西南院栈桥计算书

1、宜宾港重件码头工程 栈桥计算书 编 制： 复 核： 审 核： 安徽省交通规划设计研究院 二一一年三月 目录目录 一、基本参数一、基本参数.- 1 - 1.1 钢平台布置.- 1 - 1.2 荷载形式.- 1 - 1.3 栈桥设计方案.- 2 - 1.4 栈桥计算参数.- 2 - 二、结构检算二、结构检算.- 3 - 2.1 模型的建立.- 3 - 2.2 相关规范.- 3 - 2.3 墩顶分配梁检算.- 3 - 2.4 贝雷梁检算.- 4 - 2.5 I25a 工字钢横梁检算.- 6 - 2.6 桥面板 5mm 花纹钢板检算.- 7 - 2.7 钢管桩检算.- 8 - 宜宾港重件码头工程栈桥计

2、算书宜宾港重件码头工程栈桥计算书 一、基本参数一、基本参数 1 1.1.1钢平台布置钢平台布置 钢栈桥采用型钢与 321 贝雷架组合结构，连接施工便道与 1#、2#承台基础，以方便 施工。纵向钢平台纵向长度 18m，宽度 5m；横向侧钢平台横向长度 52.8m，宽度 9m。桩 基纵向间距 6m，横向间距 1.63.6m。钢平台与承台连接处设置活动分配梁，方便装拆。 1.21.2 荷载形式荷载形式 (1)混凝土搅拌运输车 通过栈桥车辆荷载按 30t 混凝土搅拌运输车考虑，混凝土搅拌运输车重轴（后轴）单 侧为 4 轮，单轮宽 30cm，双轮横向净距 10cm，单个车轮着地面积=0.2*0.3 m2

3、。两后轴间 距 135cm，左侧后双轮与右侧后双轮距 190cm。车总宽为 250cm。 混凝土搅拌运输车前轴重 P1=50kN，后轴重 P2=250kN。荷载图示如下： 325135 活载纵向示意图活载横向示意图 30160 注：图中尺寸以cm计。 30 P1/2P2/4P2/4P2/4 P2/4P2/4 P2/4 前轴中心后轴前排中心 后轴后排中心 轮胎中心 轮胎中心轮胎中心 轮胎中心 图 1-1 整体模型图 设计通车能力：车辆限重 30t，限速 10km/h，按通过栈桥车辆为 30t 混凝土搅拌运 输车满载时考虑，后轴按 250kN 计算。不考虑船只和排筏的撞击力，施工及使用时做好 安全

4、防护措施。 (2) 履带式吊车 30t 履带式吊车吊重 10t，一侧履带接触宽度为 0.6m，长度为 4m，履带吊行走宽 4m、工作宽 4.3m；吊车按均布荷载+集中力进行加载，其活载比混凝土搅拌运输车活载作 用效应小得多，故在此亦不做检算。 1.31.3 栈桥设计方案栈桥设计方案 栈桥拟采用双排单层贝雷梁片桁架结构为梁体作为主要承重结构，进台通道桥面宽 设计宽为 6m,钢平台宽 8m，总长 52.8m。 具体设置情况见附图宜宾港重件码头工程栈桥布置图 。 (1) 栈桥设置要求 栈桥承载力满足：30t 混凝土搅拌运输车行走和 32t 履带吊车在桥面行走要求。栈桥 的平面位置不得妨碍钻孔桩施工及

5、承台施工，能够满足整个施工期间的要求。栈桥施工 及运营确保航道正常通行。 (2)栈桥结构 栈桥至下而上依次为： 钢管桩基础：设计钢管在细圆砾土层入土深度约 10m，栈桥普通墩采用 600*8mm 钢 管桩基础，墩中心间距横桥向 2.8 米和 5.8 米；纵桥向 2.7 米和 3.6 米。钢管桩内填充 河砂增加稳定性。依据钢管桩入土深度情况拟采用桩长 915m 不等的钢管桩。 I40a 工字钢横梁：墩顶横梁采用焊接的 I40a 工字钢。 贝雷梁主梁：主梁采用双并 321 军用贝雷梁桁架结构，桁架由两排贝雷片加联系杆 件拼装，贝雷片间距中心距 0.90m，桁架间距 1.1m。 桥面系：贝雷梁上横铺

6、 I25a 工字钢400mm 的横向分配梁，I25a 工字钢分配梁上满 铺厚度为 5mm 的花纹钢板做为栈桥的桥面。 1.41.4 栈桥计算参数栈桥计算参数 贝雷桥采用材料的容许应力按基本应力提高 30%（查公路施工手册.桥涵 1043 页） 。 (1)单片贝雷：每片贝雷重 287kg（含支撑架、销子等） ， I=250497.2cm4，E=2105Mpa，W=3578.5cm3，M=788.2 kNm, Q=245.2 kN。 (2)I40a：截面积 102.0 cm2，每米重量 80.4kg , Ix=32240cm4，E=2105Mpa，Wx=1433cm3,Sx=836.4 cm3，腹

7、板厚 11.5mm。 (3)5mm 厚扁豆形花纹钢板。 (4)车辆冲击系数：由查公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)知，冲击系数采 用 1.3。 考虑栈桥实际情况，进台通道按单车道验算，钢平台采用双车道布置；车辆荷载按 实际混凝土搅拌运输车轴重定义，人群荷载不计。 二、二、结构检算结构检算 2.12.1 模型的建立模型的建立 整体模型采用 MIDAS/CIVIL 程序建立，如图 2-1 所示，上部结构采用空间梁格建立， 墩顶 I40a 分配梁、贝雷梁、I25a 横梁均采用空间梁单元模拟，上部结构与墩顶 I40a 分 配梁采用弹性支座连接，桩顶采用固结约束。 图 2-1 整体模型图 2

8、.22.2 相关规范相关规范 (1) 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 (2) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004 (3) 公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86 2.32.3 墩顶分配梁检算墩顶分配梁检算 墩顶分配梁采用 I40a 工字钢，点焊连结在钢管桩顶部，按设计施工图实际构造建立 模型，按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 第 4.1.6 条，进行主梁承载能力极 限状态内力组合，并采用公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86，按容许应 力法进行梁内力验算。承载能力极限状态最不利组合下应力验算结果如下图所示。 图

9、 2-2 墩顶分配梁应力图 由图 2-2 计算结果可以看出，进台通道与钢平台车道荷载交汇处，组合应力值最大， 达 34.2Mpaw1451.3=188.5MPa 符合要求。 （容许应力w值按公路桥涵钢 结构及木结构设计规范JTJ025-86 按临时结构取容许弯曲应力值乘以 1.3 倍系数） 挠度验算亦按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 第 4.1.6 条，进行主梁承 载能力极限状态组合内力下计算挠度。挠度验算结果如下图所示： 图 2-3 墩顶分配梁挠度计算图 组合内力下的最大扰度3.43mm12mm 满足要求。ff 400 L 400 5000 2.42.4 贝雷梁检算贝雷梁检算

10、 贝雷桥采用材料的容许应力按基本应力提高 30%进行临时结构验算。 单片贝雷：计算参数取 I=250497.2cm4，E=2105Mpa，W=3578.5cm3，容许内力按M =788.2 kNm, Q=245.2 kN 控制。 按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 第 4.1.6 条，进行贝雷梁承载能力极 限状态内力组合，进行抗弯和抗剪验算；并采用公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ 025-86，按容许应力法进行梁内力验算。承载能力极限状态最不利组合下验算结果 如下图所示。 图 2-4 贝雷梁弯矩图 图 2-5 贝雷梁剪力图 由上图计算结果可以看出，进台通道与钢平台车道荷载交

11、汇处，贝雷出现梁弯矩和 剪力最大值。 最大弯距 197 kNm2M2788.2=1576.4kNm 最大剪力 206.4 kN2F= 2245.2=490.4kN 故双排单层贝雷桁架梁弯矩和剪力验算满足要求。 主桁最大挠度计算: 按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 第 4.1.6 条，进行主梁承载能力极限 状态组合内力下计算挠度。挠度验算结果如下图所示： 图 2-6 贝雷梁挠度计算图 组合内力下的最大扰度0.32mmf20mm 满足要求。f 400 L 400 8000 2.52.5 I25aI25a 工字钢横梁检算工字钢横梁检算 按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004

12、 第 4.1.6 条，进行主梁承载能力极限 状态内力组合，并采用公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86，按容许应力 法进行梁内力验算。承载能力极限状态最不利组合下应力验算结果如下图所示。 图 2-6 I25a 工字钢应力图 由图 2-2 计算结果可以看出，最大组合应力值 154.4Mpaw 1451.3=188.5MPa 符合要求。 （容许应力w值按公路桥涵钢结构及木结构设计规 范JTJ025-86 按临时结构取容许弯曲应力值乘以 1.3 倍系数） 挠度验算按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 第 4.1.6 条，进行主梁承载 能力极限状态组合内力下计算挠度。挠度验算结

13、果如下图所示： 组合内力下的最大扰度4.82mm7.5mm 满足要求。ff 400 L 400 3000 2.62.6 桥面板桥面板 5mm5mm 花纹钢板检算花纹钢板检算 按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 第 4.1.6 条，进行主梁承载能力极限 状态内力组合，并采用公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ 025-86，按容许应力 法进行梁内力验算。承载能力极限状态最不利组合下应力验算结果如下图所示。 图 2-6 桥面板 5mm 花纹钢板应力图 由图 2-2 计算结果可以看出，最大组合应力值 91.8Mpaw1451.3=188.5MPa 符合要求。 （容许应力w值按公路桥涵钢

14、结构及木结构设计规范JTJ025-86 按临时 结构取容许弯曲应力值乘以 1.3 倍系数） 挠度验算按照公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 第 4.1.6 条，进行主梁承载 能力极限状态组合内力下计算挠度。挠度验算结果如下图所示： 组合内力下的最大扰度3.21mm7.5mm 满足要求。ff 400 L 400 3000 2.72.7 钢管桩检算钢管桩检算 普通墩横桥向桩中对中间距为 3.6m，采用 6008mm 钢管桩。以承台底面标高 249.15 计，水深按施工水位计算取 7.28m，钢管桩露出水面按 4.615m 计。经分析：混凝 土搅拌运输车加恒载作用下为普通墩钢管桩荷载最不利

15、荷载，故仅检算该工况。 (1)桩基承载力检算 由模型提取桩顶支撑反力，如下图所示。 桩基承载力：每根钢管桩设计承载力为 Pmax=303kN。 管内填砂密实，采用打桩振动锤击下沉,不计钢管桩桩侧摩阻，按支承桩考虑。 桩身强度：桩基采用 600mm 钢管桩，用砂填实。 (2)钢管桩长度确定 单桩轴向承载力按 303kN 考虑。不考虑土侧摩阻力对承载力的贡献， 由PApfrk+uC2ihifrki303kN 1 C 查宜宾港一期工程初步设计阶段工程地质勘察报告，见下表。 工程区岩土物理力学参数建议值表工程区岩土物理力学参数建议值表 钻（冲）孔灌注桩 岩土名称分层号 天然含水 率 W (%) 压缩模量 Es (MPa) 变形模 量 E0 (MPa) 承载 力设 计值 fd (KPa) 渗透系数 K(10- 3cm/s) 极限侧阻力 标准值 qsik(Kpa) 极限侧阻力 标准值 qsik(Kpa) 粉质粘土 35.134.1312013.040 粉 土 37.73.541107.5130 -122.43003.76180 卵 石 -211.0800250 强风化泥岩