汉江公路大桥贝雷栈桥计算书

1、目 录第一章设计计算说明11.1设计依据11.2工程概况11.3钢栈桥设计21.3.1主要技术参数21.3.2栈桥结构4第二章钢栈桥计算42.1贝雷栈桥计算过程与结果52.2型钢栈桥计算过程与结果16第三章钢管桩打入深度计算28第四章结论及注意事项284.1栈桥施工注意事项284.2栈桥运行注意事项29武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥钢栈桥计算书第一章 设计计算说明1.1设计依据武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥施工图纸；钢结构设计规范GB50017-2003；路桥施工计算手册；公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；装配式钢桥使用手册；装配式公路钢桥多用途使用手册；实用土木工程手册杨

2、文渊；1.2工程概况武汉城市圈环线高速公路孝感南段汉江特大桥位于汉川市沉湖镇，桥位位于沉湖镇上游的棉花洲滩段微弯河段上，桥位上距杜台分洪闸5.8km，下距沉湖汉江铁路桥3.2km；主跨跨越汉江，起讫里程为K134+835K135+225，全长为390m。主要工程内容包括：汉江特大桥下部工程、预应力混凝土连续梁及连续刚构桥梁。汉江特大桥主桥以（105+180+105）m连续刚构跨越汉江。1#、4#墩为过度墩，2#、3#墩为主墩。2#墩位于应城侧河滩，3#墩位于汉江河道近仙桃侧，基础采用20根2.5m钻孔桩、桩长128m。根据桥梁施工需要，在武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥轴线位置设置138m钢栈

3、桥，桥宽6m，均为321贝雷钢栈桥（具体布置见武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥钢栈桥施工方案图）。钢栈桥采用打入63010mm钢管桩基础，主栈桥上部结构选用“321”贝雷作为主体结构。 1.3钢栈桥设计1.3.1主要技术参数（1）钢栈桥标高的确定：栈桥标高的确定一方面要能够方便汉江大桥的基础及上构的施工，同时要保证栈桥的主体结构不至浸水，综合本项目的设计施工水位25m，及栈桥穿过的4号过度墩承台标高，确定本栈桥桥面标高27.9m。（2）荷载确定根据本栈桥实际使用情况，桥面荷载考虑以下两种主要荷载：钢栈桥使用中最重车辆9m3的混凝土运输车；钢栈桥架设时履带吊的荷载。混凝土运输车的轴重大轴距短，双

4、车并行时最不利，所以将其作为计算荷载；将履带吊架梁工况作为检算荷载。1台9m3的混凝土运输车车辆荷载的平面和立面布置如下（参考车型：三一重工生产的SY5250GJB4（9m3欧）：底盘型号SYM1250T4整备质量14000kg整车外形尺寸(长宽高)920024903880mm满载总质量40000 kg轴距3575 mm+1350mm P1 P2 P3 Pn/2 Pn/2三一重工9m3砼罐车P1=6t，P2=P3=17t，合计：40t。履带吊架梁时荷载平面及立面如下（参考车型：三一重工生产的SCC500E履带起重机，自重50t，最大起吊重量50t）：履带吊自重50t，本项目吊重按20t考虑，合

5、计70t。履带吊型号SCC500E整备质量50000kg履带尺寸5720700mm2履带着地面积4500700mm2工作时履带间隙3000mm本项目满载总质量70000 kg 70t均布荷载35t均布荷载 35t均布荷载三一重工SCC500E履带起重机（自重50t，最大起吊重量50t）（3）钢弹性模量Es=2.1105MPa；（4）材料许用应力：A3钢：=210MPa；=160MPa。16Mn钢：=273MPa；=208MPa。1.3.2栈桥结构贝雷钢栈桥采用跨径12m连续梁结构，栈桥宽6m。栈桥基础采用打入63010mm钢管桩基础，桩顶安装2I45a型钢横梁，布置6排贝雷梁，间距0.9+1.

6、8+0.9+1.8+0.9m，贝雷梁上按照0.75m间距布置I25a横梁，横梁布置在贝雷竖杆位置，横梁上按30cm间距铺设I18型钢，型钢上铺设8mm花纹钢板作为桥面。型钢栈桥采用采用6m简支梁结构，栈桥宽6m。栈桥基础采用打入63010mm钢管桩基础，桩顶安装2I45a型钢横梁，布置8排I45a型钢，间距60.9m，I45a型钢上按照0.75m间距布置I25a横梁，横梁布置在贝雷竖杆位置，横梁上按30cm间距铺设I18型钢，型钢上铺设8mm花纹钢板作为桥面。型钢栈桥中间墩上I45a型钢接头处焊接一块90451cm腹板连接钢板，减少该处跳车，伸缩缝处不焊接。钢栈桥两侧焊接HW150mm型钢作为

7、路沿石，同时两侧焊接1m高钢管扶手，用白色安全网围挡。第二章 钢栈桥计算钢栈桥计算分别选取两种栈桥的标准跨径作为计算模型，利用MIDAS CIVIL2010计算程序进行验算。贝雷栈桥计算分以下8个工况进行：钢栈桥计算工况一览表编号名称荷载1荷载2组合系数工况1双砼罐车跨中无偏载支架自重双砼罐车1.1荷载1+1.3荷载2工况2双砼罐车跨中偏载支架自重双砼罐车1.1荷载1+1.3荷载2工况3双砼罐车支点无偏载支架自重双砼罐车1.1荷载1+1.3荷载2工况4双砼罐车支点偏载支架自重双砼罐车1.1荷载1+1.3荷载2工况5履带吊跨中无偏载支架自重履带吊1.1荷载1+1.3荷载2工况6履带吊跨中偏载支架

8、自重履带吊1.1荷载1+1.3荷载2工况7履带吊支点无偏载支架自重履带吊1.1荷载1+1.3荷载2工况8履带吊支点偏载支架自重履带吊1.1荷载1+1.3荷载2型钢栈桥MIDAS CIVIL程序能够通过调整重力系数对支架本身自重进行加载，本例中除开自重外，需加载砼罐车荷载与履带吊荷载。贝雷栈桥按照60m一联设计，取其最不利位置加载计算。2.1贝雷栈桥计算过程与结果工况1（双砼罐车跨中无偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况2（双砼罐车跨中偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况3（双砼罐车支点无偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况4（双砼罐车支点偏载）：计算模型计算

9、位移计算应力计算支点反力工况5（履带吊跨中无偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况6（履带吊跨中偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况7（履带吊支点无偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况8（履带吊支点偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力2.2型钢栈桥计算过程与结果工况1（双砼罐车跨中无偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况2（双砼罐车跨中偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况3（双砼罐车支点无偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况4（双砼罐车支点偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况5（履带吊跨中无偏载）：计算模型

10、计算位移计算应力计算支点反力工况6（履带吊跨中偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况7（履带吊支点无偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况8（履带吊支点偏载）：计算模型计算位移计算应力计算支点反力贝雷栈桥计算汇总表编号项目数值部位工况备注1贝雷弦杆最大应力355.466MPa支点工况8安全，见说明2贝雷立杆最大应力220.491MPa支点工况8采取加强措施后，安全3II45a型钢最大应力145MPa支点处工况8安全4I18型钢最大应力62.7MPa跨中工况6安全5I25a型钢最大应力154.58MPa跨中工况6安全6630钢管最大应力61.62MPa一侧钢管工况6安全7栈桥

11、最大位移1.71cm一侧贝雷工况6安全8最大支点反力75.6t一侧钢管工况8安全型钢栈桥计算汇总表编号项目数值部位工况备注1I45a型钢最大应力208.08MPa跨中工况6安全2II45a型钢最大应力41.18MPa支点处工况6安全3I18型钢最大应力67.9MPa跨中工况6安全4I25a型钢最大应力98.49MPa跨中工况8安全5630钢管最大应力37.64MPa一侧钢管工况8安全6最大支点反力622.2KN一侧钢管工况6安全说明： 1、计算贝雷弦杆最大应力均位于贝雷节点与II45a型钢接触节点，实际上为面接触，且该处为贝雷销接加强处，实际应力小于计算值，除开该点外，贝雷上下弦杆最大应力-1

12、67.6MPa195.1MPa（工况6），小于16Mn钢许用应力=273MPa；2、贝雷立杆最大应力为支点处的I8立杆，此处需进行加强，梁端立杆加强措施见下图：梁端立杆加强断面图 梁端立杆加强侧面图未设加强措施前单根立杆最大轴力188KN（工况8），I8的截面几何特征为：Ix=99cm4，Wx=25.8cm3，ix=3.21cm，A=9.58cm2，10的截面几何特征为：Ix=396.6cm4，Wx=79.4cm3，ix=3.94cm，A=25.48cm2，强度计算：=N/A=4188KN/（325.48+49.58）cm2=66.53MPa，加强后满足强度要求；加强后立杆应力较小，不需要进行

13、稳定性验算。第三章 钢管桩打入深度计算根据本项目计算的最大支点反力（贝雷栈桥计算，工况8，最大支点反力75.6t。）验算钢管桩需要打入的计算深度。按照侧阻力和桩端承载能力计算的打入桩深度和承载力见下表:钢管桩打入深度与承载力计算表编号地层厚度摩阻力桩径摩阻力1粗砂1.5350.63103.90822粉质粘土6.3500.63623.44913淤泥质粉质粘土7.3200.63288.96374粉土0.7350.6348.49048合计1064.8桩基设计荷载共108.65t。桩身打入地层共16m。 第四章 结论及注意事项根据计算，本项目的栈桥承载能够满足施工需要。4.1栈桥施工注意事项a、 钢管

14、桩打入时需按照设计要求达到入土深度，锤桩终止按照打入深度和最后一分钟贯入量小于5cm双控；b、 若不能打入设计深度，应及时通知工程部，分析原因后采取相应措施，可临时增加一排(2根)钢管作为加强和止推墩；c、 钢管桩平面位置偏差控制在双排桩80mm，单排桩50mm以内，垂直度控制在1%以内；d、 钢管桩施打完成后，应立即进行钢管桩的横向连接，焊接剪刀撑及钢管平联，夜间时应提前进行照明设施的安装；e、 所有钢结构的焊接，包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接都必须在监理及相关质检人员的监督下进行合格检验；f、 如果受到大风等自然灾害的袭击，应尽早撤离所有施工机械和作业人员到安全区域，已经施工完成的应采取一定的措施保证安全过度；g、 贝雷梁支点处必须按照计算书中要求加强，未加强前履带吊不能前行作业；4.2栈桥运行注意事项本栈桥工程运行期为1年，建立健全维护栈桥的相关制度，安排专人负责并做好维护记录。a、 检查贝雷片连接处的销子、定位销的松动脱落情况；b、 检查骑马螺栓松动情况，对螺栓、螺帽脱落的部位及时安装复原；c、 检查警示灯、路灯线路及灯泡的完好情况，发现损