富春江上某桥梁水中栈桥及围堰施工设计计算实例

xx江上某桥梁水中栈桥及围堰施工设计一、栈桥及码头施工设计（一）设计依据及基础资料1、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）3、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)4、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）5、《公路桥涵抗风设计规范》6、《万能杆件手册》（二）结构布置为方便施工设备及材料岸上与江中的运输特设计此栈桥码头。栈桥中心线位于主桥中线下游18.5米处，栈桥宽10米，上设30t汽车运输走道；桥上设一台WD-20起重机负责货物的起吊装卸。栈桥上弦系统线标高为▽+9.6m。栈桥采用N型万能杆件拼装，并在万能杆件顶面铺设δ=10mm桥面钢板。桥面顶部布置钢轨走道，供WD-20吊机走行、吊重使用。栈桥基础为φ0.529m钢管桩，在桩顶布置桩顶分配梁，桩间焊接横向连接系。（三）荷载计算栈桥结构设计风速按V=29.8m/s计算，W0=V2/1.6=555.025Pa；1、风荷载吊机设计风速按V=13.8m/s计算，ω0=119Pa（风力超过6级吊机停止作业）。（1）吊机桁架所受风力为：工作状态：取K1=1.0，K2=0.4，K3=1.0，K4=1.2，胜W=K1·悦K2·K3·阶K4·W完0丸=57.12饮P示a肠；蠢非工作状态颠：树W=266.紧412P授a燃。粱（孙2麦）栈桥沃万能杆件邻所受风力计算挑：庙取炸K1=1.抬0坑，谜K2=1.欲3抽，坚K3=1.弄0扁，级K4=1.尿2帽，跌W=K1·K换2·K3·K各4·W捞0跌=865.8爬4Pa救。乱（链3魂）栈桥钢管桩殿基础所受风力招计算：忽取邪K1=1.惹0形，蒜K2=0.闸9笛，愉K3=1.蛇0返，解K4=1.滩2粥，蔑W=K1·K价2·K3·K挎4·W野0挪=599.4浑2Pa裕浊。迎2涉、抛水流冲击力墨根据计算水位仓仅计入钢管桩黄水流力敞取地面上桩长捡最大排管桩进喘行计算，管桩球所受水流力：袍F龙1副＝省K爆rv筒2怎A饶/缸2g温＝衫0.73×1夜0×2.5究2受×9×0.款529较/具（佣2×1廊0竞）驴=鹰6.95炼KN安3纽、酬栈桥码头计算扬建立栈桥有限刘元模型，其溜中闲φ漫0.529m柴钢管桩模拟为霸梁单元，万能客杆件模拟为杆取单元挪，风荷载、水披流力及栈桥上胡荷载模拟为节甩点力，桩底约宁束模拟为固结锁。栈桥计算模碍型及皆结果济如她“赵图杨1猾-冬1弹夕栈桥秩结构计算模型追及应力邪结果壁”孙，庙“删图岭1永-肚2皮栈桥咬结构计算模型响及位移悟结果婚”你，由计算可知：搭构撇架最大应力幻：只σ懂max=蒜64湖.评6母M贡p览a驱（拉应力）趟构墙架最小应力尸：似σ纱min=-1倒0之9.托52垒M循p踪a缸（压应力）袭构颗架最大塘竖向猎位移预：嫁δ划=持1碗3.2增mm及构列架最大蕉水平瓦位移旬：衬δ霜=餐45.6管mm骄杆件轴力灾：黎F龄N1忘=妥29.22傲t<72.5手t次F哥N3窗=堆27.5衫t<42.8狗t登车F暂N4强=25火.2茎t<30.9沿t劝F袋N5变=1姓3.3爷t<23.9肚t历由计算可知，呼构架格受力合理，满裤足强度、刚度悬及稳定性要求损。雾图稿1摸-支1近栈桥总结构计算模型庭及应力下结果笨图怖1恋-粘2丹栈桥都结构计算模型歪及位移献结果丑4唤、轧WD-2杠0唐吊机淘构架困计算淋建仇立沉WD-2豪0狮吊机票构架限有限元模型，尼各万能杆件和耍轮箱均按梁单英元处理。在轮勇箱底部采用铰匀接约束愉。败查构架立体模型幕见奏“剂图丹1最-品3愚WD-2诵0设吊机蛋构架立体模突型卷”辟。题（朴1趣）结构强度计匆算结果：由计算可知：惕构炎架最大应力脆：补σ镜max=55姑.26M伙p树a郑（拉应力）码构卖架最小应力融：委σ奇min=-1智19.24M室p跟a冈（压应力）斤构筹架最大组合位污移订：锯δ冒=外6.59mm莲杆件轴力桂：微F雕N1命=55.57宿t<72.5取t浴F钱N3煤=38.44件t<42.8于t时针F唉N4惰=25.3t跑<30.9t暂权F男N5妹=17.6t虾<23.9t谎由计算可知，发支架受力合理傻，满足强度、末刚度及稳定性文要求。贪图应1-3卵WD-2欧0丙吊机构架立体流模嫂型跌（凑2页）整体倾覆稳默定计算饲工况一：正前殖方吊栋重曾120K伐N扩，幅度啦14m乐稳定计算肆倾覆力矩（以歌前端立柱为转感角）序120×1软3兵＝斥1560KN奋·m换稳定力矩（计恨入构架自重和偷压湿重礼600K婶N雅）荒600×令6尿＋纯50×1窃0嫌＝脸4100K辟N·m泼安全系数丛为品3500/1压56堂0蹦＝净2.62>2奴顾工况二：吊灌重算120K失N辨，幅度驳14m躁扒杆与正前方愧水平夹吩角重90言°桌时稳定计算太倾覆力矩（以攻轮箱为转角）孝120×1臣0勇＝归1200KN滤·m耐稳定力矩（计搜入构架自重和瓜压品重蔽600K稳N终）喘650×4+抓50×架6主＝撤2700K率N·m率安全系数忧为报2700/1盈20狱0顷＝梯2.25>2（3）结论俭通过整体模型叫计算分析，吊两机各杆件轴力泉均在万能杆件改手册各杆件容乳许轴力范围内药，构架变形满魄足规范要求。诚整体稳定性满璃足规范要求。亏二虫、主墩吊箱围聚堰设计容（一）设计依佣据及基础资料测1嗓、帜《公路桥涵设体计通用规范版》虽(JTGD郑6喊0推—钟2004)纲2饰、坐《公路桥涵钢鼓结构及木结构矿设计规范》哀（雹JTJ02满5-8阶6蛇）海3严、肝《公路桥涵施敞工技术规范匆》柿(嚷JTJ041弓-2000)绪4羡、献《钢结构设计日规范》举（贡GB500泥17-200忙3挪）图（稍二猴）结构布置贡主桥主墩采用以单壁钢吊箱围峰堰施工。主墩侍承台尺寸为服10.6m逗×钳9.6m浊×朽5m宏。承台整体式只为四边形。承楚台底标高被为著+隶0.5m浓。封底混凝土聪厚箭1m害。围堰壁板厚厅8mm查，壁板竖肋尤为档2[3职2乞，横肋楼为悔[1秒0执。在围堰底节萝局部加强。在模距围堰顶贼0.5m早位置设一层内扶支撑。内支撑缺为盛2[3块6拜，圈梁益为醋2[3特6嗓。围堰底板托队架传为载[3垂6啊，底板厚度为汁6mm能钢板，肋蜡为勿[为8涝。都钢吊箱围堰拼键装在主墩钻孔忠平台上操作。断拼好后利用钢垫护筒设立起吊闯系统起吊下放蛛到位。下放到忠位后通过在钢划护筒上设立吊从挂系统完成围坑堰体系的转换晃。档（肃三巨）荷载计算宫取围堰最不利培的抽水状态计灾算结构自重况水流冲击力，据水压力户建立有限元模社型，围堰壁板椅模拟为板单元酿，纵横仂模拟道为梁单元，在匙封底混凝土顶初处约束围堰，云约束形式为固民结，水流冲击犯力和水压力作袋为均布荷载施观加于壁板上，俊计算过程中计管入结构自重。里计算模型如歼“望图翅2释-称1锁勤吊箱围堰应力筛结阀果由”症，昨“本图舅2础-绝2舰吊箱围堰位移帝结闲果冠”裳。由计算可知：彻围堰最大应力侨：词σ戒max=12践1.3M将p美a漏（拉应力）概围堰最小应力堵：葛σ艳min=-1抓58.4M乌p蛙a盘（压应力）葵围堰最大组合倒位移桑：升δ横=震4.7mm楚由计算可知，品吊箱围堰受力耐合理，满足强嫁度、刚度及稳押定性要求。喂图迹2粒-向1锋搁吊箱围堰应力联结果翠图炮2辉-忍2付吊箱围堰位移碌结果葵三宴、套箱围堰设雹计被（一）设计依炎据及基础资料持1倡、渠《公路桥涵设额计通用规范蜂》富(JTGD债6男0诱—锡2004)桨2模、种《公路桥涵钢鸭结构及木结构帮设计规范》猪（直JTJ02氧5-8约6伍）详3任、怠《公路桥涵施夏工技术规范撇》琴(雪JTJ041纸-2000)透4瘦、桃《钢结构设计步规范》榜（露GB500嘱17-200锐3册）瘦（二）结构布伐置沉主桥引桥墩部伍分采用单壁钢骂套箱围堰施工筐。围堰壁板厚料6mm垦，壁做板竖肋忘为五2[2构0棍，横肋产为味[插8碍。在围堰底节会局部加强。在岔距围堰顶逃0.5m喝位置设一层内栏支撑。内支撑票为签2[3唱6帖，圈梁源为躁2[3阵6鲜。毒钢套箱围堰拼蹈装在钻孔平台绘上操作。拼好城后利用钢护筒番设立起吊系统喇起吊下放并下惜沉到设计位置秆。喉（三）荷载计武算啦取围堰最不利她的抽水状态计券算结构自重雀水流冲击力，蒙水压力斗建立有限元模膊型，围堰壁板己模拟为板单元届，纵横仂模拟拐为梁单元，在达封底混凝土顶采处约束围堰，爬约束形式为固什结，水流冲击直力和水压力罩作为均布荷载钻施加于壁板上粪，计算过程中掏计入结构自重丈。计算模型如崇“择图致3眉-锦1叹肯套箱围堰应力烧结扰果浙”存