型贝雷梁施工栈桥结构验算书

HHZQ-2标蕲河特大桥栈桥结构检算书目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l""1.工程概况况-17-工程概况蕲河特大桥中心心里程DK58++752.113，全桥178孔，桥全长6101..25m。桥梁在DK58++982.99～DK59++095.44处跨越蕲水水河，设计在在95～98#墩间采用100+1196+1000m连续梁拱跨跨越；河流与与线路大里程程夹角102°，测时水位14.099m，河道呈平平原河道特点点，平面形态态呈蜿蜒型，河河段岸线基本本稳定，滩槽槽位置相对固固定，河势较较稳定。经与与地方河道水水务部门调查查了解确定施施工水位211.0m。施工栈桥主梁采采用“321”型贝雷梁，墩墩柱及基础采采用φ630mm×110mm钢管桩。桥桥面净宽8.0m，标准跨径12.0m；墩柱及基基础采用单排排5根钢管桩。钢钢管墩柱顶布布置双拼I40a工字钢作横横垫梁，垫梁梁上布置4组（12片）贝雷雷梁作为顺桥桥向主梁，主主梁的布置间间距0.9+11+3×0.455+1.4+3×0.455+1+0..9，梁顶按250mm间距布置I22a工字钢分配配梁，分配梁梁顶面铺8mmm厚花纹钢板板作为桥面板板。栈桥断面面结构见图1。图1栈桥断面结结构图计算依据①《蕲河特大桥桥栈桥施工设设计图》②《公路桥涵设设计通用规范范》（JTGDD60-20015）③《公路钢结构构桥梁设计规规范》（JTGDD64-20015）④《公路桥梁抗抗风设计规范范》（JTG/TTD60-001-20004）⑤《建筑桩基技技术规范》（JGJ944-20088）⑥《桥涵》（下下册）荷载标准（1）恒载：结结构自重。（2）车辆荷载载三一重工SR4460旋挖钻机：：在栈桥上行行走时的整机机重量150t，履带中心心距3.055m，履带接触触地面长度33.65m，宽度1m，单条履带轮轮压为：（3）制动力：：参考《公路路桥涵设计通通用规范》（JTGDD60-20015）4.3.5条，取公路路—Ⅰ级汽车荷载制制动力最小标标准值165kN，平均加载载至荷载前方方普通墩钢管管桩桩顶，单单根钢管桩的的分配数值为为165÷5=33kkN。（4）流水压力力施工期间最高水水位假定为与与钢管桩桩顶顶平齐，且水流流竖向与栈桥桥顺桥向垂直直，栈桥桥面面标高24.0338m，桩顶标高22m，河床床标高取桥址址处最低河床床标高11.5m，故最大水水深为10..5m，假定钢管管桩入土5m处固结，则则计算桩长取取15.5m。作用在钢管桩上上的流水压力力标准值按照照《公路桥涵涵设计通用规规范（JTGDD60-20004）》第4.3.8条规定计算算：（4.33.9）式中：Fw—流流水压力标准准值(kN)；γγ—水的重力密密度(kN/m3)；vv—设计流速(m/s)，取2m/s考虑；A—桥墩阻水面面积(m2)，计算至一一般冲刷线处处；g—重力加速度度，g=9..81(m//s2)；K—桥墩形状系系数，圆形桥桥墩取0.8（见表4.3.8）。单根钢管桩流水水压力标准值值为：流水压力合力点点，假定在水水位线以下0.3倍水深处，即作用在桩顶顶以下10.5×0.3=33.15m。（5）风荷载栈桥上部结构风风的静力作用用的风荷载参参照《公路桥桥梁抗风设计计规范》（JTG/TTD60-001-20004）第4章进行计算算。①静阵风风速可可按下式计算算：（4.2.11）式中：Vg—静静阵风风速（m/s）；GV—静阵风系系数，可按表4.2.1取值，桥址址处地表类型型为B，加载长度度为36m，取1.33；Vz—基准高度度Z处的风速（m/s），参照4.1.3条，桥面高高度处的风速速Vz取25m/s。②作用在主梁上上的静阵风荷荷载作用在栈桥上部部结构的风荷荷载可按下列列公式计算：：（4..3.1）式中：Fh—作作用在主梁单单位长度上的的静阵风荷载载（N/m）；ρ—空气密度（kkg/m3），取为1.25；CH—主梁的阻阻力系数；H—主梁投影高高度（m），宜计入入栏杆或防撞撞栏杆以及其其他桥梁附属属物的实际高高度。a.桁架桥上部部结构的风载载阻力系数CCH规定于表4.3.44-1。上部结构构为两片或两两片以上桁架架时，所用迎迎风桁架的风风载阻力系数数均取ηCH，η为遮挡系数数，按表4.3.44-2采用；桥面面系构造的风风载系数取1.3。b.栈桥上部结结构风荷载标标准值单片贝雷桁架净净面积：An

=1.255m2

，单片贝雷雷桁架上12根分配梁I222a的迎风风面积：12×0.00442=0.005m2；单片贝雷雷桁架上花纹纹钢板的迎风风面积：3×0.0088=0.0224m2。总迎风面面积：1.25++0.05++0.0244=1.3224m2。单片贝雷桁架长长度范围内的的迎风向轮廓廓面积：A

=3×（1.5+00.22+00.008）=5.1884m2；实面积比：1..324/55.184==0.2555；参照表4.3..4-1，CH取1.75。桁架共有12片，中线间间距最大1.0，间距比1.4÷（1.5+00.22+00.008）=0.81，参照表4.3.44-2，η取0.85。实际加载时简化化为均布荷载载作用在贝雷雷梁形心处。荷载组合使用期间过载工工况：1.2恒载+1.4车辆荷载+0.755×1.4××制动力洪峰通过工况：：1.0恒载+1.4流水压力+1.1风荷载说明：洪峰通过过时，栈桥处处于禁止通行行状态，故无无车辆荷载，本本工况主要验验算栈桥的横横向稳定性，恒恒载结构自重重对稳定性有有利，故依据据《公路桥涵结结构设计通用规范》（JTGDD60-20155）表4.1.5-2取1.0。（7）容许应力力主要采用承载能能力极限状态态法计算，采采用的材料Q235钢材强度设计计值为抗拉弯强度度190Mpa，抗剪强度110Mpa，依据《公公路钢结构桥桥梁设计规范范》（JTGDD64-20015）表3.2.1取值。根据装配式公路路钢桥使用手手册，贝雷片片容许拉应力力、压应力及及弯应力按1.3倍考虑，设计计时采用的容容许应力如下下：拉应力、压应力力及弯应力为为1.3×2210＝273MMPa；剪应力为1.33×160＝208MMPa。栈桥结构检算3.1钢栈桥结结构检算栈桥设计车速55km/h，按照以下两种工况进行行结构强度检检算：工况一：栈桥使使用期间，1500t旋挖钻机位位于单跨跨中中。工况二：栈桥使使用期间，1500t旋挖钻机位位于普通墩墩墩顶。洪峰通过时，按按照下述工况况进行栈桥横横向稳定性验验算：工况三：行洪期期间，流水压力和和风荷载同时时作用。检算时，选取33跨普通墩栈桥利利用Midass整体建模进进行结构受力力验算。（1）工况一：：栈桥使用期间，1500t旋挖钻机位位于单跨跨中中。图21500t旋挖钻机位位于单跨跨中中检算模型图图①桥面板8mmm厚钢板计算算图3桥面钢钢板组合应力力图（Mpa）图4桥面钢钢板剪力应力力图（Mpa）②分配梁I222b计算图5分配梁梁I22b组合应力力图（Mpa）图6分配梁梁I22b剪力应力图（Mpa）③贝雷梁弦杆计计算图7贝雷梁梁弦杆轴力图（kN）④贝雷梁腹杆计计算图8贝雷梁梁竖杆轴力图（kN）图9贝雷梁梁斜杆轴力图（kN）⑤桩顶垫梁2II40a计算图10桩顶顶垫梁2I40a组合应力图图（Mpa）图11桩顶顶垫梁2I40a剪力应力图图（Mpa）⑥钢管桩Ф6330mm计算图12钢管管桩Ф630mm支点反力力图（kN）图13钢管管桩Ф630mm组合应力力图（Mpa）图14结构构变形（mm）结构应力汇总表表序号部位组合应力最大值值(MPa)剪力应力最大值值(MPa)拉压应力最大值值(MPa)抗拉、压、弯强强度设计值(MPa)抗剪强度设计值值(MPa)是否满足1桥面钢板1239.59190110满足2分配梁I22bb37.1612.11190110满足3垫梁2I40aa48.4133.43190110满足4钢管桩Ф630049.22190110满足结构变形X=15.511mm，Y=2.66mm，Z=9.558mm；最大变形小于LL/400==30mm，满足要求求。钢管桩支点最大大反力为3999.56NN贝雷杆件受力汇汇总表杆件名称材料断面形式横断面面积（ccm2）理论容许承载能能力（kN）轴力（kN）是否满足弦杆16Mn][102×12.744560226.09满足竖杆16MnI89.5221083.93满足斜杆16MnI89.52171.577.61满足（2）工况二：：栈桥使用期间，1500t旋挖钻机位位于普通墩墩墩顶。图151550t旋挖钻机位位于普通墩墩墩顶检算模型型图①桥面板8mmm厚钢板计算算图16桥面面钢板组合应应力图（Mpa）图17桥面面钢板剪力应应力图（Mpa）②分配梁I222b计算图18分配配梁I22b组合应力力图（Mpa）图19分配配梁I22b剪力应力图（Mpa）③贝雷梁杆件计计算图20弦杆轴力力图（kN）图21竖杆轴力力图（kN）图22斜杆轴力力图（kN）⑤桩顶垫梁2II40a计算图23桩顶顶垫梁2I40a组合应力图图（Mpa）图24桩顶顶垫梁2I40a剪力应力图图（Mpa）⑥钢管桩Ф6330mm计算图25钢管管桩Ф630mm支点反力力图（kN）图26钢管管桩Ф630mm组合应力力图（Mpa）图27结构构位移（mm）结构应力汇总表表序号部位组合应力最大值值(MPa)剪力应力最大值值(MPa)拉压应力最大值值(MPa)抗拉、压、弯强强度设计值(MPa)抗剪强度设计值值(MPa)是否满足1桥面钢板102.7710.76190110满足2分配梁I22bb24.8719.18190110满足3垫梁2I40aa73.0153.71190110满足4钢管桩Ф630058.29190110满足结构变形X=14.855mm，Y=1.003mm，Z=3.446mm；最大变形形小于L/4000=30mmm，满足要求求。钢管桩支点最大大反力为5991.3kNN贝雷杆件受力汇汇总表杆件名称材料断面形式横断面面积（ccm2）理论容许承载能能力（kN）轴力（kN）是否满足弦杆16Mn][102×12.74456054.36满足竖杆16MnI89.52210117.94满足斜杆16MnI89.52171.547.69满足（3）工况三：：行洪期间，流流水压力和风风荷载同时作作用。图28流水压力力和风荷载检检算模型图图29钢管管桩支反力（kN）图30钢管管桩弯矩图（kN.m）①栈桥整体稳定定性由图29可知，钢钢管桩支反力力最小值为-135..62kN，最大值值为270.551kN，均小于于钢管桩所能能的提供的最最小摩擦力591.33kN（钢管桩所所需的最小承承载力），安安全系数均大大于2，故洪峰通通过时，栈桥桥基础钢管桩桩不存在被反反向拔出或压压入的可能性性，栈桥不存存在倾覆的危危险，其整体体稳定性满足足要求。②钢管桩单桩稳稳定性单根钢管桩最不不利内力组合合（同一根钢钢管桩，支点点反力主控）：N=270.51kN，M=287.82kN.m钢管桩Ф=6330mm×110mm：A=194477.8mmm2，Ix=9..36×1008mm4。上端按铰接端考考虑，下端也也按铰接端考考虑，计算长长度按15.5m考虑（水深深10.5m，假定入土5m处固结）。查《钢结构设计计规范GB500017-22003》附表C-2，得a.弯矩平面内内稳定计算：：其中，，b.弯矩平面外外稳定计算：：其中，，，。钢管桩稳定性满满足要求。综上，洪峰通过过时，栈桥整整体横向稳定定性和钢管桩桩单桩稳定性性均满足要求求。钢管桩竖向承载载力检算由图27可知，栈栈桥基础钢管管桩最大支反反力为5911.3kN，钢管桩桩直径0.63m，桩身周长1..98m，桩端面积，入入土深度12m，设计桩长23m。其单桩竖竖向承载力根根据《建筑桩桩基技术规范范》（JGJ94－2008）5.3.7条进行计算算。栈桥处基底地质质情况为：（2）7-1松散细砂8.0m，桩周极限限摩阻力取；；（2）2-3软塑状淤泥泥质黏土2.1m，桩周极限限摩阻力；（2）7-2稍密细砂