鋼棧橋計算書

1、鋼棧橋計算書1編制依據(jù)12工程概況13鋼棧橋及鋼平臺設(shè)計方案 23.1 鋼棧橋布置圖23.2 鋼平臺布置圖34棧橋檢算34.1 設(shè)計方法44.2 橋面板承載力驗算 44.3 120a 工字鋼分配梁承載力驗算 54.4 貝雷片縱梁承載力驗算 74.5 145b 工字鋼橫梁承載力驗算 94.6 橋面護(hù)欄受力驗算115樁基檢算135.1 鋼管樁承載力驗算135.2 樁基入土深度計算 145.3 鋼管樁自身穩(wěn)定性驗算 155.4 鋼管樁抗傾覆性驗算155.5 鋼管樁水平位移驗算 156鉆孔平臺164*鋼棧橋計算書41編制依據(jù)1、現(xiàn)場踏勘所獲得的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、當(dāng)?shù)刭Y源、交通狀況及施 工環(huán)境等調(diào)查資

2、料；2、國家及地方關(guān)于安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)等方面的法律法規(guī)；3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2011;4、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-20155、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG D63-20076、公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范(JTG F90-2015)7、路橋施工計算手冊(人民交通出版社)8、* 設(shè)計圖紙。2工程概況* * 位于順昌縣水南鎮(zhèn)煥仔坑附近，跨越富屯溪。本項目起點樁 號K7+154,終點樁號 K7+498.5,橋梁全長344.5m。* * 場區(qū)屬于剝蝕丘陵夾沖洪積地貌，橋址區(qū)地形較起伏，起點 臺較坡度約15° -20° ,終點臺較坡度約5 -10 o橋梁跨

3、越富屯溪，勘查 期間水深約3-9m,溪寬約180-190“* * 樁基施工是本工程的控制工期工程，我項目部經(jīng)過對富屯溪 水文、地質(zhì)及其現(xiàn)場情況的詳細(xì)調(diào)查，為保證工期，加快施工進(jìn)度，跨富屯溪水中主墩計劃采用鋼棧橋+鋼平臺施工方案。* * 河中墩共7組，距河岸邊最近的8#墩距岸邊約20m,根據(jù)富 屯溪?dú)v年洪水水位，富屯溪上下游都有水電站，無通航要求，宜搭設(shè)全橋貫通棧橋。為滿足環(huán)保、水保及通航要求，我單位從2#t8#t樁基基礎(chǔ)均采取搭設(shè)鋼平臺施工，其余樁基基礎(chǔ)為陸地樁基。按照常水位 115.00m,經(jīng)現(xiàn) 場實測，中間河道寬度約 210米，2#t8#t位置水深約1.55.2米。鋼棧 橋計劃施工長度為2

4、43m,共設(shè)置7個鋼平臺，因2#墩鋼平臺標(biāo)高為121m, 2#墩臨近堤頂路，其標(biāo)高為127m高差懸殊較大，車輛無法兩岸通行，為確 保車輛的通行順暢及在進(jìn)行混凝土灌注過程中車輛的良好通行，其中在2#墩鋼平臺及3#墩鋼平臺之間搭設(shè)貫通鋼平臺，利于車輛的掉頭及車輛的錯車 需要。3鋼棧橋及鋼平臺設(shè)計方案3.1 鋼棧橋布置圖基礎(chǔ)采用529x8mm1旋焊管，焊管頂部設(shè)雙145b工字鋼橫梁，橫梁上 設(shè)貝雷片縱梁，縱梁上鋪120a工字鋼做分配梁，20#工字鋼間距30cm, S 6mm 鋼板做面板。鋼棧橋布置圖如下圖。S 6mmi鋼板 120a工字鋼 6片貝雷片組拼 工45b工字鋼雙拼橫梁丁鋼管樁529400m

5、m' 鋼護(hù)欄鋼棧橋橫斷面圖3.2 鋼平臺布置圖基礎(chǔ)采用529x8mmi旋焊管，焊管頂部設(shè)雙145b工字鋼橫梁，橫梁上設(shè)貝雷片縱梁，縱梁上鋪120a工字鋼做分配梁，20#工字鋼間距30cm, S 6mm 鋼板做面板。C 0J鉆孔平臺布置圖4棧橋檢算4.1 設(shè)計方法(1)采用容許應(yīng)力法設(shè)計計算(2)鋼棧橋?qū)倥R時結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力提高系數(shù)1.31.4見公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2015);本方案取容許應(yīng)力法計算時的最小安 全儲備系數(shù)K=1.01.25(重要構(gòu)件不小于1.2)。(3)取荷載沖擊系數(shù)1.15、偏載系數(shù)1.2;(4)彈性模量、慣性矩、截面抵抗矩、容許應(yīng)力、容許擾度數(shù)值

6、參考路橋施工計算手冊(人民交通出版社)(5)活載按照8m3混凝土攪拌運(yùn)輸車(滿載)可按照“汽車-20級”重 車計算。4.2 橋面板承載力驗算4.2.1 橋面板力學(xué)參數(shù)30120a工字鋼上分配間距30cm凈距20cm,橋面板跨徑l= 0.20m;車輛后 軸觸地寬度為600mm長度為200mm混凝土運(yùn)輸車單輪寬30cm,作用面20cmi 橋面板可按照均布荷載進(jìn)行計算分析。30車輪作用示意圖取200mm#元寬度橋面板計算其截面特性：橋面板計算簡圖截面抵抗矩 w =bh=200X62/6=1200mrn6慣性矩 Ix = bhl=200x 63/12=3600mm 12橋面板自重： :一 ：. 

7、9;： .一 一二二4.2.2 強(qiáng)度驗算均布荷載 q =15.1/ 2 2 /0.3 1.15 1.2 0.094 =17.459KN /mm4817.459 0.2028= 0.087 Kn.m_ _ 6仃=M = 0.087乂10 =72 5Mpa（卜 = 181MpaW 1200滿足承載力要求4.2.3剛度驗算_ 44把 5ql 5 17.459 200 八用f = =5 = 0.48mm384EI384 2.1 103600 1 220f = 0.48mm f I = = 0.88mm2504.3 I20a工字鋼分配梁承載力驗算滿足剛度要求4.3.1 力學(xué)參數(shù)8m混凝土攪拌運(yùn)輸車車輪位

8、于I20a工字鋼上分配梁時，為不利荷載位置.則每根上橫梁承受車輛單輪軸荷為：15.1 10 N軸=父1.15 黑 1.2 =52.1Kn2 2橋面板和 120a 工字鋼自重：qz = 27.929 X 10 X 107 + 0.094 = 0.373KN/mI20a工字鋼腹板厚度d=7mm慣性矩 L 二2370cm4；截面抵抗矩1%:237cmL半截面靜力矩 Sv = 1361cm3；Al o=110cm分配梁計算簡圖4.3.2強(qiáng)度驗算ql . Pab 0,373X1.12 . 52.1x2x0,55x055。門口旬外t跨中彎矩：. K.8181.1支座處剪力：-二一.，：22M _ 28.7

9、1 106W 237 103= 121.14Mpa I： I - 182Mpa滿足承載力要求QSX 5231X 136.1X 106D)" 2370X104x7= 42.91MPa<T = 85MPa10滿足承載力要求4.3.3剛度驗算f1Pl348EI3352.1 2 10110048 2.1 105 2370 104=0.58mm5ql4384EI345 0.373 101100384 2.1 105 2370 104=1.43mmf = 0.58 +1.43 = 2.01mmf 】=1100 = 2.75mm滿足剛度要求4004.4 貝雷片縱梁承載力驗算4.4.1 力學(xué)參

10、數(shù)8m3混凝土攪拌運(yùn)輸車（滿載）可按照“汽車-20級”重車計；考慮棧橋?qū)嶋H情況，同方向車輛間距大于9m即一跨內(nèi)同方向橋內(nèi)最多只布置一輛重 車。自重恒載：q=6+0.373=6.373KN/m貝雷桁片：1KN/m （包括連接器等附屬物）截面抵抗矩 Wk = 357蝴;截面積 A=146.45X 10-4 m2慣性矩 I=250500cm4彈性模量E=206GPaP=60KNP=120KN P=120KN貝雷片縱梁彎矩最大時計算簡圖P=120KNP=120KNqAB3.6m. .4mP=60KN剪力最大時計算簡圖4.4.2 強(qiáng)度驗算跨中彎矩 M=ql2/8+M 汽=6.373 X92/8+ (22

11、.2+255.6+171.6 ) X 1.15 X 1.2=684.7KN.m< M=788.2KN.m滿足承載力要求根據(jù)剪力計算簡圖，B點出為最大剪力，根據(jù) 風(fēng)得B 點最大剪力:Q=ql/2+XBX 1.15 X 1.2=6.373 X 9/2+ (24+101.33+120)X 1.15 X 1.2=367.23KN銷子采用30crmnti ,插銷用彈簧鋼制造，容許剪應(yīng)力：用=208Mpa。Q- A-T367232X146.45X10"*X10T = i2.54MPa<T = 208MPa滿足承載力要求4.4.3 剛度驗算梁體變形為整體變形，由單側(cè) 6片貝雷片為一整體

12、進(jìn)行驗算，可根據(jù)疊 加法計算跨中撓度，I=6 x 250500X 10-8=150.3 x 10-4m4均布荷載：44/_ _6_4_3_fq =5ql /384EI =5父6.373 父9 /(384 父 206 M10 父150.3父10 )父 10 = 0.17mm由汽-20重車荷載產(chǎn)生的跨中撓度：. Pb(3l2 -4b2)f 二48EI式中b為集中荷載到較近支座的距離，根據(jù)彎矩計算簡圖荷載布置方式，在本計算書中分別為b1=0.74m, 3=4.26) 4=2.86m_ 22_3_ 2一2_= Pb1(3l 44 ) =60 / 10 N / 0.74m”3 M (9m) 4/(0.7

13、4m)=mf92_84- 5.34 10 m48EI48 206 10 N/m 202560 10 m= 4.35 10-3m_ 22_3_2_2一f2P2b2(3l -4b2 )120 10 N 4.26m 3 (9m) -4 (4.26m)48EI_ _92 _84f3_ 22_ 3_2_2_P3b3(3l -4b3 ) 120 10 N 2.86m 3 (9m) -4 (2.86m)48EI_ _92 _8448 206 10 N/m 202560 10 m= 3.60 10-3m48 206 10 N/m 202560 10一 m11f 1=60X 103X0.74 X(3 x 92-

14、4 x 0.742)/(48 X206X 109X 1503000X 10-8)=71.95 X10-6mf 2=120X 103X4.26 x (3 x 92-4 x 4.262)/(48 X206X 109X1503000 x 10-8)=5.86 x10-4mf 3=120X 103X2.86 x (3 x 92-4 x 2.862)/(48 X206X 109X1503000x 10-8)=4.856 x 10-4m綜上，跨中最大撓度為(考慮汽車沖擊荷載)：f=f q+(f 1+f2+f3) X 1.15 X 1.2=0.17+(71.95+586+485.6) X 10-3 x 1.

15、15 x 1.2=1.74mm< f =9000/600=15mm滿足剛度要求4.5 I45b工字鋼橫梁承載力驗算4.5.1 力學(xué)參數(shù)橫梁采用I45b雙拼，每根長度為6m計算跨徑為4m按簡支梁進(jìn)行計 算，計算簡圖如下：慣性矩：I=33800cm4;截面抵抗矩：w=i5oocm截面面積：A=111.446cm2;理論重量g=87.485kg/m腰厚 d=13.5mm半截面面積矩：S=889.47cm4.5.2強(qiáng)度驗算按照鋼橫梁簡化至3個集中荷載進(jìn)行計算,其中橋面、縱梁及工字鋼恒載為q=87.485 X2X 10X 10-3=1.75KN/m集中荷載P= (6.373 X9+300X 1.1

16、5 乂 1.2) /3=157.119KN支座處最大剪力：Q=3P/2=3X 157.119/2=235.68KN跨中最大彎矩 Mmax=q2/8+Mp=1.75 X42/8+157.119=160.619KN.mM 160 .61910 i = 3 = 107 .08 Mpa - 二 182 MpaW 150010QSId235.6gX10*X88947xl()32X339DOX1O4X13.5= 22.97MPa<i = 104MPa滿足承載力要求4.5.3剛度驗算fp =5ql4 5 X175X 1O3X44,1 n_iX I。，o 04 mm384EI= 384X 206 X10

17、9 X 33800 X IO_8 X 2= *Pl3 157119 X1O3X43q=X 103 = 6.02mm48EI 48x206xl09x33800xl0-Bx219f=f q+f p=0.04+6.02=6.06mm< f=4000/250=16mm滿足岡U度要求4.6 橋面護(hù)欄受力驗算4.6.1 力學(xué)參數(shù)護(hù)欄橫桿采用0 48X3m喈岡管，立柱采用I14工字鋼，工字鋼間距為2ml 根據(jù)公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程（JTG F90-2015）,防護(hù)欄桿上桿件任何 部位均應(yīng)能承受1KN的外力，當(dāng)外力作用在立桿中間時橫桿所受彎矩最大， 按簡支梁進(jìn)行計算，計算簡圖如下：P=1KN- 1m1

18、m T410=2m V一當(dāng)外力作用在僅靠立柱端頭時鋼管承受剪力最大，受力簡圖如下:P=1KNAi.TH. .nF，十才力1 o=2m mi0 48X 3m喈岡管力學(xué)參數(shù)如下：一 R4-1（42 44-2-14. 卬 a截面抵抗矩：w 4R 4X2.4截面面積A=<-r2）=J14X（2,42-212）=UWI14工字鋼力學(xué)參數(shù)如下：截面抵抗矩： W=101W截面面積：-匚-當(dāng)外力作用在立桿的最頂端時，立桿受彎矩最大，計算簡圖如下：P P=1KNmiL _4.6.2強(qiáng)度驗算(1) (|)48X 3mmi岡管驗算,.,4 f Psb 1X1X1 a m跨中彎矩- K12跨中切應(yīng)力：(j =

19、=魯去=11.13MPa<M = 145MPa滿足承載力要求支點處剪力：Q=P=1KN支點處剪應(yīng)力：t =5 = = 2.36MPa< x = 85MPa滿足承載力要(2) I14工字鋼立柱驗算最大彎矩M二H二1X12二加m最大切應(yīng)力:d = - =上吧二=1.18MPaCa = 145MPa滿足承載力要求W 101.7X104I14工字鋼與橋面板焊接，對焊縫進(jìn)行驗算：焊縫處彎矩，二口二刈二加血焊縫處最大剪力為：Q=1KN焊縫截面慣性矩：0 = -5X12, = 7 (17 > of 皿6 11212生= o I。1* 106mm 1h/2140/2Si = 80 X 9.1

20、 X 65.45 = 0.048 X10WSf=+5,5 X6O.92= 0.068 X10Wa = =就黑=U.88MPa<a145MPa滿足承載力要lX10aX0.D69X1067.07X106X5.5=1.75MPa<T = 85MPa滿足承載力要求5樁基檢算5.1 鋼管樁承載力驗算根據(jù)4.5.2鋼管樁受力計算，鋼管樁最大荷載為P=235.68KN鋼管樁截面面積A=硼-r2）=3.14 X 口645? - 256,52）=1.3 X10W鋼管樁按照受壓構(gòu)件計算ff = - =%竺乎=18.13MPa（r = 14OMPa 滿足承載力要求A113 xlO5.2 樁基入土深度計算

21、基礎(chǔ)采用529x8m礴旋焊管，理論重量為103.289kg/m,根據(jù)145a工字鋼橫梁承載力驗算中得鋼管樁最大荷載P=235.68KN樁基長度按照最大水深5m,入土 2m,高于水面4.5m計算，則樁底最大承載力為 P=235.68+ （5+2+4.5） X 103.289 X 10X 10-3=247.56KN1 nRJ = 2U2jqikli + APqr1=1式中Ra一單樁軸向受壓承載力容許值（KN ;u一樁身周長（mm ;A一樁端截面面積（十）；n一土的層數(shù)；li一承臺底面或局部沖刷線以下各土層的厚度（ m） ；qik一與l i對應(yīng)的各土層與樁側(cè)的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）;q.一樁端處土的

22、承載力容許值（kPa）;基礎(chǔ)采用529x8mm1旋焊管，樁基按照摩擦樁設(shè)計。樁基周長 u=% X 0.529=1.661 m ,樁基沖刷線以下為卵石，厚度約 23m則摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik取170kPa。不計樁尖承載力，則有樁基需入土深度：L=2X 247.56/（1.661 X 1 x 170）=1.75m,施工過程中樁基入土深度按照2m控制。5.3 鋼管樁自身穩(wěn)定性驗算鋼管壁厚按8mrniHh算。I =兀 X 0.5294 （1-0.513 4/0.529 4） /64m4=4.441658897X 104R4根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范，單樁穩(wěn)定長度：Lp =1.0父。0 +h） , 10為地面以上樁長，取最大值10m, h為地面以下樁長，為2m所以Lp=12m鋼管樁 身抗彎 剛度：EI=2.10 X 1011N/m2 乂 4.441658897 乂 10-4m=932748.3684N.m2單樁屈曲臨界荷載 吃=-ei /LP =616.53KN >247.56kN由以上計算可看出鋼管樁滿足穩(wěn)定性要求。5.4 鋼管樁抗傾