贝雷梁栈桥与平台计算书129

都匀经济开发区29号道路建设工程K1+500-k1+596钢便桥安全专项施工方案武汉市捷安路桥大临结构设计咨询公司二O—七年七月目录TOC\o"1-5"\h\z一、工程概述 1二、设计依据 1三、计算参数 2\o"CurrentDocument"3.1、材料参数 2\o"CurrentDocument"3.2、荷载参数 2\o"CurrentDocument"3.3、材料说明 4\o"CurrentDocument"3.4、验算准则 5四、栈桥计算 5\o"CurrentDocument"4.1、计算工况 5\o"CurrentDocument"4.2、建立模型 5\o"CurrentDocument"4.3、面板计算 6\o"CurrentDocument"4.4、小纵向分配梁计算 6\o"CurrentDocument"4.5、横向分配梁计算 7\o"CurrentDocument"4.6、贝雷梁计算 8\o"CurrentDocument"4.7、桩顶分配梁计算 9\o"CurrentDocument"4.8、钢管桩受力计算 10\o"CurrentDocument"4.9、钢管桩反力计算 12\o"CurrentDocument"4.10、整体屈曲计算 12五、结论 12\o"CurrentDocument"附件一： 13一、工程概述钢便桥位于清水江中游(29号道路)K1+500-K1+596,河道宽约81m,为方便河道两侧道路土石方挖填运输及施工用的材料运输，在清水江上搭建K1+500-K1+596长96m临时上承式贝雷钢桥结构便桥一座。根据现场的地形、地貌,以保证避免破坏江河环保为前提条件,临时钢桥结构桥体为上承式贝雷钢桥结构,钢便桥位置设在道路主桥路线左侧,距主桥边线30米,以满足主桥梁施工需要。便桥桥面宽度6米(包含人行道每边0.8米),钢管桩间距跨度6米，总长96米，共设16跨。清水江两岸便桥台位置采用C30钢筋混凝土浇筑基础。清水江水位稳定，流速基本趋于平静，为了考虑安全，水流流速按照1m/s进行控制，岩石强度较大，打入难度很大，深度也相对较浅。由于水流流速较小，栈桥长度仅96m，为此，柏杨湾大桥两端采取固定牢固，其它通过板凳桩的方式进行固定的方式进行施工(深度较大区域在上下游增设钢管)，该施工方法在同类型的地质情况下有较成功的案例，对于流水速度较小的区域是切实可行的方法。贝雷梁栈桥桥面宽度为6m，最大跨度为6m,设计承重为80t，而施工过程中采用25t汽车吊进行施工作业，施工时应满足承载需要。二、设计依据⑴、都匀经济开发区29号道路建设工程地质、水文报告；、现场实际情况及甲方要求；、主要适用标准、规范：、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2011)、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)、《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205—2001)、《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64—2015)、《公路桥涵地基和基础设计规范》(JTG_D63-2007)、《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)；、《钢结构设计规范》(GB50017-2014)。、主要参考书籍：①、《简明施工计算手册》(第三版)(江正荣著，中国建筑工业出版社)；、《路桥施工计算手册》（周水兴等著，人民交通出版社）；、《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金等著，人民交通出版社）、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）、其它有关国家规范及参考书籍。三、计算参数3.1、材料参数1、采用极限承载力法进行检算。Lr」=190MPa ItJ=110MPa⑴、Q235B钢参数：容许弯曲应力 ，容许男应力（2）、贝雷梁允许轴力如下表所示：100型贝雷梁杆件特性表杆件名称材料断面型式断面面积（cm2容许承载能力弦杆16Mn2[102X12.74560kN竖杆16MnI89.52210kN斜杆16MnI89.52171.5kN⑶、钢弹性模量Es=2.1X105MPa;⑷、人群、栏杆等结构按照栈桥的自重的1.05倍选取。⑸、组合系数按照1.2X自重+1.4X活载。3.2、荷载参数根据本栈桥实际使用情况，桥面荷载考虑以下几种主要荷载：1、12m3的混凝土运输车12m3的混凝土运输车，型号为三一重工生产的SY312C-6w（LNG）,具体参数如下：整备质量 16200kg整车外形尺寸（长X宽X高）9950X2500X3975mm满载总质量47400kg轴距3220mm+1150mm前轮荷载总重：P1=8t，后轮荷载总重：P2=39.4t。2、50t履带吊50t履带吊，参考三一重工SCC500E履带起重机，自重为50t，本设计中履带吊仅在栈桥通行，不得在栈桥上起吊，履带吊接触面积为2—4650X760mm2。[]内所示尺寸州屣带鳧回尺寸尺寸即性UD!I []内所示尺寸州屣带鳧回尺寸尺寸即性UD!I 46M 怦畑祐忆血抑卜夕4I 5490 1 |1~丽i^LH 1 ~8SH50t履带吊机外形尺寸图3、25t汽车吊25t汽车吊主要用于栈桥施工，参考PY25型汽车起重机，具体参数如下:整备质量29.2t整车外形尺寸(长X宽X高)9200X2490X3880mm轴距4325mm+1350mm4、 一般车辆一般车辆包括普通的小车、运输小材料的货车，荷载均比50t履带吊小，可不进行检算。5、 80t挂车80t挂车参考《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中80t挂车执行，荷载布置如下图所示：80t挂车荷载布置图(m)6、 一般车辆一般车辆包括普通的小车、运输小材料的货车，荷载均比50t履带吊小，可不进行检算。7、 水流力栈桥水流流速按照1m/s进行控制，施工水位为+407.0m,栈桥主要水流力荷载包括钢管桩所受的水流力，考虑1.2倍荷载放大系数，以平衡其它小构件所受水流力。F二C-V2A水流力标准值取值为：ww2，荷载也可以简化为倒三角形荷载，水p=CPV2面处水压力为ww，河床处水压力为0。C一水流阻力系数；wP一水密度，淡水取1t/m3；A一单桩入水部分在垂直于水流方向的投影面积；V一水流流速，该处取1m/s,圆形结构，C=0.73,水面处水压力为：pw二CwPV2二0.73%1x12二0.73kN/m2w第二排钢管受力应进行折减，按照规范表13.0.3-2要求进行折减系数计算。L一钢管净距，L=3m一0.63m=2.37m,D_钢管直径，D-0.63mL/D=2.37/0.63=3.76,查表可知折减系数：m1=0.62第一排钢管水面处受力为：qw1=pwD=0.73kN/m2x0.63=0.46kN/m第二排钢管水面处受力为：qw2=m1qw1=0.62x0.46=0.285kN/m3.3、材料说明栈桥上部结构为型钢和贝雷梁组拼结构，下部结构为钢管桩加型钢承重梁结构贝雷钢栈桥采用连续梁结构，栈桥宽6m。栈桥钢管桩为4)630X10mm钢管桩，同排布置三根，间距为2.1m，横向贝雷梁布置6片，间距为(0.9m+1.1m+0.9m+1.1m+0.9m)，贝雷梁顶分配梁为工 25b,间距为0.75m，分配梁顶部设置方钢15X15X1cm,间距为0.3m,上部布置10mm厚桥面板。桥头设简易桥台，台后浇筑混凝土施工便道。3.4、验算准则栈桥作为一种重要的大临设施，其设计验算准则为：在栈桥施工状态下，栈桥应满足自身施工过程的安全，但6级风以上应停止栈桥施工；在工作状态下，栈桥应满足正常车辆通行的安全性和适用性的要求，并具有良好的安全储备。四、栈桥计算4.1、计算工况栈桥各状态下的计算工况设计状态工况恒载基本可变荷载工作状态一■结构自重12m3的混凝土运输车二结构自重50t履带吊机三结构自重25t汽车吊四结构自重80t挂车荷载非工作状态五结构自重结构自重、水流力栈桥施工状态六结构自重25t履带吊机打桩作业工况一至五计算上部结构的内力与应力及下部钢管桩的竖向荷载，其中控制工况为12m3的混凝土运输车和80t挂车荷载，即工况一、四，水平力最不利工况为非工作状态，即结构自重和水流力同时作用。4.2、建立模型用midascivil2016进行整体建模计算，两侧桥台位置为铰接结构，其它仅能承受竖向力，上下分配梁之间全部为铰接，即上层分配梁的弯矩不传递至下层分配梁。

栈桥整体模型图栈桥整体模型图4.3、面板计算面板按照单向板进行计算，跨度为0.3m，比较荷载，在12m3的混凝土运输车荷载下面板受力最大，F-394/8=4925kN,轮压面积为0.2mX0.5m,单位长度q二1.4x1.05x49.25二i44.8kN/m1m进行计算，钢栈桥自重按照1.05选取， 0.5M二ql2/8二144.8kN/mx0.32/8二1.63kN-m Q二ql/2二21.72kN面板组合应力：M_面板组合应力：M_1.63x106W_1000x102/6_97.8MPa<[c]_190MPa面板剪应力：21.72x10面板剪应力：21.72x1031000x10_3.3MPa<[r]_110MPa满足要求。4.4、小纵向分配梁计算最不利工况为80t挂车荷载作用在梁中部，小纵向分配梁采用方钢，间距为0.3m，受力如下图所示：7.525-916^01&.140lie-TOO14.754J：lG--h00：l3.2GS^le+0011.9S27iaH-0Ci□.DOOCOe+QCO7.525-916^01&.140lie-TOO14.754J：lG--h00：l3.2GS^le+0011.9S27iaH-0Ci□.DOOCOe+QCO-7.8S888e+000-2.17^6964-001-l.GG049e+001-4.S^29e+001-6.332086+001-7.71788e十DOI组合应力图（MPa）7.039006-0015.86574$-0014.S92^8e<IOl3.51922e-0012.34596a-0011.17270e-0010.00000e+000■1.17382e<IQ：l-2.3470SeOai7.039006-0015.86574$-0014.S92^8e<IOl3.51922e-0012.34596a-0011.17270e-0010.00000e+000■1.17382e<IQ：l-2.3470SeOai-3.520J4e-001■4.633S0e-001-5.8S686&-001剪应力图（MPa）组合应力为o=组合应力为o=77.8MPa<b]=190MPa最大剪应力 41MPa<□=110MPa最大相对变形为：加=°・2mm<300/400=°.75mm，满足要求4.5、横向分配梁计算最不利工况为80t挂车荷载作用在梁中部，横向分配梁间距为0.75m，受力如下图所示：组虫■心值）5.00293e+O013,-955eOa+OOi2.-92j827&-H3011.89094€-h<I018.5351^+000O.OOOOOe+OOO 1.22105e+001-2.25S37e+O01-3.295706+001-4.33303e+001-G37036e+001-6.=W76-9e+O01组合应力图（MPa）茹力■卫2.54S2:ieH-00±2.08483e-HO01：1.62345e-b0011.162066^017.00682e+0002J9299e+0000.00000e+000-6.83-«6e-HZI00 1.14^S5e-b001-1.60623e+00：l-2.0676：le+001-2.52900&^01剪应力图（MPa）组合应力为&=64MPa<&]=190MPa，最大剪应力T=25.3Mpa<[t]=110MPa组合应力为&最大相对变形为：Al=1mm<1100/400=2.75mm，满足要求。最大相对变形为：4.6、贝雷梁计算贝雷梁以承受轴力为主，轴力计算如下：轴力AG6.2571Se^0；l535800e+00：l4.^G0S-=te+O013.552fiSeH-00:i2后日斗5；1自+00：11.75635e+0018.G8IS7e+000&.00000e+000-3.28139&-i-000-1.82630e-h00：l-2.72446a+001-3.6Z263e-i-001弦杆轴力图（kN）至力7.04S8Se-KiaOO.OOOOOe-nOOO-5.47500e-Ki00-1.17363e-Ki01-1.79989e-h001-2.42G08a-H301-3.C522Se-Kl01-3.67847e-KiO1-4,ja-q66e-KiO1-4,^30S6e-KiO1至力7.04S8Se-KiaOO.OOOOOe-nOOO-5.47500e-Ki00-1.17363e-Ki01-1.79989e-h001-2.42G08a-H301-3.C522Se-Kl01-3.67847e-KiO1-4,ja-q66e-KiO1-4,^30S6e-KiO1-5..55705e-h001-G.lS325e-Ki01竖杆轴力图（kN）斜杆轴力图（kN）100型贝雷梁杆件特性表杆件名称材料断面型式断面面积（cm2）容许承载力最大轴力弦杆16Mn2[102X12.74560kN63kN竖杆16Mn189.52210kN62kN斜杆16Mn189.52171.5kN68kN由计算结果可知贝雷片的受力满足要求。4.7、桩顶分配梁计算桩顶分配梁受力如下图所示：组合应力图（MPa）

剪应力图（MPa）组合应力为*48MPa<[C丄190MPa，最大剪应力“22MPa<□=110MPa最大相对变形为：Al=l・5mm<2100/400=5.25肌肌，满足要求223223-1717 ■2-144.8、钢管桩受力计算钢管桩受力如下图所示：轴力图（MPa）轴力图（MPa）弯矩图（弯矩图（t.m）轴力：Nmax二28t，弯矩：Mmax二"，钢管采用063OX1Omm。面积： 19477.0744522567Ik： 936155340.361588Iy： 936155340.8615B8豔： 29T1921.71T02Q92Wy： 2971921.71702092iK： 219.231612&S3938iy： 219.231612&83938証米重鮭竝；152.901314450^0630X10mm钢管桩参数表A-19477mm2i-i-219mmW=2971921mm3 /-20m 九=l/i=91，xy ,x ， ， x截面塑性发展系数：:x-1.15，等效弯曲系数：0mx-1b类截面，查得x-°.614稳定性计算：参数.N'e-兀2EA/(1.1九2)-兀2X2.06X105X19477/(1.1x912)=434tNc- +申Ax0Mmx x—n)28x1043X107YW1-0.8xxN丿Ex-23.4MPa+9.3MPa-22.7MPa<[c]=190Mpa-+—0.614x19477 1.15X2971921(1-0.8满足要求。4.9、钢管桩反力计算钢管桩受力如下图所示：3反力图（t）在水流力作用下，钢管桩均为压力，不出现拉力，结构满足要求4.10、整体屈曲计算对结构进行整体屈曲计算，计算结构如下图所示：特征值容诈误差1-17.1ES3S.04.E14Se-01125.93356-011321.&554+S1875*6-033屈曲特征值栈桥整体屈曲特征值为17>3，结构满足要求。五、结论1、栈桥结构强度、刚度及稳定性满足规范要求。2、 栈桥允许车速不得大于20Km/h,最大混凝土运输车辆不得大于12m3的混凝土运输车，50t履带吊仅仅通行，不得在桩顶起吊，施工机械为25t汽车吊，最大通行荷载为80t挂车荷载。3、 桥台处贝雷梁必须固定牢固。

附件一：贝雷梁允许轴力如下表所示：100型贝雷梁杆件特性表杆件名称材料断面型式断面面积（cm2容许承载能力弦杆16Mn2[102X12.74560kN竖杆16Mn189.52210kN斜杆16Mn189.52171.5kN构件计算按照容许承载能力进行计算。《装配式公路钢桥多用途使用手册》内容（原文）：二、桁架杆件设计计算｛一）軒架強杆选择与计算*了架弦杆采用1酬閒扁斷面积为価冶）：F=2>12.74 25.48cm-J.桁架平面内稳定设桁架平而内压杆有效断闻系数为肌白由氏.度lt）二TOian回转半篠口=3-95rm栓细比A,_-~=”器-[7.7住压二仪■=也977桁架平面外稳定设桁架平面外压杆有效断喲系数为尺I组合构件作為整体断面在丞酉桁架平面外的□由丧產S⑷）m—个枸件在垂直桁架平間內的A由栓度h.尬cmry=!.41cm邛-1.52cjnJ, 25.6em4「口亍芒ro=^—y-/2^b+J2⑦上J1免_十4”■丄L V12.74二：5.J^LJL ■ r-MM巾5.723

] A 70 dq斤Al=^=r^i=叨丄丄叩一“恋*M=』2屯强+缈.梓=55.35jf压=%_灯上09<用压弦杆冥际釆用有效断向鬲数尺=（XKOy弦杆容许瑕受之杆力为「朗匚RF/』=0.809x25-48x1.3弦杆冥际釆用有效断向鬲数尺=（XKOy弦杆容许瑕受之杆力为「朗匚RF/』=0.809x25-48x1.3x2100=；J63（XJkg=5631kfJ屈HI点茫低吋.弦杆容许承憂之杆力；一尺尺甲F①？5冇一Or309m2*4$x0.S5x3XK>=61325k）?=613kN（二）桁架龄杆逸择与计算1•斜杆断面选舁斜杆用宙寵（F〃史暑斟杆有拉■压两种受力杆件.以压杆控制说计°斜杆的几何悅度U近=99讪1自由性度[尸Q.9x卿—阳卯i回转半径F,■1.18cm氏细比人o=岂=■ =75,4査表得平=口-&>]=©F[刃=0,66X9.52x1.3x21CKJ=l7150k^=171LIVA4=<oF■0.E5tfr=0.66x?,52x0.S5x3500-lefi^kg石187kN如舟斜杆之力化为桥黑剪力(图2半)R=2Asina(a-45°)刚 R=A'・2曲4孕X=AfX2X0-7=1.4Nl?i 斜杆、竖杆覺力出和浙曲朝洞咼3tSfHkFh-F呼一2坤1=23.4S-2xU-33x3,<i=2Ffifimu5

或者辑斜抑力乘以J/0,7=1.4-3如桥樂的啞向勇力不稚过分配給上、卞梢子.则此项则力应乘以0一入因此斟杆力即为梢子的码力［略去节点荷载),可®4H子的抗剪能力尚有储叡但因梢于凭力情况复飙略有储备是合那的°桁架斜杆的焊进计算斜杆一靖连接于桁樂強杆上，另一鯛连接于节点板上■节点板用16Mno24(1)与节点板连接的焊鮭计算焊縫厚度(H2-7)；片-(6.75-1)x4-2弘m{2.5Uir)4TKJ-{2.5Uir)4TKJ-L2miM 5=a.y、+护口丿何弭亍)即何_0.7OL5+8?6) ⑻60 二山丑0・5寓占宀0托城即何_0.7OL5+8?6)二也幻呛心帝-129.IMPa<191.LMRid)与弦叶巻按瑞焊缝计葬焊縫厚度(圈b«)：陋2-7哺贞按计雲 25斜柑七號杆连枝2554—13.&：【ii血45°一】丿用2554—13.&：【ii血45°一】丿用2-12.McrnISSOk^W=LSSMPa<191JMPa1S1600.7^6,8-12J)}1'M扳计算节点摄用l6Mn»=0.6cmry=L(6.^-l>-(1.^-1)]k2>二Q・U—护』/™4刃=0,7(0,5x13r6+0.7乂14/cdSy1)盘3卫-2F_（D新裂的危险讎面强度 0.5yF疔盘3卫-2F_（D新裂的危险讎面强度 0.5yF疔二匚丽+心）「忑0.5xIS16O=(L870.6(675捕十fl.6X5,00^5xj^]6()光7窗畑F=95.7MPei<普=24SHPi武中;二l^kg/cir?二1+ftMPa<^*1=15W丹Jul（3）通过节点中心眾真截面匕的弯矩齡算（閹2”】U）iV；Vn1227曲J=72.ficnr2x_2j^It?i60x<0^45^k2.j0?6x2^6hftWk取如F--66.3MPa<24裳皿皿肘久宁节点板畏力圖3x2x1SL<W乂<?鵬4¥2x2x*£x22（刃对斷面1一1验算｛图僅列图：⑴节点械膏季J、=145.4ci(FP=18-5.53cm4几72.6 …八m工厂V2占云/..tFF-J45.4+185,51二3304九异/V二闊心乎-0.则=57(0,7-0.3)-18J6x(LW-了旳嚥耳=73.W将成上代人公武N旳小7390 73^1x32x5.7°_F十厶~22.72十 于KX叫=325*407二732kg/cirJ二75,2MPa<273MPa⑷处扳与竖杆焊避II算经计算焊逢安全,脸算过程略基（三）桶架竖杆设计竖杆用Qb5Mn』=P$2川】』竖杆强度脸算为安装顒黑夹臭“竖料煨板匕开有一个茶九oiMKan的方孔口设R矣岀强为隹』立时杆件的戡面折减系数，几何长度f二70cm自由长J£f0-0.9x70=63c/tif厂1.18f厂1.18P町9.25-2.5x0,45n_r尺就-片甲二 925 工0应'尺椅[N]=0.8IRx9.52xk3x2100=21Ni01c世-212.6fcNiVT=0,818k9.52x0.S5x3500-23200"-232kN桁架连接销设计竖向剪力（见后）为箔4N「可见连接希抗剪陡力有储备.2.竖杆与阴头连接焊缝验算ffj架抗剪収無杆控制』竖杆焊缝可与斜杆等强度设计。網*厚度（图厶11）；=Igl阳=4x(9-I}=?2cm=戈冥！勺一1)=8^lh・。力(—+『严J用160 »= "0.7(32xD.J5+Ey0.7)=12OOkg/cm3=120M}Ja<191.IMP^煮阳头降幵焊缝It算焊縫厚厦(ffl2-12}S1\=2(5-0-8cm匚=25-2-23cmJ=CJ=C+7(SxL.F+23_x0.b)131605了诃十厂网Sh-119MP;*<191.1MPaE0-5mmIS2-11啞托与阴头連機悍StJ-lUmmJ-6mmE2-12竖杆弓阳黄连奪炸堆1300CTlJ.55寿x4.9。x85P13J3術子賢力凯单位心1T叫1Q.53二113444k甘■cm=11.5kN*■ill二131510kg-em=l34kN-沮三、桁架连接销的计算桁架连接销用30 钛合金働制杵'垓钢捞的屈用应力为1JOOOk^/em2(1300Mf^),HR应力与弯曲应力允许迭到屈碾点的0.的倍，国应力容许込到屈服点的0毛倍.取惜的直径^=4.95cm其容许抗弯机力计算個2-1"=2xjx4.95-x945x13000==225043kg-2250kN＞勒=印3S,安全储备较大°M<[Nh宜全连按销抗剪體丿Hf畀；四、桁架接淇的计算（一）阴头的计算阴头用诗济钢制作,与桁架疲杆焊应一体号弦朴同一铜号■股在聆算断面时•将弦杆fiS钢净曲i积亦观柞为有效面积（图2-14?5图214图214阴宝枸五I.I—1 验笫阴头有效断面按翼缘圆角起点算齐=[8.47-5]x3.0-O.-63x2=9.15em2巧=12.74-5x0.53-10.09enrO.5[/V]=9.t5+10.09=19-24cm1O.5[/V]:晋=】465k#如？=J465MPa<L3jc210273MPuJr= ■ 一=1-Jr= ■ 一=1-Ft-z.if—rr®i面验算Fmqfr-D(&十好0.5x613251924 =I595k^/cnr=IWMPa<273MPa=咒务=1旳处”沏？=159.5MP.：<2ibMPa0”$x61325-D(ff,+ =0,5(3.0+0.53)=I739kg/(!n?二口4讯內<210MP!im—inffi面验算倾斜眇林料中心线为a的受剪懑而。R.,-—〜-2??J-2222加111一的应A_0.866-rcr1引/V】 0.5x563W111_ f(([ _ 22.22-1265kj心】,=1273flJaj1.3x160=2O8-OMPa(也小于(K*x273=21&4JW%)匸III==USMPj＜203WPii4iv-rvtff面验算F|V1二(10-2X0.76-2X0,1X2.15)xL5=l2,(IScm2FjyaH.Ttan?尸[V三F码十F巴=Ik他■+12.?4=24.M2CITI2f'lY＞尺验算略。阴头有效断面弓I—I同样垮虑（略人阴头销孑L接鮭面的验幫由于销与销孔尺寸相差