、土侧压力：分为静土侧压力和主动土侧压力两种；土侧压力：（1）.静土压力的标 准值可按下列公式计算ej= Y li C=l-sin4 Ej=7H22公路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P20公

20、路桥涵设计通用规范 公路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P21公路桥涵设计通用规范公 路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P21公路桥涵设计通用规范24.2.3-1） 4.23-2） 4.23-3）式中：ej 任一高度h处的静土压力强度（KN/m ）；， 压实土的静土压力 系数；丫 土的重力密度（KN/m ） ； 4） 土的内摩擦角（ ） ； h 填土顶面 至任一点的高度（m） ; H 填土顶面至基底高度（m） ； Ej 高度H范围内单位 宽度的静土压力标准值（KN/m）:在计算倾覆和滑动稳定时，墩、台、挡土墙前侧地面以下不受冲刷部分土的侧压力可 按静土压力计算。(2).主动土压力标

21、准值可按下式计算：当土层特性无变化但有汽车荷载 作用时，作用在桥台、挡土墙后的主动土压力标准值在B=o时可按下式计算：9栈桥设计指南路桥华南工程有限公司E=1 B u y H (H + 2h) 2公路桥涵设计通用规范(公路桥涵设计通用规范P21公路桥涵设计通用规范 (P214) 4.23-5)p=cos 2 (? ? a) ? sin(? + 6 ) siii(? ? p ) ? cos 2a ? cos(a + 6 ) ?1 + ? cos(a + 3 ) cos(a ? f ) ? ?2式中：E一一主动土压力标准值(KN) ; U一一主动土压力系数；丫一一土的重 力密度(KN/m ) ；

22、B桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度(m) ； H计算土 层高度(m) ； B一填土表面与水平面夹角，这里B=0； a 一一桥台或挡土墙背与竖 直面夹角；6一台背或墙背与填土间的摩擦角，可取6= 4)一一土的内摩擦角(。)； h一一汽车荷载的等代均布土层厚度(m)；392 主动土压力的着力点自计算土层底面算起，c= HH + 3h X o 3 H + 2h图3 1主动土侧压力图.作用在柱上的土侧压力计算宽度可按下列规定采用：I、当H W D时，作用在 每根柱上的土压力计算宽度可按下式计算：10栈桥设计指南路桥华南工程有限公司公路桥涵设计通用规范(公路桥涵设计通用规范P22公路桥涵设计通用规范 4

23、.23-8)图3-2柱的土侧压力计算宽度I、当H D时，应根据柱的直径或宽度来考虑柱 间空隙的折减。公(公路桥涵设计通用规范P23路桥涵设计通用规范10)a、当土层特性有变化或受水位影响是，宜分层计算土的侧压力：b、土的重力密度和 内摩擦角应根据调查或试验确定。、车辆荷载车辆荷载车辆荷载根据栈桥使用实际情况确定，如不能确定最大车辆荷 载时采用表7汽车荷载进行设计；如确定通过最重车辆为61113混凝土罐车和50T履带 吊车时，考虑履带吊在栈桥作业时，按50T履带吊+最大吊重(或80t)进行设计。(1).车 辆荷载的立面、平面尺寸见图3 3、图3-4,主要技术指标规定见表3- 3。车辆荷载主要技术

24、指标表3 311栈桥设计指南路桥华南工程有限公司车道荷载的立面、图3-3车道荷载的立面、平面尺寸图3-4车辆荷载横向分布a、履带一50级荷载的立面、平面尺寸见图5履带一级荷载的立面、图3-5履带一50级荷载的立面、侧面尺寸12栈桥设计指南路桥华南工程有限公司、冲击荷载汽车在栈桥行驶时限速最大20Kinh,避免栈桥上出现跳车现象，汽车 冲击荷载可按汽车总重的10%计算，即1.1倍系数考虑。（5）、汽车制动力汽车在栈桥 行驶时限速最大20Kinh,禁止在桥上急刹车，汽车制动力可不予考虑。、风荷载、 流水压力、风荷载对于一般水上栈桥，可不予以考虑风荷载影响；对于位于台风多发地 区桥梁，或海上桥梁施工

25、栈桥，由于其迎风面积较大，设计时应予以考虑风荷载影响。风 荷载假定水平地垂直作用于各部分迎风面积的形心上，其标准值可按下式计算：Fwh = k0 klk3WdAwhWd =公路桥涵设计通用规范（4.3.7-1）yVd22g公路桥涵设计通用规范（43.7-2）W0 =yV10 22g公路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P28公路桥涵设计通用规范P29公路桥涵设计通用规范P29公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范43.7-3）Vd = k2k5V10公路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P29公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P29公路

26、桥涵设计通用规范4） 43.7-5）y = 0.012017e 70.0001Z式中：Fwh横桥向风荷载标准值（KN）；W0 基本风压（KN/m2） ； Wd 设计基准风压（KN/m2） ； Awh 横 向迎风面枳（m2）,按结构各部分的实际尺寸计算；V10 一一桥梁所在地区的设计基本 风速（m/s）,系按平坦空旷地面，离地面10m高，重现期为100年lOnun平均最大风速计算确定；Vd 一一高度Z处的设计基准风速（in/s）；Z距地面或水面的高度（in）；Y 空气重力密度（KN/m3）；k0 设计风速重现期换算系数，对于平台结构可取0.75,当桥梁位于台风多发地 区时，可根据实际情况适度提高

27、k0值；13栈桥设计指南路桥华南工程有限公司k3 地形、地理条件系数，一般取1.0： k5 一一阵风风速系数，对A、B类地表 k5 =1.38,对 C、D 类地表 k5 =1.70。A、B、C、D地表类别对应的地表状况见表3 8；地表分类表3 4k2 一一考虑地面粗糙度类别和剃度风的风速高度变化修正系数，按下表取用；风速高度变化修正系数K2表3- 5kl 风载阻力系数，按下列规定确定：式中：B宽度（m）；H高度（m） o、流水压力桥墩上流水压力标准值按下式计算：公路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P33公路桥涵设计通用规范 4.3.8）14栈桥设计指南路桥华南工程有限公司K一一桥墩形状系

28、数，见表3-6桥墩形状系数表3- 6、船舶或漂流物撞击力栈桥设计时常与平台、码头结合考虑，在靠近码头或平台 部位需要设置防撞装置，如防撞桩等，栈桥本身结构可以不予以考虑船舶撞击力影响。漂 流物横桥向撞击力标准值按下式计算：F=WVgT公路桥涵设计通用规范（公路桥涵设计通用规范P37公路桥涵设计通用规范4.4.2）式中：W 漂流物重力（kN）,应根据河流中漂流物情况，按实际调查确定：V水流速度（m/s）；T 一一撞击时间（s）,应根据实际资料估计，在无实际资料时，可用Is： g 一一重 力加速度（m/s2）。各类材料容许应力根据钢结构设计规范，计算时Q235、Q345钢材的强度设计值取值如表3-

29、9。根 据公路桥涵钢结构与木结构设计规范，栈桥结构设计采用容许应力法，容如对临许 应力值为极限应力值/L5, Q235钢的容许应力=极限应力210/1.5=140Mpa,时性结构， 采用L3容许应力提高系数；栈桥结构采用Q235钢材的容许应力值如下：轴向应力 o=140X1.3180Mpa： 。w =145义 1.3% 185Mpa： t =85X1.3 110Mpa（15栈桥设计指南设计用钢材强度值钢材型号钢材序号1 2 Q235 3 4 5 6 Q345 7 8 3550 50100 270 250 155 145 4060 60100 16 1635 200 190 315 300 11

30、5 110 185 175 构件 钢 号 厚度mm 16 1640抗拉，压湾fMPa215 205抗剪fV MPa 125 120路桥华南工程有限公司 表3-9端面承压fee MPa 320 320 320 320 410 410 410 410栈桥设计还需对刚度进行验算，控制各构件挠度，满足结构刚度要求，并利于材料周 转使用。挠度的容许值一般为挠度与梁跨长的比值满足fmax 1 1 W 。1 250 400栈桥设计栈桥设计验算栈桥由基础及承重结构组成。基础分为桥头桥台及桩基础；承重结构自桩顶向上分为, 承重梁、分配梁及桥面附属结构。基础设计计算（承载力、稳定性、入土深度）3.3.1基础设计计

31、算（承载力、稳定性、 入土深度)栈桥基础设计时考虑桥头采用重力式混凝土桥台或重力式砌体结构，也可采用支撑桩 桥台，水中部分采用钢管桩进行支撑。(一)、扩大基础设计计算(一)、扩大基础设计计算扩 大基础设计桥头采用扩大基础设计时，需进行桥台抗倾覆验算和基底承载力计算。进行抗 倾覆验算时其荷载组合应为：台后有汽车荷载作用时产生的被动土压力。、将汽车荷载 换算成等代均布土层厚度：11=ZGBly公路桥涵设计通用规范(公路桥涵设计通用规范P27公路桥涵设计通用规范1)式中：在破坏棱体长度范围内只能放一辆重车，因为栈桥为双车道，则2G=2 X G；16栈桥设计指南路桥华南工程有限公司L为破坏棱体长度，对

32、于台背为竖直时，L=H tg 0 , H为桥台高度，tg 0 = tg 3 + (ctg + tg a )(tg 3?tga)而 3 = 4)+6 + a ；、土压力：Ej= B U y H (H + 2h) 2公路桥涵设计通用规范(公路桥涵设计通用规范P21公路桥涵设计通用规范 4.2.3-1)其水平分力：Ejx=Ej cos(6 + a )，对基底形心水平弯矩Mjx= EjxcXC；其竖向分力: Ejy= Ej sin( 6 + a ),，对基底形心竖向弯矩Mjy=EjyXC；、基底应力：。=EP M + AW式中：E P为桥台自重及土侧压力竖向分力：E M为桥台自重对形心产生弯矩及土侧压

33、力产生弯矩：A为底面积；Bh 2 W= , h为填土高度；6、稳定性验算：抗倾覆稳定系数K0 =y eO式中：y一一基底截面重心至压力最大一边的边缘的距离：eO外力合力偏心距，eO =L Pe+ L Th , P为各竖直分力，T为各水平分力，e为LP相应于P作用点至基底形心的距离，h为相应于T作用点至基底的距离；K0般对主要荷载组合取kO 2 1.5，各种附加荷载组合取kO 2 1.1 1.3 ；抗滑移稳定稳定系数：Kc =u LPLT式中：U一一基础底面与地基土间的摩擦系数，如无实测资料时可参考表3 10。P 各竖直分力；17栈桥设计指南T各水平分力：Kc般取kc 2 1.2 1.3 ;摩擦

34、系数U摩擦系数U地基土分类U粘软塑土硬塑0.3亚粘土、亚砂土、半干硬粘土 0.30.4路桥华南工程有限公司表3 10岩石硬质碎石类土砂类土软质0.250.40.50.4 0.60.6 0.7、桩基础设计计算(载力、稳定性、入土深度)、桩基础设计计算(承载力、稳 定性、入土深度)桩基础设计计算 基础采用钢管桩(或PHC桩)时，主要计算方式如下。 、管桩竖向容许承载力按下式计算P =1 U Z In 1基础工程(基础工程P82 (3-7)或参考港口工程桩基规范工 程桩基规范P8 (424)港口工程桩基规范1.55式中：P 一一单桩轴向受压容许承载力(KN)由于为临时结构，承载力进行 提高为1/1.

35、55U 一一桩的周长(m) 11 一一局部冲刷线以下各层土层厚度(m)t 1 一一与h对应的各土层与桩壁的极限摩阻力(kPa),如有地质资料，按地质资 料取值，如无详细地质资料，按下表3-11采用。打入桩桩周土的极限摩阻力打入桩桩 周土的极限摩阻力土类状态Ti值表 3-11极限摩阻力T i(kPa) 1530 3045 4560 6075 7585 8595L52IL21 1ILO.75 粘性土 0.75IL0.5 0.5IL0.25 0.25IL0 0IL 稍 粉细砂中密中砂中松密实密2035 3565 6580 557518栈桥设计指南密粗砂中密实密实路桥华南工程有限公司7590 7090

36、 90105按上式计算出单桩轴向受压容许承载力应大于单桩实际竖向承载力，满足受力要求。 、钢管桩竖向容许承载力按下式计算p j = ksULiili+XpAoR当 hb/ds5 时(基础工程P83基础工程(3-8)Xp=0.16hb X s d s(基础工程P83(3-9)Xp=0.8Xs(基础工程P83 (3-10)式中：Xp一一桩底端闭塞效应系数，对于闭口桩Ap=l,对于敞口桩按上式取值As 一一侧阻挤土效应系数，对于闭口桩人s=l,敞II桩按表3-12取值hb一一桩底端进入持力层深度ds一钢管桩内直径敞口钢管桩桩侧阻挤土效应系数入s钢管桩内径(mm) As 1)、软塑(0.75V 2 I

37、LW1)状粘性土、e0.9粉土、45006000松 散粉细砂、松散填土可塑(0.25VILW0.75)状粘性3 土、e=0.70.9粉土、稍密或中 密填土、稍密细纱硬塑(0IL 0.25)坚硬(IL 100004 C0)状粘性土、e0.7粉土、 22000中密的中粗砂、密实老填土注：当水平位移大于表列数值时，m值应适当降低。表3 13相应单桩在地面处水平位移4m 值(kN/m ) (nun) 20004500 10106000-100001010b0 桩的换算宽度(m) b0取2d, d为桩受力面的桩宽或桩径。，钢管桩受弯 嵌固点深度t= n T式中工程桩基规范(港II工程桩基规范P14 (4

38、.3.3)港II工程桩基规范t一一受弯嵌固点距泥面深度(m)Q 系数，取1.82.2.桩顶较接或桩的自由长度较大时取较小值，桩顶嵌固或桩的自由长度较小时取较大值T一一桩的相对刚度系数（m） *关于桩基础的详细计 算方式详见基础工程公路桥涵设计通用规范等相关资料，根、据不同地层条件、桩长等参数，可能采取的算法不太一致。3.3.2上部结构设计计算、承重梁计算20栈桥设计指南路桥华南工程有限公司承重梁采用贝雷或型钢，设计时按简支梁进行计算，并根据计算结果进行材料型号选 择。承重梁规格136a156a工钢、350 X 175600 X 200H钢或采用贝雷。.承重 梁材料选择型钢,则按简支梁（或连续梁

39、法）进行计算，先通过荷载布置绘出承重梁弯矩 图，算出最大弯矩Minax；也可借助计算软件进行计算，钢栈桥设计一般采用4跨一联 6跨一联的连续结构。简支梁的正应力强度公式为：Mmax W o W对工钢，其最大正应力发生在最大弯矩的横截面上距中性轴最远的各点处，且该处的 剪应力为零。式中M max最大弯据；W 一一抗弯截面系数：o一一材料允许弯曲应力剪应力强度公式为：t max =QSz W t Izb *对工钢，其危险截面上的最大剪应力发生在中性轴处，且为纯剪应力状态。式中：T 材料允许剪应力；Q为危险截面处剪力；Sz 一一为危险截面上的最大剪应力发生处对其中性轴的静矩，对工钢为中性轴任一 边的

40、半个横截面面积对中性轴的静矩；*Iz 一一为整个横截面对中性轴的惯性矩；b 一一矩形截面的宽度，对工钢b为腹板厚度。（2）.采用贝雷可根据计算出的最大弯矩和剪力按下表检杳贝雷是否满足受力要求。桁架的容许内力表1721栈桥设计指南路桥华南工程有限公司、分配梁计算、分配梁计算分配梁栈桥横、纵向分配均采用型钢，横向分配 梁采用点焊（型钢纵梁）U型螺栓或（贝雷纵梁）与承重梁梁连接，横向分配梁采用 规格112.6145a工钢。纵向分配梁位于横向分配梁上方，纵向分配梁兼做桥面板使用， 采用规格20a或25a槽钢倒扣在横向分配梁上，纵向分配梁与横向分配梁点焊连接。纵、 横向分配梁可按简支梁（或连续梁法）进行

41、计算，或采用结构计算软件建立框架模型，主 要验算其弯应力、剪应力、主应力等指标。、横向联系计算、横向联系计算横向联 系计算时，可将结构视为底端约束的刚架，横向联系视为刚架中的链杆，只承受轴向力。 按下式验算横向联系稳定性是否满足要求：N WMoA式中：N 一计算轴力，为流水压力、波浪力及漂浮物撞击力等作用在钢架产生的内 力;A截面面积；bl一一轴向受压构件的纵向弯曲系数，根据钢种、截面形式及弯曲方向等按表采用： O材料允许轴向应力。、钢护筒牛腿计算、钢护筒牛腿计算 为使纵梁能在钢管桩上稳固放置，需在钢 护筒上焊接牛腿，作为承重梁的支撑点。在此种情况，需对牛腿焊缝按同时承受弯矩、剪 力角焊缝强度

42、作验算。其计算公式为：T A= T M+ T v T f22式中：t A 一一焊缝在弯矩、剪力共同作用下的应力值；T M 一一焊缝在弯矩作用下的应力值，M= TM , f为焊缝抗弯截面面枳；W Wf22栈桥设计指南路桥华南工程有限公司T V 一一焊缝在剪力作用下的应力值，T V =V , A f为焊缝有效面积；Af事项主要材料防腐、3.4.1主要材料防腐、保护要求栈桥主要构件：钢管桩基础、分配梁、承重梁、横向联系、面板等材料都要求多次周 转使用，使用前应按照公司相关周转材料管理文件要求，进行防腐涂装。涂装时得环境温 度和相X寸湿度应符合涂料产品说明书得要求，当产品说明书无要求时，环境温度在53

43、8 之间，相对湿度不应大于85%。涂装时构件表面不应有结露；涂装后4h内应保护免受雨 淋。涂装前钢材表面应进行除锈等处理，除去钢材表面的焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和 毛刺等。涂层宜均匀、无明显皱皮、流坠、针眼和气泡等。对于钢管桩、型钢、钢板等不 同类型，防腐涂装要求详见公司有关文件规定。其它要求、附属结构如护栏、安全网等设施未在本设计指南中提及，应根据实际情况设置安 全防护装置；、在使用期间，如基础局部冲刷过大，应在基础周围抛片石砂袋等防止冲 刷，保证其使用安全；（3）、另外在使用期间桥头两端应设置一些警示设置，并对过往车辆 进行限速；栈桥上间隔一定距离应设置一座路灯，防止夜间车辆不慎坠入桥下

44、。设计者应注意的事项.本指南中所列的验算方法来自于相关规范，但不一定全面：可作为正常条件下， 钢栈桥设计验算的参考，如遇特殊情况时，应查阅相关的规范、手册，选取合适的方法。 .钢栈桥作为临时结构，施工期将受到洪水、台风、风暴潮等不良气候因素的影响，设 计时应该有一定的安全储备。（3）.钢栈桥材料用量较大，设计时应尽量减少对型材的焊接、 切割和破坏，做好防腐措施，控制设计变形量，方便材料周转使用。23栈桥设计指南路桥华南工程有限公司.结构选材时尽量选择较为通用的型材，方便周转至其它部位使用。.设计完成 后，要对施工人员进行现场交底，对现场施工质量进行检验，保证施工质量能够满足设计 要求。24栈桥

45、设计指南路桥华南工程有限公司附录：设计实例新造珠江特大桥D4合同段钢栈桥设计计算书、工程概况、工程概况新造珠江特大桥为广州新洲至化龙快速路上的控制性工程，全长19801110其中引桥长 1222m,斜拉主桥长758m,珠江大桥桥跨组合为6X (3X41.3) m + 2X41.3m + (64+140+350+140+64)111+ (2X48m+40) +2X (4X32.5) nio 主线按双向六车道， 设计 行车速度为80kinh；主桥桥宽31米，引桥标准桥宽28.5米：本工程总工期30个月。主 桥为主跨为350m的双塔斜拉桥。22#、23#主墩以及21#辅助墩为水中基础，需搭设栈桥 及

46、平台进行施工。根据工程所处地区的地质环境条件，拟采用型钢在南、北两岸搭设钢栈 桥及钻孔施工平台。桥位处于南亚热带海洋性季风气候区，雨量充沛，且为珠江水系入海 II,河网发育，为地下水渗入补给提供了充足水源。地下水由第四系孔隙水和基岩裂隙水 组成。以第四系孔隙水为主，砂层系主要含水层，由于其分布广，厚度较大，连通性较好， 透水性强，故水量丰富。地下水由于水里梯度小，水平排泄缓慢，水位一般埋深较浅，水 位埋深0.20.5m。下伏基岩泥质粉砂岩、砂岩、混合岩(强风化、弱风化)裂隙较发育， 有地下水活动痕迹，故其基岩裂隙水具有一定的出水量。新造水道最高通航水位+7.464m, 最低通航水位+3.674

47、m,平均高潮位+5.944m,平均低潮位+4.344m,设计水位7.68m。承 台设计顶标高为-1.3m,底标高为-6.3m。、结构设计、结构设计钢栈桥采用型钢的组合结构形式，北岸钢栈桥采用8.25X 17+6.75m跨径组合、南岸 钢栈桥采用6.75+8.25+7.75X4+8111跨径组合。钢栈桥采用中630X8mm的钢管桩 作为基 础，钢管桩横桥向中心距为400cm,在钢管桩上面设置双肢145型钢作为承重梁,并设 置牛腿与钢管桩进行连接。承重梁上面设置145型钢作为第一层分配梁，上面铺设20a型 钢作为第二层分配梁，中心距为25cm,形成栈桥。钢栈桥的两侧设置25栈桥设计指南路桥华南工程

48、有限公司CD48钢管作为防护栏。桥台采用7.5号浆砌片、块石桥台(石料强度不小于30号)，为 一长7m、宽3m、高2m的长方体。钢栈桥的布置图如下：钢栈桥断面图(单位：m)、计算过程中采用的部分参数、计算过程中采用的部分参数Q235钢材的允许应力：【。】=180MPa Q235钢材的允许剪应力：t =110MPa Q235钢材的弹性模量：E=2.1X105Mpa 16M11钢材的允许应力：【。】=237MPa 16X111 钢材的允许剪应力：【t】=104MPa 16M11钢材的弹性模量：E = 2.1X105Mpa、设计技术参数及荷载的确定(呻、设计技术参数及荷载的确定1.根据实际情况，栈桥

49、通过最重车辆为6m3混凝土罐车和50T履带吊车，则计算荷 载为50T履带吊及碎罐车。取最大荷载50T履带吊，自重约为50T,其计算工况为最重 荷载在栈桥上行驶时对栈桥的影响，考虑可能出现的履带吊停留在栈桥上吊装作业时的情 况，吊重按20T考虑，则考虑L1的冲击系数最后取77T进行计算。26栈桥设计指南路桥华南工程有限公司2.结构自重按实际重量计入；3.流水压力因新造珠江特大桥施工图设计说明中未提 供相关数据，出于安全考虑，施工区域流水设计流速300cm/s.根据公路桥涵设计通用 规范，则流水压力为：Fw=kA Y V /2g=0.8 X 0.63 X 10X 3 /2 X 9.81=2.212

50、KN/m 即钢管桩 在水中的自由段承受2.212KN/m的水流压力。4,风荷载不考虑风荷载5,桥台范围地基 土的物理、力学性能指标见表11表F-1取土深度(自地面算起)(m) 0 2.5天然状态下土的物理指 标 含水量3%20.4 43.7 天然容 重 Y (KN/m 3 ) 26. 9 26. 522土工试验结果表塑性界限直剪试验 液性指数Ip压缩系数a 1-2 2 (imn/N)标高孔隙比e土粒密度P 3 (t/m)液塑限限31 3P塑性指数Ip粘聚力c2 (KN/m )内摩擦角4)。25.9 5.86.69 4.190.573 1.2132.69 2.650.15 1.280.276 0

51、.8530.5 10.1台后填土 Y=17KN/m3,内摩擦角中=35 ,粘聚力c=0,基底土层承载力150Kpa。6. 河道地质情况表F-2地质情况表编号1 2 3 土层名称淤泥Qm4粉砂中粗砾砂厚度 (m) 3.9 5.1 4.6 极限摩阻力(KPa) 10 40 75、主栈桥结构设计与验算、主栈桥结构设计与验算1.桥台计算1.桥台计算根据分析，在台后填土表面有汽车荷载时，桥台稳定性最不利, 按最不利荷载进行27栈桥设计指南路桥华南工程有限公司计算。土压力按台背竖直，a=0：填土内摩擦角4)=35 ,台背与填土间外摩擦角8 = =17.5 ；台后填土为水平，P=0o 1=H tg 0 =H

52、X ( tg3 + (ctg+tg3 )(tg3 ?tga ) =2X0.583=1.16612p=cos 2 (? ? a) ? sin(? + 6 ) siii(? ? p ) ? cos 2a ? cos(a + 6 ) ?1 + ? cos(a + 3) cos(a ? f ) ? ?2=0.247由汽车荷载换算等代均布土层厚度为11= 2G 2 X 550 = =7.2m Bly 7 X 1.166 X 171 E=B u yH (H + 2h) =482KN2水平分力 EX=E cos( a + 6 ) =482X cos17.5 =459.7KNCx= 2 2 + 3 x 7 .

53、2 H H + 3h x = C= x =0.96m 3 H + 2h 3 2 + 2 x 7 .2水平力产生弯矩 MX=459.7X0.96=441KN m 竖向分力 Ey=E sin(a + 6 ) =482X sm 17.5 0 =145KNCv=1.5 0.96 =0.54m J竖向力产生弯矩My=145X0.54=78.3KN m则基底应力。= EPLM7X3X 2 X 25 + 145 441 ? 78.3 + + = =91.5Kpa W 150 Kpa 1 AW7X3 2 X7X3 6 满足要求！抗倾覆稳定系数K 0 = 2.钢管桩计算2.钢管桩计算采用中630X8mm的钢管

54、桩作为基础，考虑最不利情况即50T履带吊在作业时，荷载由2根钢管桩承担，则单 根钢管桩承受P=770-r2=385KN；钢管桩回转半径i=220mm钢管桩长度为10=20.9my 1.5 = 5 2 1.5 = eO 0.3满足要求！28栈桥设计指南路桥华南工程有限公司钢管桩截面面积Am=15632mm2长细比：A=10/i=95查附表，稳定系数中=0.588钢 管容许压力：N= O XAmX a =O.588X 15632X215=1976 KN 2 385KN 4)630cm 钢管 桩容许承载力计算：满足要求！P =1 U E liT i = 0.65 X n X 0.63 X (3.9

55、X 10 + 5.1 X 40 + 4.6 X 75) =756KN 2 385KN； 1.55钢管桩承载力满足要求！ 3.承重梁设计3.承重梁设计承重梁采用双肢145a工字钢， 取承重梁最大跨径400cm计算，取最不利荷载即由2根承重梁承受履带吊重量，其受力如 图所示：履带吊机栈桥荷载布置示意图P=385KN P=385KN75250 40075承重梁受力简图29栈桥设计指南路桥华南工程有限公司最大弯矩M = 296.6 KN ? m最大剪力：Q = 392.8 KN选2145a作为承重梁 取Q235 钢的弯曲应力：ow=215Mpa, T=125MPa 145a 的抵抗矩为 W= 1.43

56、111 义 10 6 mm 3 ,截面面枳为：A= 10200nun2 ,惯性矩 为：Iz = 3.22 X 10 8 nun4 ,中 性 轴 任 一边的半个横截面面积对中性轴的静矩：S z = 829582 mm 3，腹板厚度 b = 11.5mm。*最大弯曲正应力为M max =最大剪应力为t max*Mmax 148.3 X 10 6 = = 103MPa W oW1.431U X 10 6QS z 392.8 X 829582 X 10 3 = = = 44 t ,满足强度要求。I zb 3.22 X 10 8X 11.5 X 24.第一层分配梁设计4.第一层分配梁设计第一层分配梁采用

57、145a工字钢，间距 35cm,最大跨径825cm；取最不利荷载即在跨中由6根承重梁承受履带吊重量，则单根 受力如图：q=43KN/m187.5450 825187.5第一层分配梁受力简图弯矩M = 281.3KN ? m剪力：Q = 72.3KN选145a作为承重 梁弯曲正应力为M max剪应力为t max =M max 281.3 x 10 6 = = = 187 MPa W 1.43111 x 10 6*QS z 72.3 X 829582 X 10 3 = = 16.2 W t ,满足强度要求。8 I zb 3.22 X 10 X 11.530栈桥设计指南路桥华南工程有限公司5.第二层

58、分配梁设计5.第二层分配梁设计第二层分配梁采用20a槽钢，间距25cm, 最大跨径35cm：取最不利荷载即在跨中由10根承重梁承受履带吊重量，则单根受力如 图：q=38.5KN/m35第二层分配梁受力简图由于槽钢反扣，普槽20a截面几何参数图：图8腹板总厚TW =7 nun普槽20a截面几何参数图弯矩：M=qL2/8 = 38.5X0. 35/8=0.6X 106N nun 弯曲正应力为。max=Mmax；W= 0.6X 10 6 =9.2Mpa 0 w = 170Mpa, 满足要求。64642.5剪力:Q=ql/2=38.5X0.35/2=6.7KN 剪应力为 t =Q X S X 6700

59、 X 26483 = =19.4Mpa 145Mpa,满足要求。IX X TW 1317188.8 X 76.整体稳定性栈桥整体稳定性需采用软件建模计算，在此不再赘述。311本文由waliiillzx贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查 看。路桥华南工程有限公司路桥华南工程有.限公司栈桥设计指南编制：编制：发核：更核：审核：审核：路桥华南工程有限公司技术研发部二OO八年二月目第1章第2章2录前言1钢栈桥设计3相关资料收集32.2、栈桥结构设计3第3章3.1 3.2 3.3 3.4钢栈桥结构验算8设计荷载组 合8各类材料容许应力15栈桥设计验算16

60、主要事项23附录：设计实例25、工程概况25、结构设计 25、计算过 程中采用的部分参数26、设计技术参数及荷载的确定26、主栈桥结构设 计与验算27栈桥设计指南路桥华南工程有限公司第1章前言编制目的近年来，随着公司承建的项目越来越多，各类临时结构工程也越来越多，设计工作量 也越来越大。为了减少设计工作量、提高设计水平、提高临时结构通用性和提高临时材料 周转使用率，公司计划对一些常用临时结构，推行标准化设计。为此，由公司技术研发部 组织，将进行多项设计指南的编写。设计指南由技术研发部编制，将作为全公司 范围内各分项工程结构设计的依据和参考，用于指导项目常规施工方案的设计，促进常规 方案的标准化