棧橋驗(yàn)算書(跨徑15m)

1、目 錄一、棧橋已知條件1二、棧橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力驗(yàn)算（分別按重車30t和履帶-50取設(shè)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(yàn)算17（一）、履帶吊機(jī)行走時18（二）、履帶吊機(jī)作業(yè)時18（三）、樁基驗(yàn)算19附圖：棧橋施工圖§1 施工棧橋驗(yàn)算一、已知條件1、河床標(biāo)高及地質(zhì)條件（1） ZK5 河床標(biāo)高-1.10m地質(zhì)情況厚度（m）0（kPa）j（kPa）備注卵質(zhì)圓礫8.0040060強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖1.8045090弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖3.601500150（2）BK9 河床標(biāo)高+5.78m地質(zhì)情況厚度（m）0（kPa）j（kPa）備注

2、亞粘土5.4525050卵質(zhì)圓礫6.0540060強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖1.045090弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖5.501500150（3）BK31 河床標(biāo)高+9.14m地質(zhì)情況厚度（m）0（kPa）j（kPa）備注素填土1.505020中砂6.9012030卵質(zhì)圓礫6.7040060強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖0.945090弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖4.501500150（4）BK33 河床標(biāo)高+10.95m地質(zhì)情況厚度（m）0（kPa）j（kPa）備注素填土2.005020亞粘土1.8025050中砂4.812030卵質(zhì)圓礫8.9040060強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖1.645090弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖1.4015001502、材料情況

3、（1）花紋鋼板：厚度為8mm，密度為7850kg/m3。（2）14槽鋼：單位重量為14.53kg/m，截面積，截面慣性矩，截面抵抗矩，半截面面積矩，腰厚度，自槽鋼頂面至腰板計算高度上邊緣的距離。（3）I22a工字鋼：單位重量為33kg/m，截面積，截面慣性矩，截面抵抗矩，半截面面積矩，腰板厚度，自槽鋼頂面至腰板計算高度上邊緣的距離，工字鋼頂面寬度。（4）貝雷架：每片貝雷架重2.771kN。半邊橋的雙排單層不加強(qiáng)貝雷架梁的幾何特性：，；（5）查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，槽鋼、工字鋼容許彎曲應(yīng)力，容許剪應(yīng)力。3、活載情況（1）由于棧橋通過人群不是很多，故人群荷載取經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，即人群縱向荷載。（2）重車30t：

4、按一臺計。（3）履帶-50：按一臺計。二、結(jié)構(gòu)內(nèi)力驗(yàn)算（分別按重車30t和履帶-50取設(shè)計荷載）（一）、花紋鋼板考慮到橋面系可能局部鋪有鋼板，根據(jù)驗(yàn)算按最不利荷載原則，故驗(yàn)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(jìn)行驗(yàn)算。（二）、14槽鋼為了方便計算，驗(yàn)算按單跨簡支梁考慮，跨距l(xiāng)=0.75m，取一根14槽鋼驗(yàn)算。1、恒載：鋼板：自重。14槽鋼：自重。所以，恒載。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，此時單個后輪荷載施加到一根14槽鋼上，考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2，則。履帶-50

5、：按履帶-50一邊履帶計，查設(shè)計規(guī)范得履帶-50一邊履帶重250kN，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，考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2，則。3、強(qiáng)度驗(yàn)算：（1）重車30t：最大彎矩：（當(dāng)汽車荷載作用在跨中時）圖1-1 彎矩計算簡圖抗彎強(qiáng)度按容許應(yīng)力法計算：式中 同一截面處繞x軸的彎矩；對x軸的凈截面模量；鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，由上述材料情況知。所以 ，滿足要求。最大剪力：（當(dāng)汽車荷載作用在支座處時）圖1-2 剪力計算簡圖抗剪強(qiáng)度按容許應(yīng)力法計算：式中 計算截面沿腰板平面作用的剪力；x計算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩；毛截面慣性矩；

6、腰板厚度；鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值，由上述材料情況知。所以 ，滿足要求。（2）履帶-50：最大彎矩：圖1-3 彎矩計算簡圖抗彎強(qiáng)度按容許應(yīng)力法計算：式中 同一截面處繞x軸的彎矩；對x軸的凈截面模量；鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，由上述材料情況知。所以 ，滿足要求。最大剪力：圖1-4 剪力計算簡圖抗剪強(qiáng)度按容許應(yīng)力法計算：式中 計算截面沿腰板平面作用的剪力；計算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩；毛截面慣性矩；腰板厚度；鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值，由上述材料情況知。所以 ，滿足要求。（三）、I22a工字鋼梁履帶吊機(jī)半邊重250kN，且I22a工字鋼間距為0.75m，則履帶吊機(jī)橫橋向的線性分布荷載為；重車30t的單

7、個后輪重60kN，且I22a工字鋼間距為0.75m，則重車30t橫橋向的線性分布荷載為。所以相比下重車30t對I22a工字鋼的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力要大于履帶吊機(jī)對I22a工字鋼的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力。因此驗(yàn)算只取重車30t來驗(yàn)算。1、恒載：鋼板：鋼板自重。14槽鋼：因?yàn)镮22a工字鋼間距為75cm，所以可取14槽鋼長度為0.75m進(jìn)行計算，又3.5m范圍內(nèi)14槽鋼按20cm間距布置，共有18根14槽鋼，則自重。I22a工字鋼：自重所以，恒載。2、活載：人群荷載重車30t： ，考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2，則3、強(qiáng)度驗(yàn)算：最大彎矩：為了方便計算，將重車30t的后軸荷載簡化為集中力P，則，再考慮沖擊系數(shù)取值為1

8、.2，則。當(dāng)P作用在一根I22a工字鋼上時，I22a工字鋼所受的彎矩最大，如下面的工況圖1-5所示。由于14槽鋼與I22a工字鋼之間點(diǎn)焊聯(lián)結(jié)，所以14槽鋼與I22a工字鋼組成的結(jié)構(gòu)為一個超靜定結(jié)構(gòu)。圖1-5 I22a工字鋼受彎矩最大工況圖集中力P在支點(diǎn)B處的荷載由14槽鋼和I22a工字鋼共同承擔(dān)，所以移除B支點(diǎn)的I22a工字鋼后14槽鋼受力情況如下：圖1-6 14槽鋼受力簡圖在圖1-5工況的模式下，B支點(diǎn)處的I22a工字鋼受力情況如下圖所示：圖1-7 I22a工字鋼受力簡圖圖1-7中，考慮到I22a工字鋼下的貝雷梁的寬度為1.2m，則由橋涵設(shè)計規(guī)范知I22a工字鋼的計算跨距為，式中為貝雷梁的凈

9、跨，為I22a工字鋼的高度。設(shè)A、B、C三點(diǎn)的豎向變形為A、B、C。14槽鋼在圖1-6所示模式中的剛度系數(shù)為k1，I22a工字鋼在圖1-7所示模式中的剛度系數(shù)為k2。在圖1-5中14槽鋼在A、B、C三點(diǎn)的支反力分別力為FA、FB、FC，在圖1-6中，集中力P在支點(diǎn)B處的荷載由14槽鋼和I22a工字鋼共同承擔(dān)，設(shè)集中力P對14槽鋼受力為FD，則由邊界變形協(xié)調(diào)條件得： 設(shè)A和C為x，B為y，則上述式子為： 由、式得： 由、式得： 由和式得： 又由圖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；I22a工字鋼的剛度系數(shù)為。式中鋼材的彈性模量，；截面慣性矩；計算跨徑；圖6中

10、距支點(diǎn)的距離。又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,所以14槽鋼的剛度系數(shù)為：I22a工字鋼的剛度系數(shù)為。所以，由式得將y代入式得將x、y值代入、式得所以，由圖1-7得I22a工字鋼受的最大彎矩為抗彎強(qiáng)度按容許應(yīng)力法計算式中 同一截面處繞x軸的彎矩；對x軸的凈截面模量；鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，由上述材料情況知。所以 ，滿足要求。最大剪力：（當(dāng)汽車荷載作用在支座時）圖1-8 剪力計算簡圖由上面的簡圖可看成下面三個簡圖進(jìn)行疊加：圖1-9 剪力計算簡圖1圖1-10 剪力計算簡圖2圖1-11 剪力計算簡圖3簡圖1：簡圖2：簡圖3：比較三個計算簡圖的最大剪力知，最

11、大剪力出現(xiàn)在支座A處，由剪力疊加得最大剪力為：抗剪強(qiáng)度按容許應(yīng)力法計算：式中 計算截面沿腹板平面作用的剪力；計算剪應(yīng)力處以上毛截面對中和軸的面積矩；毛截面慣性矩；腹板厚度；鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值，由上述材料情況知。所以 ，滿足要求。工字鋼與貝雷架梁接觸處工字鋼局部壓應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)規(guī)范可按下式計算：式中 集中荷載，對動力荷載應(yīng)考慮動力系數(shù)；集中荷載增大系數(shù)；對一般梁，；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：腹板厚度；鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，由上述材料情況知。支座反力為96.50kN。支承長度為一片貝雷架頂面寬度（從安全因素考慮，只選取一片貝雷架），局部壓應(yīng)力為，滿足要求。（四）貝雷架

12、梁這里計算按連續(xù)梁進(jìn)行計算，取三等跨，跨徑L=15m。這里驗(yàn)算的是一邊貝雷梁。1、恒載：鋼板：按15m×5m的面考慮，則鋼板自重。14槽鋼：5m橋?qū)挿秶鷥?nèi)布置有28根14槽鋼，則自重。I22a工字鋼：15m范圍內(nèi)I22a工字鋼按75cm間距布置，則自重貝雷梁：由橋涵施工規(guī)范知，貝雷架每片重2.771kN，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所以，恒載。一邊貝雷架梁所受的恒載為2、活載：人群荷載重車30t：為安全起見，將重車30t的荷載簡化成集中力，這里考慮重車一邊壓在貝雷梁上，則，考慮到?jīng)_擊系數(shù)取

13、值為1.2，則履帶-50：查設(shè)計規(guī)范得履帶-50總重500kN，這里考慮履帶吊機(jī)一邊壓在貝雷架梁上，則履帶范圍內(nèi)縱向線性荷載為，考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2，則3、強(qiáng)度驗(yàn)算：（1）重車30t：最大彎矩（當(dāng)汽車荷載作用在跨中時）圖1-12 彎矩計算簡圖按簡明計算手冊三跨等跨連續(xù)梁計算方法求得 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(qiáng)形式的桁架的容許彎矩為所以 ，滿足要求。最大剪力：（當(dāng)汽車荷載作用在支座處時）圖1-13 剪力計算簡圖 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(qiáng)形式的桁架的容許剪力為所以 ，滿足要求。撓度驗(yàn)算：（彎矩最大時其撓度也最大）滿足要求。

14、（2）履帶-50：最大彎矩（當(dāng)履帶車荷載作用在跨中時）圖1-14 彎矩計算簡圖按簡明計算手冊三跨等跨連續(xù)梁計算方法求得根據(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(qiáng)形式的桁架的容許彎矩為所以 ，滿足要求。最大剪力：（當(dāng)履帶車荷載作用在支座處時）圖1-15 剪力計算簡圖根據(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(qiáng)形式的桁架的容許剪力為所以 ，滿足要求。撓度驗(yàn)算：（彎矩最大時其撓度也最大）滿足要求。三、棧橋樁基驗(yàn)算考慮到河床頂面覆土較松散，故計算時表層土減去2m。由于履帶吊機(jī)行走時的荷載比30t汽車行走時的荷載大，所以樁基驗(yàn)算只取履帶吊機(jī)驗(yàn)算。考慮到實(shí)際只使用35t履

15、帶吊機(jī)，樁基驗(yàn)算時取履帶-35荷載值進(jìn)行驗(yàn)算。（一）、履帶吊機(jī)行走時1、恒載：鋼板：按15m×5m的面積考慮，則鋼板自重。14槽鋼：5m橋?qū)挿秶鷥?nèi)布置有28根14槽鋼，則槽鋼自重。I22a工字鋼：15m范圍內(nèi)I22a工字鋼按75cm間距布置，則自重貝雷梁：由橋涵施工規(guī)范知，貝雷架每片重2.771kN，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所以，恒載。2、活載：履帶-35：查設(shè)計規(guī)范得履帶-35總重350kN，單根鋼管樁承受垂直荷載為，考慮到?jīng)_擊系數(shù)取值為1.2，則3、墩頂荷載：由前面的計算可知作用于

16、單根樁的墩頂垂直豎向荷載為（二）、履帶吊機(jī)作業(yè)時1、恒載同上。一邊貝雷架梁所受的恒載為2、活載：履帶-35：考慮起吊重量最大為10t，所以3、墩頂荷載：由前面的計算可知單根樁的墩頂垂直豎向荷載為（三）、樁基驗(yàn)算1、地基承載力及鋼管入土深度驗(yàn)算比較（一）和（二）情況，單樁承受荷載為：采用630mm鋼管樁，壁厚8mm，周長U=1.979m，面積A0=0.0158（1）BK7處，設(shè)打入卵質(zhì)圓礫層深為lx單樁容許承載力為 該處卵質(zhì)圓礫層厚8m，入土深度5.04m可滿足要求，即樁尖標(biāo)高為-6.14，入卵質(zhì)圓礫層5.04m。（2）BK9處，設(shè)打入卵質(zhì)圓礫層為埋深為lx單樁容許承載力為則入土深度為，即樁尖標(biāo)

17、高為-3.07，入卵質(zhì)圓礫層3.40m。（3）BK31處，設(shè)打入卵質(zhì)圓礫層為埋深為lx單樁容許承載力為則入土深度為，即樁尖標(biāo)高為-3.34，入卵質(zhì)圓礫層3.08m。（4）BK33處，設(shè)打入卵質(zhì)圓礫層為埋深為lx單樁容許承載力為則入土深度為，即樁尖標(biāo)高為-0.46，入卵石層2.83m。2、鋼管樁承載力驗(yàn)算樁自身承載力驗(yàn)算因施工原因，考慮垂直度偏差達(dá)到6，則致使樁所受軸力偏心最大達(dá)到0.9m，則滿足要求。3、鋼管樁穩(wěn)定性驗(yàn)算鋼管樁穩(wěn)定按下式進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算軸力：按實(shí)際入土深度，最不利立柱穩(wěn)定計算長度取11m，回轉(zhuǎn)半徑：，查表：鋼管樁滿足穩(wěn)定要求。4、封端鋼板應(yīng)力驗(yàn)算封端鋼板主要承受來自上面貝雷梁傳下的力，故封