海上鋼棧橋施工方案及計算書

1、0目 錄一一 概述概述.11 設(shè)計說明.11.2 設(shè)計依據(jù).21.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).31.4 荷載工況.3二二 荷載工況驗算荷載工況驗算.42.1 上部結(jié)構(gòu)恒重（6 米寬計算）.42.2 車輛荷載.4三三 荷載工況荷載工況.53.1 荷載工況一.53.1.1 履帶吊荷載.53.1.2 計算分析.63.2 荷載工況二.83.3 荷載工況三.103.4 荷載工況四.123.5 荷載工況五.144.2 630 鋼管計算.164.1 入土深度計算.164.2鋼管樁穩(wěn)定性計算.174.2.1 單根鋼管樁流水壓力計算.174.2.3鋼棧橋橫橋向風(fēng)力計算.18 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島

2、大橋項目經(jīng)理部1一 概述 1 1 設(shè)計說明設(shè)計說明根據(jù)*大橋的具體地質(zhì)情況、水文情況和氣候情況，施工海域受季風(fēng)、大霧及風(fēng)浪影響較大，為滿足施工總體進(jìn)度要求以及安全生產(chǎn)和環(huán)保方面的需要，我部擬采用全棧橋方案。擬建棧橋長約 1.2km，橋面寬 6m，設(shè)計頂標(biāo)高+5.4m，結(jié)構(gòu)形式為 3 榀 6 道單層貝雷桁架，桁架間距0.9m、1.22m、0.9m、1.22m、0.9m，每雙片桁架間使用花架連接；棧橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為分為 12m 和 15m 兩種，跨度分布為(3m+712m)+(612m)2+（615 m）10+（215m+212m+3m）；棧橋基礎(chǔ)采用兩根 7208mm 鋼管樁基礎(chǔ)，為加強基礎(chǔ)的整體穩(wěn)

3、定性，每排鋼管樁間均采用16 號槽鋼附加綴板連接成整體，棧橋每 90 米設(shè)置一道伸縮縫，寬度為 0.1m，該處設(shè)置雙排鋼管樁基礎(chǔ)；橋面系由I16 工字鋼橫梁、U 型卡栓、I12 工字鋼分配縱梁、1cm 厚橋面板、為 12 防滑鋼筋、防護(hù)欄桿組成。棧橋結(jié)構(gòu)形式如下圖示。側(cè)面圖 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部2標(biāo)準(zhǔn)斷面圖效果圖1.21.2 設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)1）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 （JTG D60-2004） 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部32）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （JTJ024-85）3）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

4、（JTJ025-86）4）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （JTJ0412000）5）海港水文規(guī)范 （JTJ213-98）1.31.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計頂標(biāo)高+5.40m，與設(shè)計橋梁基本平行；2）設(shè)計控制荷載：掛-120、履-50（最大吊重按 50t 考慮）；3）設(shè)計使用壽命：3 年；4）水位：取 20 年一遇最高水位+3.04m；5）河床高程取-5.20m，最大沖刷深度考慮 3m，即沖刷后地面線高程為-8.2m；6）流速： v=1.53m/s；7）河床覆蓋層：淤泥，厚度 4.5m；8）基本風(fēng)速：27.3m/s；最大風(fēng)速 40m/s；9）浪高： 3.01m；10）設(shè)計行車速度 15km/h。1.

5、41.4 荷載工況荷載工況工況一：履帶吊位于棧橋端頭位置；工況二：履帶吊位于跨中位置； 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部4工況三：9m3滿載罐車位于跨中偏載位置；工況四：履帶吊位于墩頂偏載位置；工況五：兩臺 9m3滿載罐車位于同跨位置；二 荷載工況驗算2.12.1 上部結(jié)構(gòu)恒重（上部結(jié)構(gòu)恒重（6 6 米寬計算）米寬計算） 1）面層：間距為 0.35m 的 I12 工字鋼分配縱梁，荷載為0.142kN/m;上部鋪設(shè) 1cm 厚鋼板荷載為：0.785kN/m2；2）面層橫向分配梁：I16，0.205kN/m ，1.23kN/根，間距0.5m；3）縱向主梁：321 型

6、貝雷梁，6.66 KN/m；4）樁頂分配主梁：2I32a，1.054kN/m ，6.324kN/根。驗算時軟件自動加載自重部分，取用荷載系數(shù)為 1.2。2.22.2 車輛荷載車輛荷載 1）9m3罐車荷載（以三一攪拌車為例）計算模型主要參數(shù)：整備車重 140kN；載重 9m3砼重 216kN；軸距為 3545 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部5+1350；前軸重 76kN，后軸重 140kN，前輪輪胎著地尺寸為 300200；后輪輪胎著地面積 600200；后輪輪距為 1.8m。按照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）要求，結(jié)構(gòu)重要系數(shù) 0取為 1.0

7、，汽車荷載效應(yīng)系數(shù) Q1取為 1.4，沖擊系數(shù) 取為 0.05，前輪均載，后輪均載2176633.33/20.3 0.2kqkNm。22140583.33/20.60.2kqkNm圖 2.2.1 罐車荷載的縱向排列和橫向布置（重力單位：kN；尺寸單位：cm）2）履帶吊 50t（計算中考慮最大吊重 20t）圖2.2.2 50T履帶吊車荷載的縱向排列和橫向布置（重力單位：kN；尺寸單位：m）3）施工荷載及人群荷載：4KN/m2履帶吊與 9m3罐車的主要技術(shù)指標(biāo)主要指標(biāo)單位履帶-509m3罐車車輛重力kN500356履帶數(shù)或車軸數(shù)個23各條履帶壓力或每個車軸重力kN56 kN/m140履帶著地長度或

8、縱向軸距m4.53.545+1.35每個車軸的車輪組數(shù)目組-4 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部6履帶或車輪橫向中距m2.51.8履帶寬度或每對車輪著地寬和長m0.70.60.2三 荷載工況3.13.1 荷載工況一荷載工況一3.1.1 履帶吊荷載履帶吊位于便橋頂部時，每條履帶承重為 3 根 I20 工字鋼，長度為 4.5m，每根承受的荷載值為：，荷3560.7 1013.067/3qkNm履載模型如下：荷載模型3.1.2 計算分析 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部7受力模型計算結(jié)果 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)

9、島大橋項目經(jīng)理部8Mn16 材料應(yīng)力圖Q235 材料應(yīng)力圖反力圖通過計算滿足要求 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部93.23.2 荷載工況二荷載工況二履帶吊位于跨中位置時受力模型計算模型 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部10Mn16 材料Q235 材料 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部11反力圖3.33.3 荷載工況三荷載工況三罐車滿載時：罐車荷載值：最不利荷載形式就是滿載罐車形式至履帶吊位置處，該處單軸后輪為一根 I20 工字鋼承重。每個雙后輪的荷載值為，當(dāng)下部為 2 根工字鋼時荷載370 103

10、50/0.2qkNm后罐值為，前輪一根 I20 工字鋼的荷載值為3170 10175/0.2qkNm后罐。376 10380/0.2qkNm罐前荷載模型 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部12受力模型Q235 材料 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部13Mn16 材料反力圖3.43.4 荷載工況四荷載工況四履帶吊位于墩頂偏載位置處時 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部14受力模型計算結(jié)果Mn16 材料 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部15Q235 材料反力圖3.53.5 荷

11、載工況五荷載工況五兩輛罐車間距為 5m 位于同一跨度時，該種不利條件，存在極少，現(xiàn)取用該荷載模型計算如下： 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部16模型圖計算結(jié)果 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部17Mn16 材料應(yīng)力圖Q235 材料應(yīng)力圖反力圖4.24.2 630630 鋼管計算鋼管計算通過以上計算 630 鋼管樁基礎(chǔ)最大承重荷載為 384.19kN，施工時使用 DZJ-90 振動錘打設(shè)。4.14.1 入土深度計算入土深度計算表 4.1 DZJ-90 振動錘性能表電機功率偏心力矩激振力機重允許拔樁力(kW)Nm振動頻率 r/mink

12、NkgkN90040311005467300254 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部18根據(jù)港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）第 4.2.4 條：)(1AqlqUQRifiRd式中：Qd單樁垂直極限承載力設(shè)計值（kN） ；單樁垂直承載力分項系數(shù)，取 1.45；dU樁身截面周長 （m） ，本處為 1.978m；單樁第 i 層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa） ； fiq樁身穿過第 i 層土的長度（m） ； il單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa） ；RqA 樁身截面面積，63012mm 鋼管樁 A=232.981cm2；查看地質(zhì)資料可得，在 275 號墩(RK24+

13、890.00)處的地質(zhì)資料最為不利，該區(qū)域土層磨阻力如表 4.2：序號土層名稱極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值頂層標(biāo)高底層標(biāo)高層厚承載力1卵石0-7.36-10.02.642粉質(zhì)粘土35-10.0-17.07484.613粘土40-17.0-29.112.1957.3524中風(fēng)化石英巖-29.1-34.35.2由計算得知：2.64 米厚的卵石層作為從刷層，鋼管樁入土深度10 米，即穿過粉質(zhì)粘土 7 米、進(jìn)入粘土層 3 米即可滿足承載力要求。4.24.2鋼管樁穩(wěn)定性計算鋼管樁穩(wěn)定性計算河床面高程為-7.36m，按 3m 沖刷深度考慮，則可假定鋼管樁懸臂固結(jié)點在-15m 處，樁頂標(biāo)高取+4.0m，鋼管懸臂長度為

14、19m。4.2.1 單根鋼管樁流水壓力計算單根樁流水壓力計算：22wFCwV A式中：流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；wF 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部19 形狀系數(shù)（鋼管樁取0.8） ；wC 阻水面積（m2） ，計算至一般沖刷線處；A海水的重力密度1.025（kN/m3） ； 設(shè)計流速（1.53m/s） ；V221.025=0.81.530.63 13=7.86122wwFCV AkN4.2.2 單根鋼管樁橫橋向風(fēng)力計算根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTJ-02189) 第 2.3.8 條計算橫橋向風(fēng)壓：013whdwhFk k k W A設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期系數(shù)取 1.0

15、；0k風(fēng)載阻力系數(shù)，取 1.0；1k地形地理條件系數(shù)，1.0；3k設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)壓取為 0.8kPa；dW迎風(fēng)面積 11.39m2；whA橫橋向風(fēng)載：013=1.0 1.0 1.00.8 11.39=9.112whdwhFk k k W AkN4.2.3 鋼棧橋橫橋向風(fēng)力計算013=1.0 1.0 1.00.8 12.626=10.1whdwhFk k k W AkN4.2.4 單根鋼管樁順橋向風(fēng)力計算縱橋向風(fēng)壓按橫橋向風(fēng)壓的 70%計算。橫橋向風(fēng)載：013=1.0 1.0 1.00.80.7 14.95=8.372whdwhFk k k W AkN4.2.5 波浪力浪高按 3.01m 計算，根據(jù)蓋拉德經(jīng)驗公式計算浪長：（為浪高），取。對于圓形柱樁9 15LHH12=12 .301=36.12LHm當(dāng) D/L0.2 時為小尺寸樁柱（D 為樁徑）用下式計算波浪力： 中鐵十四局集團(tuán)有限公司省道 263 線南北長山聯(lián)島大橋項目經(jīng)理部2022ax140.1674sinh()DMvdpkDHdLL 220.785tanhLMaxvdpkDHL式中：水平波壓速度分力的最大值，出現(xiàn)在波峰位置處；DMaxp0t水平波壓慣性分力（由加速度引起）的最大值，出現(xiàn)IMaxp在波峰和 1/4 波長之間；270t建筑物附近速度修正值，所以取vk0