某米跨钢栈桥结构受力计算书

第15页共15页钢栈桥结构受力计算书编制时间：二OO八年十二月十日栈桥计算书一、结构形式钢栈桥总长345m，宽6m，跨径15m。栈桥横断面结构如下图：1、北栈桥北栈桥利用闽江北岸的防汛石堤作为起始平台，布置于桥上游，平台面顶高程+5.3m，设栈桥顶面高程为+5.88m，作用有二：一可抵御最高水位+5.71m（考虑涌水效应，预计最高水位实际达到+6.0m），二可就地利用防汛石堤作为进场道路。北栈桥总长195m，桥跨选用13×15m，标准跨15m采用两根直径630mm的钢管桩基础，平均长度17m，桩间下横联采用一根直径350mm的钢桩，剪刀撑槽16，上横梁采用双I50a，主纵梁采用3排双贝雷桁梁，HYPERLINK"mailto:其上分配梁工25@2.5m"其上分配梁工25@2.5m"其上分配梁I20@1.5m，HYPERLINK"mailto:纵梁工12.6@0.6m"纵梁工12.6@0.6m"纵梁I12.6@0.4m，平台面采用厚10mm的钢板（5m宽）。平台面宽6m，其中5m作为车行道，上游侧0.3m作为电缆通道，下游侧0.7m作为人行道及泵管通道。钢栏杆布置在平台外侧。北栈桥桥位处河底高程-3～-4m，大型施工船舶随时可以进场施工，拟准备租用回转扒杆浮吊进行震动沉钢桩、横梁安装、纵梁安装及桥面系安装。预计施工时间20天。2、南栈桥南栈桥利用浅滩回填33m后进行钢栈桥起始段施工，主要施工方法有两种：若河底高程大于-1.5m（图纸显示大约70m宽河滩高于此高程）采用回填至1.0m，履带吊低潮位涉水施工；若河底高程小于-1.5m（由于挖沙船施工，河滩水深近10m，即底高程-5m左右）采用浮吊施工。南栈桥长150m，标准截面同北栈桥。二、荷载布置1、上部结构恒重（6米宽计算）⑴δ10钢板：6×1×0.01×7.85×10=4.71KN/m⑵I12.6纵向分配梁:2.27KN/m⑶I20a横向分配梁:1.12KN/m⑷贝雷梁（每片287kg含支撑架、销子）:287×6×10/3/1000=5.74KN/m⑸I50a下横梁:4.7KN/根2、活荷载⑴45t砼车⑵履带吊65t:自重60t+吊重20t⑶施工荷载及人群荷载：4KN/m2考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距不小于24米，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。三、上部结构内力计算〈一〉贝雷梁内力计算1、12米跨计算跨径为L计=12m(按简支计算)。弯矩M:450KN砼车（一辆）布置在跨中时：Mmax1=0.25×180×12+4.6/12×180×12/2+2/12×90×12/2=540+414+90=1044kN.m履带-65布置在跨中时履带-65履带接触地面长度为5.3m，在吊重200KN的情况下，近似按集中荷载计算，P=600+200=800KNMmax2=1/4×(600+200)×12=2400kN.m施工荷载及人群荷载Mmax3=0.125×24×122=432kN.m恒载M=0.125×13.84×122=249.1kN.m〈2〉对支点剪力Q:45t砼车行驶临近支点时：Qmax1=180+180×(10.6÷12)+90×(6.6÷12)=388.5kN履带-65前方临近支点时:Qmax2=9.35/12×800=623.3kN施工荷载及人群荷载：Qmax3=0.5×24×12=144KN恒载内力：Qmax4=0.5×13.84×12=83.04KN荷载组合：贝雷梁上最大内力为65t履带吊与恒载组合：履带吊在吊重200KN的情况下不考虑错车及桥面施工荷载和人群荷载。Mmax=1.3×(2400+249.1)=3443.8kN.m＜[M]=1576.4×3kN.m=4729.2KN.mQmax=1.3×(623.3+144)=997kN＜[Q]=490.5×3=1471.5kN满足。选用3组，每组2片,单排。具体结构尺寸见设计图纸。2、15米跨计算跨径为L计=15m(按简支计算)。（1）弯矩M:①450KN砼车（一辆）布置在跨中时：Mmax1=0.25×180×15+6.1/15×180×15/2+3.5/15×90×15/2=675+549+157.5=1381.5kN.m履带-65布置在跨中时履带-65履带接触地面长度为5.3m，在吊重200KN的情况下，近似按集中荷载计算，P=600+200=800KNMmax2=1/4×(600+200)×15=3000kN.m施工荷载及人群荷载Mmax3=0.125×24×152=675kN.m恒载M=0.125×13.84×152=389.3kN.m〈2〉对支点剪力Q:45t砼车行驶临近支点时：Qmax1=150+150×(13.6÷18)+90×(9.6÷18)=311.3kN履带-65前方临近支点时:Qmax2=12.35/15×800=658.7kN施工荷载及人群荷载：Qmax3=0.5×24×15=180KN恒载内力：Qmax4=0.5×13.84×15=105.3KN荷载组合：贝雷梁上最大内力为65t履带吊与恒载组合：履带吊在吊重200KN的情况下不考虑错车及桥面施工荷载和人群荷载。Mmax=1.3×(3000+389.3)=4406.1kN.m＜[M]=1576.4×3kN.m=4729.2KN.mQmax=1.3×(658.7+105.3)=993.2kN＜[Q]=490.5×3=1471.5kN满足。选用3组，每组2片,单排。具体结构尺寸见设计图纸。<二>I20a横向向分配梁内内力计算1、45t砼车时砼罐车半边车轮轮布置在I20a横向分配配梁的跨中中情况为最最不利，不不考虑I12..6的分布作作用。Mmax1=11/4×1180/22×1.6=36kN.mm砼罐车半边车轮轮布置在靠靠近支点时时剪力最大大：Qmax1=990kN错车时轮压在主主纵梁上或或附近处，不不是最不利利情况，不不计算。2、履带-65履带－65的履履带接地宽宽度7000mm，如如上图布置置，履带吊吊布置在I20a跨中时有有四根I20a横向分配配梁承受；；布置在临临近支点时时考虑四根根I20a横向分配配梁承受。履带－65的自自重600KKN和吊重200KKN作用时考考虑每个履履带支点承承受1/2荷载，即400KKN。每根I25a受力力如下：Mmax2=11/4×4400×11.6/4=400kN.mmQmax2=4400/44=1000kN3、恒载q=(4.711+2.27)/6×1.55=1.775KN//mM=1/8×11.75×1.62=0.56KN.mmQ=1.75××1.6/2=11.4KN4、施工荷载和人人群荷载q=4×1.55=6KNN/mM=1/8×66×1.62=1.922KN.mmQ=6×1.66/2=4..8KN荷载组合：贝雷梁上最大内内力为履带带吊与恒载载组合：履带吊在其上方方时情况为为最不利。则σ=M/W=(440+0.556)×1003/236..9=171.2MPaa<[σ]=2000MpaaQmax/A==(1000+1.44)/35.55×10==32MPaa<[τ]=1220Mpaa<三>I12.6纵纵向分配梁梁内力1、45t砼车计算跨度为1..5m。单边车轮布置在在跨中时弯弯距最大Mmax1=11/4×990×(11.5-00.1166)=31..1KN..m单边车轮布置在在临近支点点时剪力最最大Qmax1=990KN2、履带-65Mmax2=11/8×775.5××(1.5--0.1116)2=18.11KN.mmQmax2=11/2×775.5××(1.5--0.1116)KNN.m=552.2KKN无论履带吊还是是砼罐车作作用在I12..6上按两根根计算，面面板和自重重忽略不计计。Wx=77.5299×2＝155..1cm33AA=2×118.1==36.22cm22σ=Mmax/WWx=311.1/1155.11×1033=200MPPa=[σ]=2000MpaaQmax/A==90/336.2××10=225MPaa<[τ]=1220Mpaa满足。I12..6布置为间间距400mm。<四>桥面钢板内力取1米米宽板条,按单向板板计算,当荷载为45t砼车时为为最不利。跨中弯矩MOOP=0..125××100××(0.44-0.0074)22=1.333Kpaa有效分布宽度aa=0.44m最大弯矩为M==MOP/a==1.333/0.44=3.33kPaW=bh2/66=1×00.0122/6=11.67××10‐5m3σ=M/W=3..3×1003/1.667×100-5=1997.6MMPa<[[σ]=2000Mpaa<五>I50a下横横梁内力履带－65作用用在下横梁梁正上方时时，下横梁梁受力最大大，此时恒恒载考虑作作用在最边边上的两组组桁架上，再再传递给下下横梁及钢钢管桩上。Pmax=4000kNMmax=0..25×4400×((4.1-0.77)=3440kN..mWx=18588.9cmm3σ=Mmax/WWx=3440×1003/18588.9=183MPPa<[σ]=2000Mpa符合要求。为了了安装需要要，横梁选选用双I50a四、钢管桩承载载力计算<一>15m跨⑴单桩最大需承力力P=400+114.044×15/2+5..3=510..6kN按单桩承载力5550kN计算⑵钢管桩入土深度度：(包括冲刷)浅水区考虑冲刷1..5米,深水区考考虑冲刷2米,在11号墩附近近为最不利利位置。据P=(UΣαiiτiLi+αAσR)/1.55550=（π××0.7×1.11×50×L1）/1.5L1=6.8m钢栈桥材料计划划（钢面板板）材料名称规格计算式数量（m）单位重量重量（t)钢管700mm×77mm50×16800120.78KKg/m96.6I50a下横梁5m5×50250m93.611KKg/m23.4“321”贝雷片片3排3×2345m/6990片287kg/片片198I20a工字钢230×6138927.907KKg/m38.5I12.6工字钢钢16排345×16552014.208KKg/m78.4ζ10mm钢板345×6162.5钢栈桥材料计划划（槽钢面面板）材料名称规格计算式数量（m）单位重量重量（t)钢管700mm×77mm50×231150120.78KKg/m139I50a下横梁5m5×50250m93.611KKg/m23.4“321”贝雷片片3排3×2345m/6990片287kg/片片198I20a工字钢432×6259227.907KKg/m72.3［20槽钢345×301035025.772KKg/m266.7<五>I50a下横横梁内力履带－65作用用在下横梁梁正上方时时，下横梁梁受力最大大，此时恒恒载考虑作作用在最边边上的两组组桁架上，再再传递给下下横梁及钢钢管桩上。Pmax=3000kNMmax=0..25×3300×6=450kNN.mWx=23422cm3σ=Mmax/WWx=4550×1003/23422=192MPa<[σ]=2000Mpa符合要求。为了了安装