鋼棧橋計(jì)算書(共18頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄專心-專注-專業(yè)*鋼棧橋計(jì)算書1 編制依據(jù)1、現(xiàn)場(chǎng)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)查資料；2、國(guó)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(jì)規(guī)范GB50017-2011；4、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-20155、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(jì)算手冊(cè)（人民交通出版社）8、*設(shè)計(jì)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(xiàng)目起點(diǎn)樁號(hào)K7+154，終點(diǎn)樁號(hào)K7+498.5，橋梁全長(zhǎng)344.5m。*場(chǎng)區(qū)

2、屬于剝蝕丘陵夾沖洪積地貌，橋址區(qū)地形較起伏，起點(diǎn)臺(tái)較坡度約15°-20°，終點(diǎn)臺(tái)較坡度約5°-10°。橋梁跨越富屯溪，勘查期間水深約3-9m，溪寬約180-190m。*樁基施工是本工程的控制工期工程，我項(xiàng)目部經(jīng)過對(duì)富屯溪水文、地質(zhì)及其現(xiàn)場(chǎng)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(jì)劃采用鋼棧橋+鋼平臺(tái)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#墩8#墩樁基基礎(chǔ)均采取搭設(shè)鋼平臺(tái)施工，其余樁基基礎(chǔ)為陸地樁基

3、。按照常水位115.00m，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，中間河道寬度約210米，2#墩8#墩位置水深約1.55.2米。鋼棧橋計(jì)劃施工長(zhǎng)度為243m，共設(shè)置7個(gè)鋼平臺(tái)，因2#墩鋼平臺(tái)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(tái)及3#墩鋼平臺(tái)之間搭設(shè)貫通鋼平臺(tái)，利于車輛的掉頭及車輛的錯(cuò)車需要。3 鋼棧橋及鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)方案3.1鋼棧橋布置圖基礎(chǔ)采用529x8mm螺旋焊管，焊管頂部設(shè)雙I45b工字鋼橫梁，橫梁上設(shè)貝雷片縱梁，縱梁上鋪I20a工字鋼做分配梁，20#工字鋼間距30cm，6mm鋼板做面板。鋼棧

4、橋布置圖如下圖。鋼棧橋橫斷面圖3.2鋼平臺(tái)布置圖基礎(chǔ)采用529x8mm螺旋焊管，焊管頂部設(shè)雙I45b工字鋼橫梁，橫梁上設(shè)貝雷片縱梁，縱梁上鋪I20a工字鋼做分配梁，20#工字鋼間距30cm，6mm鋼板做面板。鉆孔平臺(tái)布置圖4 棧橋檢算4.1設(shè)計(jì)方法（1）采用容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)計(jì)算（2）鋼棧橋?qū)倥R時(shí)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(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2015）；本方案取容許應(yīng)力法計(jì)算時(shí)的最小安全儲(chǔ)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)值參考路橋施工計(jì)算手冊(cè)（人

5、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(jí)”重車計(jì)算。4.2橋面板承載力驗(yàn)算4.2.1橋面板力學(xué)參數(shù)I20a工字鋼上分配間距30cm，凈距20cm，橋面板跨徑；車輛后軸觸地寬度為600mm，長(zhǎng)度為200mm，混凝土運(yùn)輸車單輪寬30cm，作用面20cm，橋面板可按照均布荷載進(jìn)行計(jì)算分析。車輪作用示意圖取200mm單元寬度橋面板計(jì)算其截面特性:橋面板計(jì)算簡(jiǎn)圖截面抵抗矩 =200×62/6=1200mm3 慣性矩=200×6³/12=3600mm4橋面板自重： q1=0.2×47.1×10×10

6、-3=0.094KN/m4.2.2強(qiáng)度驗(yàn)算 均布荷載 滿足承載力要求4.2.3剛度驗(yàn)算 滿足剛度要求4.3 I20a工字鋼分配梁承載力驗(yàn)算 4.3.1力學(xué)參數(shù)8m3混凝土攪拌運(yùn)輸車車輪位于I20a工字鋼上分配梁時(shí)，為不利荷載位置.則每根上橫梁承受車輛單輪軸荷為:橋面板和I20a工字鋼自重：q2=27.929×10×10-3+0.094=0.373KN/mI20a工字鋼腹板厚度d=7mm慣性矩Ix=2370cm4； 截面抵抗矩wx=237cm3；半截面靜力矩Sx=136.1cm3；分配梁計(jì)算簡(jiǎn)圖4.3.2強(qiáng)度驗(yàn)算跨中彎矩：m=ql28+Pabl=0.373×1.12

7、8+52.1×2×0.55×0.551.1=28.71KN.m支座處剪力：Q=P2+ql2=0.5×52.1×2+0.5×0.373×1.1=52.31KN 滿足承載力要求=QSxIb=52.31×136.1××104×7=42.91MPa<=85MPa滿足承載力要求4.3.3剛度驗(yàn)算 滿足剛度要求4.4貝雷片縱梁承載力驗(yàn)算4.4.1力學(xué)參數(shù)8m³混凝土攪拌運(yùn)輸車（滿載）可按照“汽車-20級(jí)”重車計(jì)；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

8、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wx=3570cm3；截面積A=146.45×10-4慣性矩I=cm4彈性模量E=206GPa貝雷片縱梁彎矩最大時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖剪力最大時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖4.4.2強(qiáng)度驗(yàn)算跨中彎矩M=ql²/8+M汽=6.373×92/8+（22.2+255.6+171.6）×1.15×1.2 =684.7KN.mM=788.2KN.m 滿足承載力要求根據(jù)剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖，B點(diǎn)出為最大剪力，根據(jù)MA=0，得B點(diǎn)最大剪力：Q=ql/2+XB×1.15×

9、;1.2=6.373×9/2+（24+101.33+120）×1.15×1.2=367.23KN銷子采用30crmnti，插銷用彈簧鋼制造，容許剪應(yīng)力：。=QA=367.232×146.45×10-4×10-3=12.54MPa<=208MPa 滿足承載力要求4.4.3剛度驗(yàn)算梁體變形為整體變形，由單側(cè)6片貝雷片為一整體進(jìn)行驗(yàn)算，可根據(jù)疊加法計(jì)算跨中撓度，I=6××10-8=150.3×10-4m4均布荷載：由汽-20重車荷載產(chǎn)生的跨中撓度：式中為集中荷載到較近支座的距離，根據(jù)彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖荷載布置方

10、式，在本計(jì)算書中分別為， f1=60×103×0.74×(3×92-4×0.742)/(48×206×109××10-8)=71.95×10-6m f2=120×103×4.26×(3×92-4×4.262)/(48×206×109××10-8)=5.86×10-4m f3=120×103×2.86×(3×92-4×2.862)/(48×

11、206×109××10-8)=4.856×10-4m 綜上，跨中最大撓度為（考慮汽車沖擊荷載）：f=fq+(f1+f2+f3)×1.15×1.2=0.17+(71.95+586+485.6)×10-3×1.15×1.2=1.74mm=9000/600=15mm 滿足剛度要求4.5 I45b工字鋼橫梁承載力驗(yàn)算4.5.1力學(xué)參數(shù)橫梁采用I45b雙拼，每根長(zhǎng)度為6m，計(jì)算跨徑為4m，按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：慣性矩：I=33800cm4；截面抵抗矩：W=1500cm3；截面面積：A=111.446cm2

12、；理論重量g=87.485kg/m腰厚d=13.5mm半截面面積矩：S=889.47cm34.5.2強(qiáng)度驗(yàn)算按照鋼橫梁簡(jiǎn)化至3個(gè)集中荷載進(jìn)行計(jì)算，其中橋面、縱梁及工字鋼恒載為q=87.485×2×10×10-3=1.75KN/m集中荷載P=（6.373×9+300×1.15×1.2）/3=157.119KN支座處最大剪力：Q=3P/2=3×157.119/2=235.68KN跨中最大彎矩Mmax=ql²/8+Mp=1.75×4²/8+157.119=160.619KN.m =QSId=235.6

13、8×103×889.47×1032×33800×104×13.5=22.97MPa=104MPa 滿足承載力要求4.5.3剛度驗(yàn)算fq=5ql4384EI=5×1.75×10³×44384×206×109×33800×10-8×2×10³=0.04mmfP=Pl³48EI=157.119×10³×4³48×206×109×33800×10

14、-8×2×10³=6.02mmf=fq+fP=0.04+6.02=6.06mmf=4000/250=16mm 滿足剛度要求4.6橋面護(hù)欄受力驗(yàn)算4.6.1力學(xué)參數(shù)護(hù)欄橫桿采用48×3mm鋼管，立柱采用I14工字鋼，工字鋼間距為2m。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(shí)橫桿所受彎矩最大，按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：當(dāng)外力作用在僅靠立柱端頭時(shí)鋼管承受剪力最大，受力簡(jiǎn)圖如下：48×3mm鋼管力學(xué)參數(shù)如下：截面抵抗矩：W=R4-r44R=2.44-2.144&

15、#215;2.4=4.49cm4截面面積A=R2-r2=3.14×2.42-2.12=4.24cm2I14工字鋼力學(xué)參數(shù)如下：截面抵抗矩：W=101.7cm4截面面積A=21.5cm2當(dāng)外力作用在立桿的最頂端時(shí)，立桿受彎矩最大，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：4.6.2強(qiáng)度驗(yàn)算（1）48×3mm鋼管驗(yàn)算跨中彎矩 M=Pabl=1×1×12=0.5KN.m跨中切應(yīng)力：=MW=0.5×1064.49×104=11.13MPa=145MPa 滿足承載力要求支點(diǎn)處剪力：Q=P=1KN支點(diǎn)處剪應(yīng)力：=QA=1×=2.36MPa=85MPa 滿足承載力要

16、求（2）I14工字鋼立柱驗(yàn)算 最大彎矩M=Pl=1×1.2=1.2KN.m最大切應(yīng)力：=MW=1.2×.7×104=1.18MPa=145MPa 滿足承載力要求I14工字鋼與橋面板焊接，對(duì)焊縫進(jìn)行驗(yàn)算：焊縫處彎矩：M=Pl=1×1.2=1.2KN.m焊縫處最大剪力為：Q=1KN焊縫截面慣性矩： If=BH3-bh312=80×1403-74.5×121.8312=7.07×106mm6 Wf=Ifh/2=7.07×/2=0.101×106mm S1=80×9.1×65.45=0.048

17、×106mm3 Sf=S1+5.5×60.92=0.068×106mm3=MWf=1.2×1060.101×106=11.88MPa145MPa 滿足承載力要求=QSfIf=1×103×0.068×1067.07×106×5.5=1.75MPa=85MPa 滿足承載力要求5 樁基檢算5.1鋼管樁承載力驗(yàn)算根據(jù)4.5.2鋼管樁受力計(jì)算，鋼管樁最大荷載為P=235.68KN。鋼管樁截面面積 A=R2-r2=3.14×264.52-256.52=1.3×104mm2鋼管樁按照受壓構(gòu)

18、件計(jì)算=NA=235.68×1031.3×104=18.13MPa=140MPa 滿足承載力要求5.2樁基入土深度計(jì)算基礎(chǔ)采用529x8mm螺旋焊管，理論重量為103.289kg/m，根據(jù)I45a工字鋼橫梁承載力驗(yàn)算中得鋼管樁最大荷載P=235.68KN。樁基長(zhǎng)度按照最大水深5m，入土2m，高于水面4.5m計(jì)算，則樁底最大承載力為P=235.68+（5+2+4.5）×103.289×10×10-3=247.56KNRa=12ui=1nqikli+Apqr式中Ra單樁軸向受壓承載力容許值（KN）；u樁身周長(zhǎng)（m）；Ap樁端截面面積（）；n土的層數(shù)

19、；承臺(tái)底面或局部沖刷線以下各土層的厚度（m）；qik與li對(duì)應(yīng)的各土層與樁側(cè)的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；qr樁端處土的承載力容許值（kPa）；基礎(chǔ)采用529x8mm螺旋焊管，樁基按照摩擦樁設(shè)計(jì)。樁基周長(zhǎng)u=×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(jì)樁尖承載力，則有樁基需入土深度：L=2×247.56/(1.661×1×170)=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(yàn)算鋼管壁厚按8mm計(jì)算。I×0.5294（1-0.5134/0.5294）/64m4=4.×10-4m4根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范，單樁穩(wěn)定長(zhǎng)度：，為地面以上樁長(zhǎng)，取最大值10m，h為地面以下樁長(zhǎng)，為2m，所以=12m。鋼管樁