鋼便橋計(jì)算說明書

1、77省道延伸線龍灣至洞頭疏港公路工程第1施工標(biāo)段臨時(shí)棧橋計(jì)算說明書浙江省交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司2011年3月22日77省道延伸線龍灣至洞頭疏港公路工程第1施工標(biāo)段臨時(shí)棧橋計(jì)算說明書1概述1.1設(shè)計(jì)說明根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體地質(zhì)情況、水文情況、氣候情況及兩階段施工設(shè)計(jì)圖紙等，擬建棧橋長約2384.2m,便橋?qū)挾葹?米。棧橋兩側(cè)設(shè)欄桿，下部結(jié)構(gòu)采用鋼管樁基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)采用貝雷和型鋼的組合結(jié)構(gòu)。棧橋的結(jié)構(gòu)形式為橫向七排單層貝雷桁架，桁架間距分0.9m,共27聯(lián)，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為15m每6跨（90m形成一聯(lián)每聯(lián)設(shè)置寬度為0.2m的伸縮縫。棧橋橋面系采用定型橋面板，面系分配橫梁為I22a,間距為75cm;基礎(chǔ)采

2、用0630X8mmB管樁，為加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性，每排鋼管樁間均采用20號(hào)梢鋼連接成整體。棧橋各墩基礎(chǔ)布置結(jié)構(gòu)形式如下圖：芍J*Aime(JTGD60-2004)(JTJ024-85)(JTJ025-86)(JTJ0412000)(JTJ213-98)1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范2）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范3）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范5）海港水文規(guī)范6）裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)7）鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)8）兩階段施工設(shè)計(jì)圖紙1.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）橋面設(shè)計(jì)頂標(biāo)高為7.0米。2）設(shè)計(jì)荷載：50t汽車雙車道布置、履-50（最大吊重按20t考慮）、12m3罐車56t

3、。3）驗(yàn)算荷載：1) 12吊混凝土罐車：自重25T+31T昆凝土。2) 50Ts帶吊機(jī)：50T（自重）+20T（吊重）=70T,履帶接地尺寸5.88mx0.76m。（3）后八輪汽車：自重20T+30T（車載重量）（4）橫向風(fēng)荷載：風(fēng)荷載取玉環(huán)縣坎門10年一遇風(fēng)荷載值為：Vd=34m/s5）河床高程為-3mfe右，詳見地質(zhì)勘察報(bào)告。6）河床覆蓋層：淤泥7）設(shè)計(jì)行車速度15km/h。lOOkN200kN200kN后八輪汽車荷載布置履帶吊車荷載布置1.4 自重荷載統(tǒng)計(jì)1）棧橋面層：8mrff鋼板，單位面積重62.8kg,則4.08kN/m。2）面板加勁肋工12.6,單位重14.21kg/m,則0.1

4、4kN/m,間距0.24m。3）橫向分配梁：I22a,0.33kN/m,2.145kN/根，間距0.75m。4）縱向主梁：321型貝雷梁，7.77KN/m。5）樁頂分配主梁：2I36a,1.2kN/m,7.2KN/根。1.5 荷載工況工況一：履帶吊在棧橋15nm夸中吊便橋重物工況二：履帶吊在棧橋15mt樁頂上部吊便橋重物工況三：兩輛汽車同時(shí)行駛至15mK橋跨跨中工況四：罐車行駛至棧橋15m夸跨中1.6 荷載組合：1）組合一：自重荷載+橫向風(fēng)荷載2）組合二：自重荷載+履帶吊荷載+橫向風(fēng)荷載3）組合三：自重荷載+汽車荷載+汽車制動(dòng)力4）組合四：自重荷載+罐車荷載+汽車制動(dòng)力根據(jù)荷載組合，對(duì)單跨15

5、ml橋整體分析，整體模型如下圖：12荷載計(jì)算2.1風(fēng)載：1）鋼管樁橫橋向風(fēng)壓計(jì)算Fwh=k0k1k3WdAwh=1*0.9*1*70(0.01KN/m2)*3.15=1.98KN(?630*8m制管樁)2）貝雷梁橫向風(fēng)壓計(jì)算Fwh=k0k1k3WdAwh=0.9*1.44*1*70(0.01KN/m2)*1.17=1.06KN式中：Fwh橫向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(KN；Wd設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓（KN/m2,公式為Wd.支2g=70(0.01KN/m2)Awh橫向迎風(fēng)面積（m2,此處？630*8mm岡管樁取Aw憶3.15m2單片貝雷梁取Awh=1.17m2Vd:設(shè)計(jì)高度Z的風(fēng)速（m/s）,此處取Vd=34m/s

6、;（玉環(huán)縣坎門地區(qū)10年一遇風(fēng)速）Z:距水面白高度(n),此處Z=5nl丫：空氣重力密度(KN/m3),丫=°.°12°17e0.0001Z；k0:設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，此處取k0=0.9;k1：風(fēng)載阻力系數(shù)，此處鋼管樁取k1=0.9;單片貝雷梁取k1=1.44k3:地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，此處取k3=1.00;g：重力加速度，g=10m/s2。受力模型：橫向風(fēng)荷載方向考慮與履帶吊偏載方向相同。汽車制動(dòng)力：根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTGD60-2004)查得，汽車制動(dòng)力為汽車荷載重力的10%,棧橋設(shè)計(jì)時(shí)速為15km/h,此處取水平制動(dòng)力為56KN則作用在每聯(lián)每根樁

7、的力為3.29KN。受力模型：12方罐車行駛至便橋跨中：罐車后輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=220+2+0.5=220KN/m罐車前輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=l20+2+0.5=120KN/m受力模型：雙車道汽車荷載布置在跨中：汽車后輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=200+2+0.5=200KN/m汽車前輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=100+2+0.5=100KN/m受力模型如下履帶吊在棧橋15m跨跨中吊重物：履帶吊在15m夸跨中吊側(cè)面平臺(tái)重物考慮單邊履帶受力，荷載分布在8根分配了上每根分配梁均布荷載：q=700+7+0.76=131.6KN/m受力模型如下:履帶吊在

8、棧橋15m夸樁頂?shù)踔匚铮郝膸У踉?5硝樁頂?shù)鮽?cè)面平臺(tái)重物考慮單邊履帶受力，荷載分布在8根分配了上每根分配梁均布荷載：q=700+7+0.76=131.6KN/m受力模型如下：3上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算3.1I22橫向分配梁內(nèi)力計(jì)算荷載組合二作用最大應(yīng)力框架對(duì)象圖19?(GP-I22A)端長度偏移位置TcK組合二明|MajMV2ari(lM31singlevaL&dJ端，Jt4340.000000m10,00000mlJt;4850.000000m(£,00000ml顯希選項(xiàng)r濯?jiǎng)訑?shù)值r,豆急星王等價(jià)荷載目由剛悻的案中力在KNFConcerMiatedMomentsinKN-m)J.9

9、2DistLoad(2-dir|1719?KM/m日td90000mPositiven-2dvedion-78.ll?s&7完成單位|w叫匚一3重置為初始單位荷載組合三作用最大應(yīng)力框架君程用493(GB-I221>荷載組合四作用最大應(yīng)力橫向分配梁最大彎矩M=35.9kNm,最大剪力Q=83.2KN選用I22a,查鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)得各相關(guān)力學(xué)參數(shù)如下：Wx=309cr33A=42cn2，Ix/Sx=19.13cm(Ix=3400cm4,Sx=177.7cm3),b=0.75cm。(T=M/W=35.9kN/m/309cm3x103=116.2MPa<1,3aQmaxSx83.2

10、KN105=58MPa<1.3Ixb19.13cm0.75橫向分配梁滿足設(shè)計(jì)要求3.2321型貝雷梁內(nèi)力驗(yàn)算荷載組合二，履帶吊15m夸中吊平臺(tái)重物時(shí)應(yīng)力圖：組合二15磁中作用上下弦桿最大軸力：530.7KN框架對(duì)敦圖591(KfF)組合二15磁中作用立桿最大軸力：113.2KN組合二15硝中作用斜桿最大軸力：138.6KN荷載組合三，雙車道汽車作用時(shí)應(yīng)力圖:組合三作用上下弦桿最大軸力：461.3KN組合三作用立桿最大軸力：71.4KNDiitLaad(1-dr)5L411E-O2KMAn&D.9933inPositivein1direction等價(jià)藥戟目由剛悻圖集中力在KN.Co

11、hcenlr&edTorsionsinKNm結(jié)果獨(dú)力AxmI11Z63EKNatO.DOOOOm鰭果扭矩Torsion-4.090E-04KN-matO.9934Sm本置為初始里位|用成單位商多匚二|組合三作用斜本f最大軸力：112.7KN荷載組合四，罐車作用時(shí)應(yīng)力圖:組合三作用上下弦桿最大軸力：337.8KN框架對(duì)象圖ITTt股桿）顯示遺項(xiàng)磁敷值演遞示基龍需長度偏移位置工況工合四二1Jttjjt:172理|AxialPandT)三麗百M(fèi)前麒罌AJ端Jt:173O.OOOMOm(O.TCOOOm等僑而載-自由因群留集中力在KN.Concenbiated1orsnnsinKNiiijDi

12、klLoad(1dr7.679E02KN/mat070000mPosiivein-1(fraction結(jié)果他力Axial61.935KNatOlOOCOOm結(jié)果扭矩Toisicm-2.578E-04KM-mjtOl7MOOm重量為初岫單位完成|單位|KN.m.C;組合三作用立桿最大軸力：61.9KN組合四作用斜桿最大軸力:84.9KN貝雷梁內(nèi)力計(jì)算:A=12.7cniIx=198cm4弦桿為210型鋼，梢10型鋼截面特性:3.Wx=39.7cmix=3.95cmb=0.53cm弦桿實(shí)際采用有效斷面系數(shù)R=0.809,弦桿容許承受桿為N=RacP(T=0.809*2*12.7*1.3*2100=

13、563KN貝雷梁弦桿荷載作用最大應(yīng)力為N=530.7KN<N=563KN斜桿為I8型鋼，截面特性：A=9.53cm2Ix=99KN.mWx=24.8crnlx=3.95cmIy=12.8cm4Wy=4.9cm3ly=1.18cm斜桿長度10=89cm長細(xì)比入=l0/iy=89/1.18=75.4查表得少=0.66N=6A(T=0.66*9,52*1,3*2100=171KN貝雷梁斜桿荷載作用最大應(yīng)力為N=138.6KN<N=171KN立桿為I8型鋼，截面特性：A=9.53cm2Ix=99KN.mWx=24.8cm3ix=3.95cmIy=12.8cm4Wy=4.9cm3iy=1.1

14、8cm立桿長度10=63cm長細(xì)比入=10/iy=63/1.18=53.4查表得少=0.818N=6A(t=0.818*9.52*1.3*2100=212.6KN貝雷梁立桿荷載作用最大應(yīng)力為N=113.2KN<N=212.6KN貝雷梁組合二荷載作用最大撓度：組合二15m夸荷載作用下最大撓度f=0.0338m貝雷梁組合三荷載作用最大撓度：組合三荷載作用下最大撓度f=0.032m貝雷梁組合四荷載作用最大撓度：組合四荷載作用下最大撓度f=0.023m承重梁內(nèi)力計(jì)算：組合二履帶吊在樁頂偏載吊重物時(shí)，單排樁基礎(chǔ)承重梁應(yīng)力最大，最大應(yīng)力為：（最大彎矩M=155.5KN最大剪力Q=317.4KN（最大

15、彎矩M=155.5KN最大剪力Q=317.4KN_3_32I36a,W=2乂875cm=1750cm,I/S=30.7(I=15760cm4,S=508.8cm3),b=1.0X2=2cm。g=M/W=164.5kNm/1750cm3=94MPa<1.3aQSIb402.04kN30.7cm2.0cm=65.5MPa<1.3r組合四罐車行駛至樁頂位置時(shí)，雙排樁基礎(chǔ)承重梁應(yīng)力最大，最大應(yīng)力為：（最大彎矩M=230.1KN最大剪力Q=387.1KN雙排樁基礎(chǔ)橫向承重梁（最大彎矩M=230.1KN最大剪力Q=387.1KN雙排樁基礎(chǔ)縱向承重梁（最大彎矩M=199.8KN最大剪力Q=231

16、.8KN2I36a,W=2X875cn3=1750cm3,I/S=30.7(I=15760cm4,S=508.8cm3),b=1.0X2=2cm。(t=M/W=230.1kNm/1750cm3=131.5MPa<1.3a=63MPa<1.3QS_387.1kNIb-30.7cm2.0cm滿足強(qiáng)度要求。鋼管樁基礎(chǔ)驗(yàn)荷載組合二履帶吊在樁頂偏載作用下最大應(yīng)力框架對(duì)象圖5D4(GBSPISF630XB)(M=22.7KN.MQ=3.1KN推架對(duì)急困604(GB-SP1SP63DK8)最大軸力N=524.9KN、棧橋樁基穩(wěn)定性計(jì)算荷載及邊界條件荷載條件.涌潮壓力根據(jù)甌江的涌潮，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，

17、涌潮（破碎波）壓力取9kN/m2則棧橋鋼管樁（D63Q最大?壓為9X0.63=5.67kN/m。.水流力F=p丫2A=6.75KN3)風(fēng)荷載WK二二szV2/1600=0.6X1.17X34/1600=0.15kPa.樁頂軸力根據(jù)棧橋計(jì)算書，單樁樁頂最大軸力取524kN邊界條件樁的嵌固點(diǎn)計(jì)算：T=5EImbo(見樁基規(guī)范附錄C)土層為淤泥土，式中mix2000kN/m4b0=2d其中d為樁徑d=0.63mb0=1.26mE=2.06x108kN/m2T=2.5(“值取2.2)嵌固點(diǎn)深度：Zm=T=2.22.535m嵌固點(diǎn)坐標(biāo)：-3-5.5=-8.5m穩(wěn)定性計(jì)算.涌潮壓力對(duì)鋼管樁嵌固點(diǎn)的彎矩M=

18、5.67X5X8.5=240.9KN/m.水流力對(duì)鋼管樁嵌固點(diǎn)的彎矩M=6.75X8.5=57.4.風(fēng)荷載對(duì)鋼管樁嵌固點(diǎn)的彎矩M=0.15X2X0.6X8.5=15.3.穩(wěn)定性計(jì)算鋼管樁最大軸力值524kn;r=(J/A)1/2=(65159/188.6)1/2=18.5cm計(jì)算長度l0=7-(-8.5)=15.5m屬于b類截面查表得：0=0,807<f上AkWix(1-0,8N/N'ex)除xMxTX截面塑性發(fā)展系數(shù)，取1.0N'EX歐拉臨界力，N'EX=2787KNBmx-等效彎矢1系數(shù)，取1.0NFxMx"xAxWxl-0.8N/Nex=41.5+

19、45.3=86,8<182Mpa鋼管樁的穩(wěn)定性滿足要求。單根鋼管樁最大入土深度根據(jù)港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）第4.2.4條：1一Qd=（U、qfiliqRA）R式中：Qd-單樁垂直極限承載力設(shè)計(jì)值（kM；?d一單樁垂直承載力分項(xiàng)系數(shù)，取1.45;U一樁身截面周長（m）,本處鋼管樁外徑周長：1.979m;爾一單樁第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；L一樁身穿過第i層土的長度（m>；qR一單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；A一樁身截面面積，630X8mmB管樁A=156.3cm2;2微-11#墩單樁入土深度計(jì)算：土層摩阻力統(tǒng)計(jì)表序號(hào)土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面（m）

20、底回局程（m）層厚（m）1淤泥12013.213.22淤泥1413.231.418.23淤泥質(zhì)黏土1731.435.64.241黏土1935.640.75.1由563.9kN=1/1.45X1.979X（12X13.2）+（14*18.2）>524.9KN計(jì)算得：Lx=13.2+18.2=31.4m,即鋼管樁打入河床以下31.4m。12#<-24#墩單樁入土深度計(jì)算：土層摩阻力統(tǒng)計(jì)表序號(hào)土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面（m）底回局程（m）層厚（m）1粉砂夾淤泥1205.25.22淤泥115.214.39.13淤泥1414.33924.741黏土433949.610.6由565.7kN=1/1.45X【1.979X(12X5.2)+(11*9.1)+(14*17)>524.9KN計(jì)算得：Lx=5.2+9.1+18=31.3m,即鋼管樁打入河床以下32.3m。25#>-47#墩單樁入土深度計(jì)算：土層摩阻力統(tǒng)計(jì)表序號(hào)土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面（m）底面高程（m）層厚（m）1粉砂夾淤泥1508.38.32淤泥118.320.412.13淤泥1420.43414.34黏土193442.38.3由561.8kN=1/1.45x1,979x(1