棧橋設計指南(最終版)

1、 本文由walmllzx貢獻 doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 路橋華南工程有限公司 路橋華南工程有限公司 棧 橋 設 計 指 南 編制： 編制： 復核： 復核： 審核： 審核： 路橋華南工程有限公司技術研發(fā)部 二 OO 八年二月 目 第1章 第2章 2.1 錄 前 言 1 鋼棧橋設計 3 相關資料收集 3 2.2、棧橋結構設計 3 第3章 3.1 3.2 3.3 3.4 鋼棧橋結構驗算 8 設計荷載組合 8 各類材料容許應力 15 棧橋設計驗算 16 主要事項 23 附錄： 設計實例 25 、工程概況 25 、結構設計 25 、計算過程中采

2、用的部分參數 26 、設計技術參數及荷載的確定 26 、主棧橋結構設計與驗算 27 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 第1章 前 言 1.1 編制目的 近年來，隨著公司承建的項目越來越多，各類臨時結構工程也越來越多，設計工 作量也越來越大。為了減少設計工作量、提高設計水平、提高臨時結構通用性和提高 臨時材料周轉使用率，公司計劃對一些常用臨時結構，推行標準化設計。為此，由公 司技術研發(fā)部組織，將進行多項設計指南的編寫。 設計指南由技術研發(fā)部編制，將作為全公司范圍內各分項工程結構設計的依 據和參考，用于指導項目常規(guī)施工方案的設計，促進常規(guī)方案的標準化和模塊化，從 而起到減少項目方案設計人員的設計

3、強度的作用， 達到提高臨時材料周轉使用率的目 的。 棧橋作為一種施工通道，是為工程建設服務的一項大型臨時結構，尤其在跨江、 跨河甚至跨海大型橋梁建設中，在船只無法靠近的情況下，通過棧橋完成施工作業(yè)成 為一項有效常用的工程措施。棧橋具有規(guī)模大、載荷重、結構復雜等特點，目前我公 司在建的項目，棧橋的臨時工程量很大。棧橋設計有一定的難度，尤其國內缺乏這方 面的規(guī)范及參考書，為了給棧橋設計提供方便，減少困難，同時符合公司推行標準化 設計的要求，特編寫此指南。 在指南編寫過程中還參考了近幾年來我公司一些項目使用過及正在使用的各類 棧橋，結合其各自的特點及其共同特征進行編寫；指南編寫本著通用性的原則，力求

4、 適用于各種環(huán)境、地質情況，并結合項目自身情況，對其棧橋設計進行指導。 設計指南的編寫，是一項系統(tǒng)的，龐大的工程，本指南在編寫中力求內容完 善、實用、無誤。但由于編者經驗較少、水平有限，在指南中有不足甚至錯誤之處在 所難免，歡迎批評指正，并提出寶貴意見，將設計指南不斷完善。 1.2 適用范圍 本指南適用于普通江、河、水塘、淺海區(qū)域的臨時鋼棧橋結構的設計及計算。 1 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 1.3 相關規(guī)范及參考資料 本指南編寫過程中，主要參考以下規(guī)范及文件： a、 公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）； b、 鐵路橋涵設計基本規(guī)范（TB10002.1-05）； c、 鋼

5、結構設計規(guī)范（GB50017-2003）； d、 裝配式公路鋼橋使用手冊 ； e、 公路橋涵鋼結構與木結構設計規(guī)范（JTJ 025-86）； f、 結構力學 ； g、 路橋施工計算手冊 ； h、 公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTJ 024-85）； i、 海港水文規(guī)范（JTJ213-98）； j、 港口工程荷載規(guī)范（JTJ215-98）； k、 港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）； l、 內河航道與港口水文規(guī)范（JTJ 214-2000）； 以及其它相關行業(yè)規(guī)范，設計圖紙等資料。 2 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 第 2 章 鋼棧橋設計 2.1 相關資料收集 在展開進行鋼棧橋結構設計

6、前，需要收集以下資料： 1) 、工程項目設計圖紙； 2) 、沿線各種地形斷面圖，地層斷面圖、地質報告； 3) 、氣象、水文資料； 4) 、棧橋的功能和修建棧橋的目的； 5) 、通過棧橋各種機械資料，主要為機械規(guī)格、外形尺寸、性能及輪壓； 6) 、通過棧橋其他最大和最重構件尺寸、重量。 2.2、棧橋結構設計 、棧橋結構設計 2.2.1 棧橋平面位置確定 棧橋平面位置的確定要結合主體工程施工方法進行全面分析，考慮因素有以下幾 點： a、滿足施工機械靠近施工現場，方便施工作業(yè)； b、確保施工通道暢通； c、盡量與鉆孔平臺相結合； d、盡量保證棧橋軸線與主橋軸線平行； e、棧橋布置應不影響水上通航，如

7、需船舶配合作業(yè)，棧橋設置在上游側； f、不能影響測量觀測（橋梁軸線） ； 以上是棧橋平面布置確定時應注意的幾個問題。事實上各方面因素是相互矛盾 的，都要照顧到比較困難，只能抓主要方面，照顧大局，使棧橋布置協(xié)調，方便施工。 2.2.2 棧橋凈空確定 棧橋標高主要根據當地最大洪水水位（潮位）考慮，橋下凈空應根據計算水位或 最高流冰水位加安全高度確定，并保證不會形成流冰、漂浮物阻塞；同時又要考慮施 工便道及施工平臺標高，并盡量與其保持一致，盡量避免設計縱坡。在不通航的情況 3 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 下，橋下凈空不應小于表 21 規(guī)定。如考慮通航情況時，還需考慮滿足橋下船只正 常通行。

8、非通航河流橋下最小凈空 表 2 1 棧橋跨度確定應從安全、經濟、搭設方便、滿足通航、滿足泄洪要求等方面考慮。 從安全角度考慮必須保證在橋梁設計洪水位以內的各級洪水及流冰、 漂浮物等的安全 通過；棧橋跨度從設計及制造的角度考慮，跨度設計種類越少越好，以減少設計及制 造的工作量，且節(jié)約成本。 2.2.3 棧橋跨徑選擇 棧橋跨徑的選擇的影響因素較多，目前較常用的跨徑有 9m、12m、15m、18m、 24m 及 36m 等不同等級，考慮因素主要如下： 通航因素影響，根據航道規(guī)劃，預留通航孔； 所用材料影響，一般型鋼棧橋 912m，貝雷棧橋 1518m； 施工方式影響，如采用履帶吊機懸臂施工方法，一般

9、 1218m，受履帶吊機 起吊能力制約； 受基礎形式影響，如地基較差、基礎投入大，一般盡量將跨徑加大，設計時 可對數種跨徑經濟性進行比較。 2.2.4 棧橋結構確定 、基礎選擇 目前常用的臨時棧橋基礎可采用臨時鋼管樁基礎或預應力管樁基礎。預應力管樁 基礎適用于陸地及淺水區(qū)施工，具有單樁承載力大，價格低廉，施工方便等優(yōu)點，但 基礎不能周轉使用，需要采用柴油錘插打，需要大型設備（如打樁船） 。如采用預應 力混凝土管樁，可參考表 22（或相關標準）進行選取。 預應力混凝土管樁力學性能 表 22 4 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 外徑 (mm) 壁厚 (mm) 型號 A 預應力 鋼筋 抗裂彎矩

10、（KN·m) 23 28 33 52 63 75 99 121 144 166 125 154 182 211 164 201 239 276 367 451 535 619 689 845 1003 1161 極限彎矩 豎向承載力 最大樁節(jié) 理論重量 （KN·m) 設計值（KN） 長度(m) （Kg/m） 34 45 59 77 104 135 148 200 258 332 188 254 328 422 246 332 430 552 550 743 962 1238 1030 1394 1805 2322 8900 15 924 6000 15 620 4250 4

11、800 15 440 499 3550 4150 15 368 434 3150 3700 15 327 368 2250 12 249 1250 11 131 67.1 69.0 810.7 107.1 109.0 129.0 109.0 1010.7 1310.7 1312.6 119.0 1110.7 1510.7 1512.6 139.0 1310.7 1710.7 1712.6 1510.7 1512.6 2212.6 2712.6 2210.7 2212.6 3012.6 4012.6 300 75 AB B A 400 95 AB B A 500 100 125 AB B C A

12、 550 100 125 AB B C A 600 110 130 AB B C A AB B C A AB B C 800 110 1000 130 水上鋼棧橋基礎較多采用鋼管樁，鋼管樁具有重量輕、施工方便、抵抗彎矩能力 強，方便施工（可用振動錘插打）等特點，應用較為廣泛。 鋼管樁可通過焊接縱向、橫向平聯增加整體穩(wěn)定性。為了統(tǒng)一規(guī)格，提高鋼管樁 周轉使用率，設計時應選擇表 23 中所規(guī)定的標準材料。 基礎材料選用表 部位 鋼管樁 可選規(guī)格（mm） GB-SPWSP630×8 A （mm ） 15632 2 表 2 3 4 Ix(mm ) 7.5612e+08 Wx(mm ) 240

13、0392 3 單位重 （kg/m） 122.7 5 棧橋設計指南 GB-SPWSP711×10 GB-SPWSP820×10 GB-SPWSP820×12 GB-SPWSP1020×12 GB-SPWSP1020×14 GB-SPWSP1220×12 GB-SPWSP1220×14 GB-SPWSP273×6 GB-SPWSP325×6 樁間平 聯 GB-SPWSP426×6 GB-SPWSP426×8 GB-SPWSP508×8 GB-SPWSP610×8 220

14、11 25434 30445 37981 44224 45517 53016 5030 6010 7913 10500 12560 15122 1.353e+09 2.088e+09 2.487e+09 4.828e+09 5.600e+09 8.310e+09 9.657e+09 4.888e+07 7.653e+07 1.746e+08 2.296e+08 3.929e+08 6.857e+08 路橋華南工程有限公司 3806925 5092240 6065949 9467291 10980127 13622805 15815034 358113 470972 819935 1077878

15、 1546853 2248163 172.8 199.7 239.0 298.2 347.2 357.3 416.2 39.5 47.2 62.1 82.4 98.6 118.7 、縱、橫分配梁、承重梁及橋面系選擇 橫分配梁、 選用型鋼作為分配梁，選用型鋼或貝雷作為承重梁；橋面采用鋼板或倒扣槽鋼， 鋼板厚度為 1012mm，密排倒扣槽鋼采用2025a。各類材料選用時，應該考慮通 用性要求，如采用型鋼時選用表 24 中所列材料： 棧橋上部結構材料選用表 棧橋上部結構材料選用表 部位 可選規(guī)格（mm） A (mm ) I56a I45a 承 重 梁 I36a I32a H600×200

16、H500×200 H450×175 I45a 分 配 梁 I36a I32a I28a I25a H450×175 13538 10240 7644 6712 13520 11420 8341 10240 7644 6712 5537 4851 8341 2 表 2 4 Wx(mm ) 2342000 1432933 877556 692500 2610000 1910000 1200000 1432933 877556 692500 508214 401360 1200000 3 Ix(mm ) 6.558e+08 3.224e+08 1.580e+08 1.1

17、08e+08 7.820e+08 4.780e+08 2.710e+08 3.224e+08 1.580e+08 1.108e+08 7.115e+07 5.017e+07 2.710e+08 4 Iy(mm ) 1.366e+070 8.550e+06 5.549e+06 4.590e+06 2.28e+07 2.14e+07 7.93e+06 8.550e+06 5.549e+06 4.590e+06 3.441e+06 2.804e+06 7.93e+06 4 Wy(mm ) 164554 114000 81603 70615 41400 43300 30800 114000 81603

18、 70615 56410 48345 30800 3 單位重 （kg/m） 106.3 80.4 60.0 52.7 106.0 89.6 65.5 80.4 60.0 52.7 43.5 38.1 65.5 6 棧橋設計指南 25a 面 板 20 10mm 12mm 3491 3283 3.359e+07 1.9143+07 1.759e+06 1.436e+06 路橋華南工程有限公司 268728 191370 2 61396 51748 27.4 25.8 重量 78.5Kg/m 重量 94.2Kg/m 2 承重梁選用貝雷桁架片時其力學性能如下表： 貝雷力學性能表 貝雷力學性能表 表 2

19、 5 貝雷允許內力表 貝雷允許內力表 表 2 6 各項目可根據項目當地條件及項目具體情況對棧橋結構及用材進行選定。 7 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 第 3 章 鋼棧橋結構驗算 3.1 設計荷載組合 3.1 3.1.1 荷載分類 作用在棧橋上的計算荷載，主要分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載 3 類。 永久荷載：經常作用在結構物上的力 可變荷載：出現幾率較小的各種外力 偶然荷載：偶然發(fā)生的外力 3.1 3.1.2 荷載組合 進行棧橋結構設計時，應根據結構特性，按下表所列荷載就其可能發(fā)生最不利組 合情況進行計算。 棧橋計算荷載 荷載分類 序號 1 永久荷載 2 3 4 5 6 7 可變荷載

20、8 9 10 11 偶然荷載 12 汽車制動力 風荷載 流水壓力 冰壓力 船舶、漂浮物撞擊力 不與 8、11 同時參與組合 不與 8、10 同時參與組合 不與 10、11 同時參與組合 荷載名稱 結構自重 土側壓力 靜水壓力及浮力 車輛荷載 汽車沖擊力 汽車引起的土側壓力 人群荷載 備注 表 3 1 8 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 3.1 3.1.3 荷載分析 、棧橋自重荷載：包括結構自重及橋面鋪裝、附屬設備等附加重力；結構重力 棧橋自重荷載： 標準值按下表所列常用材料的重力密度計算。 常用材料的重力密度 表 3 2 、土側壓力：分為靜土側壓力和主動土側壓力兩種； 土側壓力： 靜土壓力

21、的標準值可按下列公式計算 ej= h =1-sin E j= 1 H 2 2 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P20 公路橋涵設計通用規(guī)范 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P21 公路橋涵設計通用規(guī)范 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P21 公路橋涵設計通用規(guī)范 2 4.2.3-1） 4.2.3-2） 4.2.3-3） 式中： ej任一高度 h 處的靜土壓力強度（KN/m ） ； 壓實土的靜土壓力系數； 土的重力密度（KN/m ） ； 土的內摩擦角（°） ； h填土頂面至任一點的高度（m） ； H填土頂面至基底高度（m） ； Ej高度 H 范

22、圍內單位寬度的靜土壓力標準值（KN/m） ； 3 在計算傾覆和滑動穩(wěn)定時，墩、臺、擋土墻前側地面以下不受沖刷部分土的側壓 力可按靜土壓力計算。 主動土壓力標準值可按下式計算： 當土層特性無變化但有汽車荷載作用時， 作用在橋臺、 擋土墻后的主動土壓力標 準值在=0 時可按下式計算： 9 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 E= 1 BH（H + 2h） 2 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P21 公路橋涵設計通用規(guī)范 （P21 4.2.3-4） 4.2.3-5） = cos 2 (? ? ) ? sin(? + ) sin(? ? ) ? cos 2 ? cos( + ) ?1 +

23、 ? cos( + ) cos( ? ) ? ? 2 式中： E主動土壓力標準值（KN） ； 主動土壓力系數； 土的重力密度（KN/m ） ； B橋臺的計算寬度或擋土墻的計算長度（m） ； H計算土層高度（m） ； 填土表面與水平面夾角，這里=0； 橋臺或擋土墻背與豎直面夾角； 臺背或墻背與填土間的摩擦角，可取= 土的內摩擦角（°） ； h汽車荷載的等代均布土層厚度（m） ； 3 2 ； 主動土壓力的著力點自計算土層底面算起，C= H H + 3h × 。 3 H + 2h 圖 31 主動土側壓力圖 作用在柱上的土側壓力計算寬度可按下列規(guī)定采用： 、當 li D 時，作用在

24、每根柱上的土壓力計算寬度可按下式計算： 10 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P22 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.2.3-8） 圖 32 柱的土側壓力計算寬度 、當 li D 時，應根據柱的直徑或寬度來考慮柱間空隙的折減。 公 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P23 路橋涵設計通用規(guī)范 4.2.3-10） a、當土層特性有變化或受水位影響是，宜分層計算土的側壓力； b、土的重力密度和內摩擦角應根據調查或試驗確定。 、車輛荷載 車輛荷載 車輛荷載根據棧橋使用實際情況確定，如不能確定最大車輛荷載時采用表 7 汽車 荷載進行設計；如確定通過最重車輛為 6m3

25、混凝土罐車和 50T 履帶吊車時，考慮履帶 吊在棧橋作業(yè)時，按 50T 履帶吊+最大吊重（或 80t）進行設計。 車輛荷載的立面、平面尺寸見圖 33、圖 34，主要技術指標規(guī)定見表 3 3。 車輛荷載主要技術指標 表 3 3 11 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 車道荷載的立面、 圖 33 車道荷載的立面、平面尺寸 圖 34 車輛荷載橫向分布 a、履帶50 級荷載的立面、平面尺寸見圖 5 履帶 級荷載的立面、 圖 35 履帶50 級荷載的立面、側面尺寸 12 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 、沖擊荷載 汽車在棧橋行駛時限速最大 20Km/h，避免棧橋上出現跳車現象，汽車沖擊荷載可 按汽

26、車總重的 10%計算，即 1.1 倍系數考慮。 、汽車制動力 汽車在棧橋行駛時限速最大 20Km/h， 禁止在橋上急剎車， 汽車制動力可不予考慮。 、風荷載、流水壓力 、風荷載 對于一般水上棧橋，可不予以考慮風荷載影響；對于位于臺風多發(fā)地區(qū)橋梁，或 海上橋梁施工棧橋，由于其迎風面積較大，設計時應予以考慮風荷載影響。 風荷載 假定水平地垂直作用于各部分迎風面積的形心上，其標準值可按下式計算： Fwh = k0 k1k3Wd Awh Wd = 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P28 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.3.7-1） Vd 2 2g 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范

27、P29 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.3.7-2） W0 = V 10 2 2g 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P29 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.3.7-3） Vd = k 2k5V10 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P29 公路橋涵設計通用規(guī)范 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P29 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.3.7-4） 4.3.7-5） = 0.012017e ?0.0001Z 式中： Fwh 橫橋向風荷載標準值（KN） ； W0 基本風壓（KN/m2） ； Wd 設計基準風壓（KN/m2） ； Awh 橫向迎風面積（m2） ，按結構各部分的實際

28、尺寸計算； V10 橋梁所在地區(qū)的設計基本風速 (m / s ) ，系按平坦空曠地面，離地面 10m 高， 重現期為 100 年 10min 平均最大風速計算確定； Vd 高度 Z 處的設計基準風速 (m / s ) ； Z 距地面或水面的高度（m） ； 空氣重力密度（KN/m3） ； k0 設計風速重現期換算系數，對于平臺結構可取 0.75，當橋梁位于臺風多發(fā)地 區(qū)時，可根據實際情況適度提高 k0 值； 13 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 k3 地形、地理條件系數，一般取 1.0； k5 陣風風速系數，對 A、B 類地表 k5 1.38，對 C、D 類地表 k5 1.70。A、B、 C

29、、D 地表類別對應的地表狀況見表 38； 地 表 分 類 表 3 4 k 2 考慮地面粗糙度類別和剃度風的風速高度變化修正系數，按下表取用； 風速高度變化修正系數 K2 表 3 5 k1 風載阻力系數，按下列規(guī)定確定： 式中： B 寬度（m） ； H 高度（m） 。 、流水壓力 橋墩上流水壓力標準值按下式計算： 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P33 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.3.8） 14 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 K橋墩形狀系數，見表 36 橋墩形狀系數 表 3 6 、船舶或漂流物撞擊力 棧橋設計時常與平臺、 碼頭結合考慮， 在靠近碼頭或平臺部位需要設置防撞裝置，

30、如防撞樁等，棧橋本身結構可以不予以考慮船舶撞擊力影響。漂流物橫橋向撞擊力標 準值按下式計算： F= WV gT 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P37 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.4.2） 式中： W 漂流物重力 (kN ) ，應根據河流中漂流物情況，按實際調查確定； V 水流速度 (m / s ) ； T 撞擊時間 ( s ) ，應根據實際資料估計，在無實際資料時，可用 1s； g 重力加速度 (m / s 2 ) 。 3.2 各類材料容許應力 根據鋼結構設計規(guī)范 ，計算時 Q235、Q345 鋼材的強度設計值取值如表 3-9。 根據公路橋涵鋼結構與木結構設計規(guī)范 ，棧橋結構設計

31、采用容許應力法，容 如 對臨 許應力值為極限應力值/1.5， Q235 鋼的容許應力=極限應力 210/1.5=140Mpa， 時性結構，采用 1.3 容許應力提高系數；棧橋結構采用 Q235 鋼材的容許應力值如下： 軸向應力=140×1.3180Mpa；w =145×1.3185Mpa； =85×1.3 110Mpa。 15 棧橋設計指南 設計用鋼材強度值 鋼材型號 鋼材序 號 1 2 Q235 3 4 5 6 Q345 7 8 3550 50100 270 250 155 145 4060 60100 16 1635 200 190 315 300 115 1

32、10 185 175 構件鋼 號 厚度 mm 16 1640 抗拉,壓,彎 f MPa 215 205 抗剪 fv MPa 125 120 路橋華南工程有限公司 表 3-9 端面承壓 fce MPa 320 320 320 320 410 410 410 410 棧橋設計還需對剛度進行驗算，控制各構件撓度，滿足結構剛度要求，并利于 材料周轉使用。撓度的容許值一般為撓度與梁跨長的比值滿足 f max 1 1 。 l 250 400 3.3 棧橋設計 棧橋設計驗算 棧橋由基礎及承重結構組成。基礎分為橋頭橋臺及樁基礎；承重結構自樁頂向上 分為，承重梁、分配梁及橋面附屬結構。 基礎設計計算（承載力、穩(wěn)

33、定性、入土深度） 3.3.1 基礎設計計算（承載力、穩(wěn)定性、入土深度） 棧橋基礎設計時考慮橋頭采用重力式混凝土橋臺或重力式砌體結構， 也可采用支 撐樁橋臺，水中部分采用鋼管樁進行支撐。 、擴大基礎設計計算 、擴大基礎設計計算 擴大基礎設計 橋頭采用擴大基礎設計時，需進行橋臺抗傾覆驗算和基底承載力計算。進行抗傾 覆驗算時其荷載組合應為：臺后有汽車荷載作用時產生的被動土壓力。 、將汽車荷載換算成等代均布土層厚度： h= G Bl 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P27 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.3.4-1） 式中：在破壞棱體長度范圍內只能放一輛重車，因為棧橋為雙車道，則 G =2 &

34、#215; G； 16 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 L 為破壞棱體長度，對于臺背為豎直時，L=H tg ，H 為橋臺高度， tg = tg + (ctg + tg )(tg ? tg ) 而 = + + ； 、土壓力： 1 Ej= BH（H + 2h） 2 公路橋涵設計通用規(guī)范 （ 公路橋涵設計通用規(guī)范P21 公路橋涵設計通用規(guī)范 4.2.3-1） 其水平分力：Ejx= Ej cos( + ) ,對基底形心水平彎矩 Mjx= Ejxc×C； 其豎向分力：Ejy= Ej sin( + ) ,對基底形心豎向彎矩 Mjy= Ejy×C； 、基底應力： = P M + A

35、W 式中： P 為橋臺自重及土側壓力豎向分力 ； M 為橋臺自重對形心產生彎矩及土側壓力產生彎矩 ； A 為底面積； Bh' 2 W= ，h為填土高度； 6 、穩(wěn)定性驗算： 抗傾覆穩(wěn)定系數 K 0 = y e0 式中：y基底截面重心至壓力最大一邊的邊緣的距離； e0外力合力偏心距， e0 = Pe + Th ，P 為各豎直分力，T 為各水平分力，e 為 P 相應于 P 作用點至基底形心的距離，h 為相應于 T 作用點至基底的距離； K0一般對主要荷載組合取 k 0 1.5 ，各種附加荷載組合取 k 0 1.1 1.3 ； 抗滑移穩(wěn)定穩(wěn)定系數： K c = P T 式中：基礎底面與地基土

36、間的摩擦系數，如無實測資料時可參考表 310。 P各豎直分力； 17 棧橋設計指南 T各水平分力； Kc一般取 k c 1.2 1.3 ； 摩擦系數 摩擦系數 地基土 分類 粘 軟 塑 土 硬 塑 0.3 亞粘土、亞砂 土、 半干硬粘土 0.30.4 路橋華南工程有限公司 表 3 10 巖 石 硬 質 碎石類土 砂類土 軟 質 0.25 0.4 0.5 0.40.6 0.60.7 、樁基礎設計計算（ 載力、穩(wěn)定性、入土深度） 、樁基礎設計計算（承載力、穩(wěn)定性、入土深度） 樁基礎設計計算 基礎采用鋼管樁（或 PHC 樁）時，主要計算方式如下。 、管樁豎向容許承載力按下式計算 P 1 U l i

37、i 基礎工程 ( 基礎工程 P82 (3-7)或參考 港口工程樁基規(guī)范 工程樁基規(guī)范 P8 (4.2.4) 港口工程樁基規(guī)范 1.55 式中： P 單樁軸向受壓容許承載力 （KN） 由于為臨時結構， ， 承載力進行提高為 1/1.55 U 樁的周長（m） l i 局部沖刷線以下各層土層厚度（m） i 與 li 對應的各土層與樁壁的極限摩阻力（kPa） ，如有地質資料，按地質資料取 值，如無詳細地質資料，按下表 311 采用。 打入樁樁周土的極限摩阻力 打入樁樁周土的極限摩阻力 土 類 狀 態(tài) i 值 表 311 極限摩阻力i(kPa) 1530 3045 4560 6075 7585 8595

38、 1.5IL1 1IL0.75 粘 性 土 0.75IL0.5 0.5IL0.25 0.25IL0 0IL 稍 粉 細 砂 中 密 中 砂 中 松 密 實 密 2035 3565 6580 5575 18 棧橋設計指南 密 粗 砂 中 密 實 密 實 路橋華南工程有限公司 7590 7090 90105 按上式計算出單樁軸向受壓容許承載力應大于單樁實際豎向承載力， 滿足受力要 求。 、鋼管樁豎向容許承載力按下式計算 p j = sUili+pAR 當 hb/ds5 時 當 hb/ds5 時 (基礎工程P83 基礎工程 (3-8) p=0.16 hb s ds (基礎工程P83 (3-9) p=

39、0.8s (基礎工程P83 (3-10) 式中：p樁底端閉塞效應系數，對于閉口樁p=1，對于敞口樁按上式取值 s側阻擠土效應系數，對于閉口樁s=1，敞口樁按表 312 取值 hb樁底端進入持力層深度 ds鋼管樁內直徑 敞口鋼管樁樁側阻擠土效應系數s 鋼管樁內徑（mm） s 600 1.00 700 0.93 800 0.87 900 0.82 表 3 12 1000 0.77 、樁在水平力作用下的計算 對于一般棧橋，可以不予以考慮水平力作用的影響；對于海上棧橋設計，需考慮 在泊船通過時，由船舶的沖擊引起的水平力和波浪力產生的水平力及力矩作用；以及 強涌潮影響，需考慮棧橋承受風和強涌潮等水平力作

40、用。對于需考慮水平力或力矩作 用時，采用假想嵌固點法計算，采用 m 法，樁基礎的入土深度 Lt4T，滿足彈性長樁 條件，T 為樁的相對剛度系數(m)，按下式計算確定： T= 5 EpI p mb0 工程樁基規(guī)范 （ 港口工程樁基規(guī)范P74 (C.2.2-3) 港口工程樁基規(guī)范 式中 T 樁的相對剛度系數(m) EP 樁材料的彈性模量(kN/m2)，取 2.06×108 19 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 I P 樁截面慣性矩(m4)， 對鋼管樁 I P = (D 64 4 d 4 ，D 為外壁直徑，d 為內壁直徑。 ) m 樁側地基土的水平抗力系數隨深度增長的比例系數（kN/m

41、4） 采用地面以下 1.8T ，m 深度范圍內各土層 m 的加權平均值； 土 的 m 值 序號 1 地基土類別 淤泥、淤泥質土 流塑（IL1）、軟塑（0.75 2 IL1） 狀粘性土、 e0.9 粉土、 45006000 松散粉細砂、松散填土 可塑（0.25IL0.75）狀粘性 3 土、e0.70.9 粉土、稍密或 中密填土、稍密細紗 硬塑（0IL 0.25）堅硬（IL 10000 4 0）狀粘性土、e0.7 粉土、 22000 中密的中粗砂、密實老填土 注：當水平位移大于表列數值時，m 值應適當降低。 表 3 13 相應單樁在地面處水平位移 4 m 值（kN/m ） （mm） 2000450

42、0 10 10 600010000 10 10 b0 樁的換算寬度（m） b0 取 2d，d 為樁受力面的樁寬或樁徑。 ， 鋼管樁受彎嵌固點深度 t = T 式中 工程樁基規(guī)范 （ 港口工程樁基規(guī)范P14 (4.3.3) 港口工程樁基規(guī)范 t受彎嵌固點距泥面深度（m） 系數，取 1.82.2.樁頂鉸接或樁的自由長度較大時取較小值，樁頂嵌固 或樁的自由長度較小時取較大值 T樁的相對剛度系數（m） *關于樁基礎的詳細計算方式詳見基礎工程公路橋涵設計通用規(guī)范等相關資料，根 、 據不同地層條件、樁長等參數，可能采取的算法不太一致。 3.3.2 上部結構設計計算 、承重梁計算 20 棧橋設計指南 路橋華

43、南工程有限公司 承重梁采用貝雷或型鋼，設計時按簡支梁進行計算，并根據計算結果進行材料型 號選擇。承重梁規(guī)格 I36aI56a 工鋼、350 × 175600 × 200H 鋼或采用貝雷。 承重梁材料選擇型鋼，則按簡支梁（或連續(xù)梁法）進行計算，先通過荷載布 置繪出承重梁彎矩圖，算出最大彎矩 Mmax；也可借助計算軟件進行計算，鋼棧橋設計 一般采用 4 跨一聯6 跨一聯的連續(xù)結構。 簡支梁的正應力強度公式為： M max W 對工鋼，其最大正應力發(fā)生在最大彎矩的橫截面上距中性軸最遠的各點處，且該 處的剪應力為零。 式中 M max 最大彎據； W 抗彎截面系數； 材料允許彎曲應

44、力 剪應力強度公式為： max = QS z I zb * 對工鋼，其危險截面上的最大剪應力發(fā)生在中性軸處，且為純剪應力狀態(tài)。 式中： 材料允許剪應力； Q 為危險截面處剪力； S z 為危險截面上的最大剪應力發(fā)生處對其中性軸的靜矩，對工鋼為中性軸任一 邊的半個橫截面面積對中性軸的靜矩； * I z 為整個橫截面對中性軸的慣性矩； b 矩形截面的寬度，對工鋼 b 為腹板厚度。 采用貝雷可根據計算出的最大彎矩和剪力按下表檢查貝雷是否滿足受力要 求。 桁架的容許內力 表 17 21 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 、分配梁計算 、分配梁計算 分配梁 棧橋橫、 縱向分配均采用型鋼， 橫向分配梁采

45、用點焊 （型鋼縱梁） U 型螺栓 或 （貝 雷縱梁）與承重梁梁連接，橫向分配梁采用規(guī)格 I12.6I45a 工鋼?？v向分配梁位于 橫向分配梁上方，縱向分配梁兼做橋面板使用，采用規(guī)格20a 或25a 槽鋼倒扣在橫 向分配梁上，縱向分配梁與橫向分配梁點焊連接。 縱、橫向分配梁可按簡支梁（或連續(xù)梁法）進行計算，或采用結構計算軟件建立 框架模型，主要驗算其彎應力、剪應力、主應力等指標。 、橫向聯系計算 、橫向聯系計算 橫向聯系計算時，可將結構視為底端約束的剛架，橫向聯系視為剛架中的鏈桿， 只承受軸向力。按下式驗算橫向聯系穩(wěn)定性是否滿足要求： N 1 A 式中： N 計算軸力，為流水壓力、波浪力及漂浮物

46、撞擊力等作用在鋼架產生的內力； A 截面面積； 1軸向受壓構件的縱向彎曲系數，根據鋼種、截面形式及彎曲方向等按表采用； 材料允許軸向應力。 、鋼護筒牛腿計算 、鋼護筒牛腿計算 為使縱梁能在鋼管樁上穩(wěn)固放置， 需在鋼護筒上焊接牛腿， 作為承重梁的支撐點。 在此種情況，需對牛腿焊縫按同時承受彎矩、剪力角焊縫強度作驗算。 其計算公式為： A = M + V f 2 2 式中： A 焊縫在彎矩、剪力共同作用下的應力值； M 焊縫在彎矩作用下的應力值， M = M ， f 為焊縫抗彎截面面積； W Wf 22 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 V 焊縫在剪力作用下的應力值， V = V ， A f 為

47、焊縫有效面積； Af 3.4 主要事項 主要材料防腐、 3.4.1 主要材料防腐、保護要求 棧橋主要構件：鋼管樁基礎、分配梁、承重梁、橫向聯系、面板等材料都要求多 次周轉使用，使用前應按照公司相關周轉材料管理文件要求，進行防腐涂裝。 涂裝時得環(huán)境溫度和相對濕度應符合涂料產品說明書得要求，當產品說明書無要 求時，環(huán)境溫度在 538之間，相對濕度不應大于 85。涂裝時構件表面不應有結 露；涂裝后 4h 內應保護免受雨淋。 涂裝前鋼材表面應進行除銹等處理，除去鋼材表面的焊渣、焊疤、灰塵、油污、 水和毛刺等。涂層宜均勻、無明顯皺皮、流墜、針眼和氣泡等。 對于鋼管樁、型鋼、鋼板等不同類型，防腐涂裝要求詳

48、見公司有關文件規(guī)定。 3.4.2 其它要求 、附屬結構如護欄、安全網等設施未在本設計指南中提及，應根據實際情況設 置安全防護裝置； 、在使用期間，如基礎局部沖刷過大，應在基礎周圍拋片石砂袋等防止沖刷， 保證其使用安全； 、另外在使用期間橋頭兩端應設置一些警示設置，并對過往車輛進行限速；棧 橋上間隔一定距離應設置一座路燈，防止夜間車輛不慎墜入橋下。 3.4.3 設計者應注意的事項 本指南中所列的驗算方法來自于相關規(guī)范，但不一定全面；可作為正常條件 下，鋼棧橋設計驗算的參考，如遇特殊情況時，應查閱相關的規(guī)范、手冊，選取合適 的方法。 鋼棧橋作為臨時結構，施工期將受到洪水、臺風、風暴潮等不良氣候因素

49、的 影響，設計時應該有一定的安全儲備。 鋼棧橋材料用量較大，設計時應盡量減少對型材的焊接、切割和破壞，做好 防腐措施，控制設計變形量，方便材料周轉使用。 23 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 結構選材時盡量選擇較為通用的型材，方便周轉至其它部位使用。 設計完成后，要對施工人員進行現場交底，對現場施工質量進行檢驗，保證 施工質量能夠滿足設計要求。 24 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 附錄： 設計實例 新造珠江特大橋 D4 合同段鋼棧橋設計計算書 、工程概況 、工程概況 新造珠江特大橋為廣州新洲至化龍快速路上的控制性工程，全長 1980m。其中引 橋長 1222m，斜拉主橋長 758m，

50、珠江大橋橋跨組合為 6×（3×41.3）m2×41.3m （64+140+350+140+64)m（2×48m+40）2×（4×32.5）m。主線按雙向六車道， 設計行車速度為 80km/h；主橋橋寬 31 米，引橋標準橋寬 28.5 米；本工程總工期 30 個月。 主橋為主跨為 350m 的雙塔斜拉橋。22#、23#主墩以及 21#輔助墩為水中基礎，需 搭設棧橋及平臺進行施工。根據工程所處地區(qū)的地質環(huán)境條件，擬采用型鋼在南、北 兩岸搭設鋼棧橋及鉆孔施工平臺。 橋位處于南亞熱帶海洋性季風氣候區(qū)，雨量充沛，且為珠江水系入海口，河網發(fā) 育

51、，為地下水滲入補給提供了充足水源。地下水由第四系孔隙水和基巖裂隙水組成。 以第四系孔隙水為主，砂層系主要含水層，由于其分布廣，厚度較大，連通性較好， 透水性強，故水量豐富。地下水由于水里梯度小，水平排泄緩慢，水位一般埋深較淺， 水位埋深 0.20.5m。下伏基巖泥質粉砂巖、砂巖、混合巖（強風化、弱風化）裂隙 較發(fā)育，有地下水活動痕跡，故其基巖裂隙水具有一定的出水量。 新造水道最高通航水位+7.464m，最低通航水位+3.674m，平均高潮位+5.944m， 平均低潮位+4.344m，設計水位 7.68m。承臺設計頂標高為-1.3m，底標高為-6.3m。 、結構設計 、結構設計 鋼棧橋采用型鋼的組合結構形式，北岸鋼棧橋采用 8.25×17+6.75m 跨徑組合、 南岸鋼棧橋采用 6.75+8.25+7.75×4+8m 跨徑組合。鋼棧橋采用630×8mm 的鋼管樁 作為基礎，鋼管樁橫橋向中心距為 400cm，在鋼管樁上面設置雙肢 I45 型鋼作為承重 梁，并設置牛腿與鋼管樁進行連接。承重梁上面設置 I45 型鋼作為第一層分配梁，上 面鋪設20a 型鋼作為第二層分配梁，中心距為 25cm，形成棧橋。鋼棧橋的兩側設置 25 棧橋設計指南 路橋華南工程有限公司 48 鋼管作為防護欄。