鋼便橋計算說明書

1、77省道延伸線龍灣至洞頭疏港公路工程第1施工標段臨時棧橋計算說明書浙江省交通工程建設集團有限公司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施工標段臨時棧橋計算說明書1概述1.1設計說明根據(jù)施工現(xiàn)場的具體地質情況、水文情況、氣候情況及兩階段施工設計圖紙等，擬建棧橋長約2384.2m,便橋寬度為6米。棧橋兩側設欄桿，下部結構采用鋼管樁基礎，上部結構采用貝雷和型鋼的組合結構。棧橋的結構形式為橫向七排單層貝雷桁架，桁架間距分0.9m,共27聯(lián)，標準跨徑為15m每6跨（90m形成一聯(lián)每聯(lián)設置寬度為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;基礎采

2、用0630X8mmB管樁，為加強基礎的整體穩(wěn)定性，每排鋼管樁間均采用20號梢鋼連接成整體。棧橋各墩基礎布置結構形式如下圖：芍J*Aime(JTGD60-2004)(JTJ024-85)(JTJ025-86)(JTJ0412000)(JTJ213-98)1.2設計依據(jù)1）公路橋涵設計通用規(guī)范2）公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范3）公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范4）公路橋涵施工技術規(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7）鋼結構計算手冊8）兩階段施工設計圖紙1.3 技術標準1）橋面設計頂標高為7.0米。2）設計荷載：50t汽車雙車道布置、履-50（最大吊重按20t考慮）、12m3罐車56t

3、。3）驗算荷載：1) 12吊混凝土罐車：自重25T+31T昆凝土。2) 50Ts帶吊機：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）橫向風荷載：風荷載取玉環(huán)縣坎門10年一遇風荷載值為：Vd=34m/s5）河床高程為-3mfe右，詳見地質勘察報告。6）河床覆蓋層：淤泥7）設計行車速度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+橫向風荷載2）組合二：自重荷載+履帶吊荷載+橫向風荷載3）組合三：自重荷載+汽車荷載+汽車制動力4）組合四：自重荷載+罐車荷載+汽車制動力根據(jù)荷載組合，對單跨15

5、ml橋整體分析，整體模型如下圖：12荷載計算2.1風載：1）鋼管樁橫橋向風壓計算Fwh=k0k1k3WdAwh=1*0.9*1*70(0.01KN/m2)*3.15=1.98KN(?630*8m制管樁)2）貝雷梁橫向風壓計算Fwh=k0k1k3WdAwh=0.9*1.44*1*70(0.01KN/m2)*1.17=1.06KN式中：Fwh橫向風荷載標準值(KN；Wd設計基準風壓（KN/m2,公式為Wd.支2g=70(0.01KN/m2)Awh橫向迎風面積（m2,此處？630*8mm岡管樁取Aw憶3.15m2單片貝雷梁取Awh=1.17m2Vd:設計高度Z的風速（m/s）,此處取Vd=34m/s

6、;（玉環(huán)縣坎門地區(qū)10年一遇風速）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:設計風速重現(xiàn)期換算系數(shù)，此處取k0=0.9;k1：風載阻力系數(shù)，此處鋼管樁取k1=0.9;單片貝雷梁取k1=1.44k3:地形、地理條件系數(shù)，此處取k3=1.00;g：重力加速度，g=10m/s2。受力模型：橫向風荷載方向考慮與履帶吊偏載方向相同。汽車制動力：根據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范(JTGD60-2004)查得，汽車制動力為汽車荷載重力的10%,棧橋設計時速為15km/h,此處取水平制動力為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夸跨中吊側面平臺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)鮽让嫫脚_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上部結構內力計算3.1I22橫向分配梁內力計算荷載組合二作用最大應力框架對象圖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r濯動數(shù)值r,豆急星王等價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力框架君程用493(GB-I221>荷載組合四作用最大應力橫向分配梁最大彎矩M=35.9kNm,最大剪力Q=83.2KN選用I22a,查鋼結構計算手冊得各相關力學參數(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橫向分配梁滿足設計要求3.2321型貝雷梁內力驗算荷載組合二，履帶吊15m夸中吊平臺重物時應力圖：組合二15磁中作用上下弦桿最大軸力：530.7KN框架對敦圖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，雙車道汽車作用時應力圖: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等價藥戟目由剛悻圖集中力在KN.Co

11、hcenlr&edTorsionsinKNm結果獨力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，罐車作用時應力圖:組合三作用上下弦桿最大軸力：337.8KN框架對象圖ITTt股桿）顯示遺項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結果他力Axial61.935KNatOlOOCOOm結果扭矩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貝雷梁內力計算: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承重梁內力計算：組合二履帶吊在樁頂偏載吊重物時，單排樁基礎承重梁應力最大，最大應力為：（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，雙排樁基礎承重梁應力最大，最大應力為：（最大彎矩M=230.1KN最大剪力Q=387.1KN雙排樁基礎橫向承重梁（最大彎矩M=230.1KN最大剪力Q=387.1KN雙排樁基礎縱向承重梁（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滿足強度要求。鋼管樁基礎驗荷載組合二履帶吊在樁頂偏載作用下最大應力框架對象圖5D4(GBSPISF630XB)(M=22.7KN.MQ=3.1KN推架對急困604(GB-SP1SP63DK8)最大軸力N=524.9KN、棧橋樁基穩(wěn)定性計算荷載及邊界條件荷載條件.涌潮壓力根據(jù)甌江的涌潮，結合現(xiàn)場情況，

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)風荷載WK二二szV2/1600=0.6X1.17X34/1600=0.15kPa.樁頂軸力根據(jù)棧橋計算書，單樁樁頂最大軸力取524kN邊界條件樁的嵌固點計算：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)嵌固點深度：Zm=T=2.22.535m嵌固點坐標：-3-5.5=-8.5m穩(wěn)定性計算.涌潮壓力對鋼管樁嵌固點的彎矩M=

18、5.67X5X8.5=240.9KN/m.水流力對鋼管樁嵌固點的彎矩M=6.75X8.5=57.4.風荷載對鋼管樁嵌固點的彎矩M=0.15X2X0.6X8.5=15.3.穩(wěn)定性計算鋼管樁最大軸力值524kn;r=(J/A)1/2=(65159/188.6)1/2=18.5cm計算長度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計值（kM；?d一單樁垂直承載力分項系數(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層土的極限側摩阻力標準值（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準值（kPa）；A一樁身截面面積，630X8mmB管樁A=156.3cm2;2微-11#墩單樁入土深度計算：土層摩阻力統(tǒng)計表序號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#墩單樁入土深度計算：土層摩阻力統(tǒng)計表序號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#墩單樁入土深度計算：土層摩阻力統(tǒng)計表序號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