棧橋驗算書(跨徑15m)概論

1、一、 .棧橋已知條件1二、.棧橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力驗算（分別按重車30t和履帶50取設計荷載）3（一） .、花紋鋼板3（二） .、14槽鋼梁3（三）.、I22a工字鋼梁6（四） .貝雷架梁14三、 .棧橋樁基驗算17（一） .、履帶吊機行走時18（二） .、履帶吊機作業(yè)時18（三） .、樁基驗算19附圖：棧橋施工圖5 1施工棧橋驗算一、已知條件1、河床標高及地質(zhì)條件(1)ZK5河床標高-1.10m地質(zhì)情況厚度(m)o o (kPa)T j (kPa)備注卵質(zhì)圓礫&0040060強風化泥 質(zhì)粉砂巖1.8045090弱風化泥 質(zhì)粉砂巖3.601500150(2)BK9河床標咼 +5.78ni地質(zhì)情況厚度(m

2、)o o (kPa)口 (kPa)備注亞粘土5.4525050卵質(zhì)圓礫6.0540060強風化泥 質(zhì)粉砂巖1.045090弱風化泥 質(zhì)粉砂巖5.501500150(3)BK31河床標高+9.14m地質(zhì)情況厚度(m)o o (kPa)口 (kPa)備注素填土1.505020中砂6.9012030卵質(zhì)圓礫6.7040060強風化泥 質(zhì)粉砂巖0.945090弱風化泥 質(zhì)粉砂巖4.501500150(4) BK33河床標高 + 10.95m地質(zhì)情況厚度（m）o o (kPa)口 (kPa)備注5素填土2.005020亞粘土1.8025050中砂4.812030卵質(zhì)圓礫8.9040060強風化泥 質(zhì)粉砂

3、巖1.645090弱風化泥 質(zhì)粉砂巖L4015001502、材料情況（1）花紋鋼板：厚度為8mm,密度P為7850kg/m3o（2） 14槽鋼：單位重量為14.53kg/m,截面積A = 18.5W ,截面慣性矩 1X = 563.7cr ,截面抵抗矩巴=SO.5cm,半截面面積矩= 39.9cm,腰厚度=6mm , 自槽鋼頂面至腰板訃算高度上邊緣的距離九=18/n/n。（3）I22a工字鋼：單位重量為33kg/m,截面積A = 42cm2,截面慣性矩人=3400c加 , 截面抵抗矩= 309cm,半截面面積矩Sx = 176.3c屛，腰板片度tw = 1.5mm ,自槽鋼頂 面至腰板訃算高度

4、上邊緣的距離久=21.8沙，工字鋼頂面寬度0 = 115勸。（4）貝雷架：每片貝雷架重2.771kNo半邊橋的雙排單層不加強貝雷架梁的兒何特 性：I = 500994.4C/H4 , W = 747Acm3；（5）查鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，槽鋼、工字鋼容許彎曲應力0H，=215MP,容許剪應力 r=25MPa。3、活載情況（1）山于棧橋通過人群不是很多，故人群荷載取經(jīng)驗數(shù)值，即人群縱向荷載 Q 人=.5kN/ m o（2）重車30t：按一臺計。（3）履帶-50：按一臺計。二、結(jié)構(gòu)內(nèi)力驗算（分別按重車30t和履帶50取設計荷載）5（一） 、花紋鋼板考慮到橋面系可能局部鋪有鋼板，根據(jù)驗算按最不利荷載原則，

5、故驗算計入鋼板自 重，但鋼板不作為主要受力構(gòu)件，在此不對鋼板進行驗算。（二） 、口 4槽鋼為了方便計算，驗算按單跨簡支梁考慮，跨距l(xiāng)=0.75m,取一根14槽鋼驗算。1、 恒載： 鋼板：自重0, =0.2 x 0.008 x 7850 =12.56kg/? = 0256kN/mo14 槽鋼：自重 Q =14.53Rg/？ = 0.1453 RN/加。所以，恒載伽=Q + Q = 0.1256 + 0.1453 = 0.2709 kN Im。2、 活載： 重車30t：按重車30t后軸的一個輪壓計，一組后輪橫橋向?qū)挒?.6m,重車30t的單個后軸重120kN,所以單個后輪重60kN。則F = x0

6、.2 = 20kN，此時單個后輪荷 0.6載施加到一根14槽鋼上，考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2,則/=20 x1.2 = 240 履帶-50：按履帶-50邊履帶計，查設計規(guī)范得履帶-50邊履帶重250RN,履帶 寬70cm,槽鋼間距為20cm,因此履帶至少壓到4根14槽鋼，則單根槽鋼承受履帶吊的 荷載為張帶=-,x0.2 = 15.87/;/ ,考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2 ,則0.7 X 45%；帀=15.87 x 1.2 = 19.O4&N/m。3、 強度驗算：（ （1） ）重車 30t：最大彎矩：（當汽車荷載作用在跨中時）514x4x0,2709x0.751x24x0,75 = 4.5.抗彎

7、強度按容許應力法計算:式中 M,同一截面處繞x軸的彎矩;VV 對x軸的凈截面模量；b鋼材的抗彎強度設計值，由上述材料情況知b = 215MP“。 所以b =竺=仏=4X2x 10： = 56 5M%,滿足要求。吒 Wv 80.5x10最大剪力：（當汽車荷載作用在支座處時）A I _= _J B圖1-2剪力計算簡圖Vmax =爲詁 + F., =-x 0.2709x0.75 + 24 = 24.10RN2 2抗剪強度按容許應力法計算：式中v計算截面沿腰板平面作用的剪力；Sx計算剪應力處以上毛截面對中和軸的面積矩；I毛截面慣性矩；tK腰板厚度；r鋼材的抗剪強度設計值，由上述材料惜況知r=25MPa

8、。心、VSr 24.10 xl0?x39.9xl0- “一r 1 +口 丑十5所以 r = =-:-= 2&43MPa r,炳足要求。It 563.7x1()4 X 6L(2)履帶50：最大彎矩：q二q履帶+?恒圖1-3彎矩計算簡圖嚴令/右么 + 飩帶)小=A(2709+19.04)x0.752 =1.36冊抗彎強度按容許應力法計算：式中 Mx同一截面處繞x軸的彎矩；VV 對x軸的凈截面模量；0鋼材的抗彎強度設計值，由上述材料情況知r = 25MPa。 所以 b =仏= = 16.89MPdvb,滿足要求。W, VV 80.5x10-L人%最大剪力:q= q履帶+q恒圖1-4剪力計算簡圖Kla

9、x = */ =仏+加帶）=卜（02709+ 19.04）x 0.75 = 7.24RN 抗剪強度按容許應力法計算：5式中V計算截面沿腰板平面作用的剪力；Sx計算剪應力處以上毛截面對中和軸的面積矩；Ix一一毛截面慣性矩；tK腰板厚度；r鋼材的抗剪強度設計值，山上述材料惜況知r = 125MP。US、 7.24x10 x 39.9x10 o cr i +口亜 +所以 r = - = -:-= &54MPa式得:xk2 + xk2 + yk2 = P =(2x + y)k2 = P由、式得：(y x)+yk2 = p = 伙1 + &2 )y 必=P 山和式得：548 EZ -75= 4S.102

10、kN/mm=3.86nun將y代入式丫_ （人+2匕滬 2k & +k2）+klk2J+S Pk乂由圖6和圖7所示的兩個模式，假定其最大撓度為1mm,則有14槽鋼的剛度系數(shù)為人=歲；24 7I22a工字鋼的剛度系數(shù)為他=o-（3/2 _4/）式中E鋼材的彈性模量，E = 200X10MPG；/截面慣性矩；/計算跨徑；“一一圖6中巧距支點的距離。乂考慮到重車的后軸無論怎樣都可以壓到3根14槽鋼，所以這里14槽鋼按3根計,則/ = 31x = 3x 563.7 = 1691 . 1cm4，所以14槽鋼的剛度系數(shù)為:48X200X103X1691 1X10415003I22a X字鋼的剛度系數(shù)為f

11、24EI 24x200 x10 x3400 x10= 7_5-= 7-;-n-= 1722/JV/n。-(3/2 -4/b (3X27OO2-4x45(T)x450所以，山式得&+2&JP_(48,102+2x17.22)x1442k2(k.+k2)+kk2 2x 17.22 x(48.102 +17.22)+48.102 x 17.225max最大剪力:x =(WZ = M02+17.22 WM4 = 2.24&48.102將x、y值代入、式得FA=Fc=xk2 = 2.248 x 17.22 = 38.71U2V耳=yk2 = 3.86 x 17.22 = 66.469 燈V心=/(y x

12、) = 48 102x(386 2248)= 7754(UN所以，山圖17得I22a工字鋼受的最大彎矩為A/max = Fa = 66.469 x 0.45 = 29.911R7V加抗彎強度按容許應力法計算式中 Mx同一截面處繞x軸的彎矩;Wx對x軸的凈截面模量;b鋼材的抗彎強度設計值，山上述材料情況知b = 215MM o所以如-船畀96杠心，滿足要求。（當汽車荷載作用在支座時）Q汽Q汽b二0. 6mb二0. 6mQ恒+。人JH H 1 Hv VbiHh/ x=l 4m1=3. 5m圖1-8剪力計算簡圖5g汽b=0. 6ma=0. 6m1=3. 5m圖l 10剪力計算簡圖2簡圖1:簡圖2：簡

13、圖3：120 x0.620.6x 2-3.5丿= 65.S3 kN3.5= 43.23山上面的簡圖可看成下面三個簡圖進行疊加:9恒+。人圖1-9剪力計算簡圖1q汽b=0. 6mVmaxl=|(s+eA)-/ = |x(1.36 + 0.34)x 3.5 = 2.98kNymax3120 x2.1x0.65比較三個計算簡圖的最大剪力知，最大剪力出現(xiàn)在支座A處，山剪力疊加得最大剪力為：vmax = % + % + R八3 = 187+65.83 + 28.8 = 96.50RN抗剪強度按容許應力法訃算：式中 v計算截面沿腹板平面作用的剪力；s一一計算剪應力處以上毛截面對中和軸的面積矩;毛截面慣性矩

14、;tw腹板厚度；r鋼材的抗剪強度設計值，由上述材料悄況知r = 125M。miVS. 96.50 xl03 X176.3X103“ 巾八” r 1 口圧七所以 r = 一=- -= 6672MPG r ,彳兩足要求。/人 3400X104X7.5工字鋼與貝雷架梁接觸處工字鋼局部壓應力驗算根據(jù)規(guī)范可按下式計算：卡弘式中F集中荷載，對動力荷載應考慮動力系數(shù)；肖一一集中荷載增大系數(shù)；對一般梁，肖= 1.0：lz一一集中荷載在腹板計算高度上邊緣的假定分布長度，按下式計算： I: = a + 5h + lhRtw腹板厚度；0鋼材的抗壓強度設計值，由上述材料情況知b = 215MP“ o支座反力為96.5

15、0kNo支承長度為一片貝雷架頂面寬度a = n2jnm（從安全因素考慮,51.0 x96.50 x10-7.5x(172 + 5x21.8)= 4579MPc0,滿足要求。只選取一片貝雷架），局部壓應力為（四）貝雷架梁這里計算按連續(xù)梁進行訃算，取三等跨，跨徑L=15mo這里驗算的是一邊貝雷梁。1、恒載： 鋼板：按15mX5m的面考慮，則如七廠凸詬八 15x5x0.008x7850-和.劃耳板 I IJK Qi =-x 5 = 34kg/ m = 34kNI m。15x514槽鋼：5m橋?qū)挿秶鷥?nèi)布置有28根14槽鋼，則自重 = 14.53 x 28 = 406.84kg/加=4.0684。I22

16、a工字鋼：15m范圍內(nèi)I22a X字鋼按75cm間距布置，貝9自重 = = 264kg/ m = 2.64kN/ m 貝雷梁：山橋涵施工規(guī)范知，貝雷架每片重2.771RN,考慮各連接片和銷子的重量，則貝雷架每片的重量再增大15%,所以每片貝雷架重3.187kN,故15m跨徑 內(nèi)雙排單層的貝雷架自重 = 4-3；187 = 425kN M所以,恒載 q； = Q + 2 + Qy + a = 3.14 + 4.0684 + 2.64 + 4.25 = 14.09RN/加。一邊貝雷架梁所受的恒載為孫=如=耳 =1.05kN/m2 22、活載: 人群荷載。人=.“N m 重車30t：為安全起見，將重

17、車30（的荷載簡化成集中力，這里考慮重車一邊壓在貝雷梁上，則F. =- = 50kN,考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2,則匕=150 x1.2 = 180 履帶-50：查設計規(guī)范得履帶-50總重500kN,這里考慮履帶吊機一邊壓在貝雷架梁上,則履帶范圍內(nèi)縱向線性荷載為彳奴帶= = 55.56/W ,考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為12 則 4履帶=55.56 x 1.2 = 66.67ArTV/m1/F53、強度驗算：（ （1） ）重車 30t：最大彎矩（當汽車荷載作用在跨中時）9恒+。人HHvHHKrHHHHb二- 1| 二一 1C二門-1 12T -1圖1-12彎矩計算簡圖按簡明計算手冊三跨等跨連續(xù)梁計算方

18、法求得=褊么廣 + kM Q,、廣 + 綿 FI = 0.080 x7.05xl52+0.101 xl.5xl52 4- 0.213 x 180 x15= 121.5 + 34.0875+575.1= 730.688&V 加根據(jù)裝配式公路鋼橋使用手冊查桁架容許內(nèi)力表知，雙排單層不加強形式 的桁架的容許彎矩為M= 1576.4kN m所以 Mmax=730.688RN加M,滿足要求。最大剪力：（當汽車荷載作用在支座處時）F汽伽+Q人HHHbHMHHHH業(yè)=131_.1 二 -丄=-1-A or-1圖1 13剪力計算簡圖人和=kvg / + ：= 0.600 x 7.05 xl5 + 0.617

19、xl.5xl5 + 180= 63.45+ 13.88+1805q恒l = .5r、二.二1乙門=0.080 x 7.05x152 +66.67 x4.5x 1582-4.5 A=25733kN根據(jù)裝配式公路鋼橋使用手冊查桁架容許內(nèi)力表知，雙排單層不加強形式的桁架的容許剪力為U = 49O.5匕V所以 max = 254.63RN v V,滿足要求。撓度驗算：（彎矩最大時其撓度也最大） _如恒/ ,忍 0、/ = -!-1-100EZ100EZ10070.677 x 7.05 x 150004 +0.99 xl.5xl 50004+1.615xl80 x 1500“100 x206x10 x5

20、00994.4x 104/15000=2.98“ -=-= 37.5mm400400滿足要求。（ （2） ）履帶50：最大彎矩（當履帶車荷載作用在跨中時）按簡明計算手冊三跨等跨連續(xù)梁計算方法求得= 10832N?根據(jù)裝配式公路鋼橋使用手冊查桁架容許內(nèi)力表知，雙排單層不加強形式 的桁架的容許彎矩為M = 1576.4冊加彳履帶圖M4彎矩計算簡圖Mmax5所以必叭=1083 2kNm M,滿足要求。最大剪力：（當履帶車荷載作用在支座處時）q恒匕二I;廠1十廠L圖M5剪力計算簡圖Vnvix = kaJ + 俺逆2 - ？ =0.6x7.05x15 + riijxrM m2I66.67 x4.5 f

21、4.5 2 l _瓦= 31846N根據(jù)裝配式公路鋼橋使用手冊查桁架容許內(nèi)力表知，雙排單層不加強形式 的桁架的容許剪力為V = 49O.5所以 Vmax = 318.46k v,滿足要求。撓度驗算：（彎矩最大時其撓度也最大）/ = vw/4+100E/384EZ8-4/2 I3c 4x4500245005 )一 . 8 -+ -100X206X103X500994.4xlO4 384x206x103x500994.4x 104 ( 15OOO2 15OOO3 7 150=21.852/?Z/77 375.15kN （因為是打入樁，故式中z,和a取值均為L0 ）= 60/v +70.13 + 3

22、.12 375.75kN= I 5.04/n該處卵質(zhì)圓礫層號8m,入土深度5.04m可滿足要求，即樁尖標高為-6.14,入卵質(zhì)圓礫層5.04m。（2）BK9處，設打入卵質(zhì)圓礫層為埋深為h單樁容許承載力為= 1x1.979x（3.45x50 + lx x60）+lx0.0158x4002 2 315.75kN （因為是打入樁，故式中z：和a取值均為.0 ）= 170.689 + 59.37/x +3.12 375.15kN= lx 3.40/z?貝ij入土深度為/= 5.45 + 3.40 = 8.85,即樁尖標高為-3.07,入卵質(zhì)圓礫層3.40m。（3）BK31處，設打入卵質(zhì)圓礫層為埋深為k單樁容許承載力為5P04 込= 189.984 + 59.37/乂 +3.12 375.15kN= 3.08m則入土深度為/ = 1.5+6.90+3.08 = 11.48/n,即樁尖標高為-3.34,入卵質(zhì)圓礫層 3.08nio(4) BK33處，設打入卵質(zhì)圓礫層為埋深為h= 1X1.797X(6.9X30 + /AX60)+1X0.0158X4002 2375.75RN (因為是