福建特大橋鋼棧橋施工設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、中國建筑股份有限公司莆田聯(lián)十一線A5標(biāo) PAGE 莆田聯(lián)十一線A5標(biāo)三江口特大橋鋼棧橋施工設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì) 算算 :復(fù) 核核 :審 核核 :審 定定 中國建筑股股份有限限公司莆莆田聯(lián)十十一線AA5標(biāo)項(xiàng)項(xiàng)目部2016年年4月1. 設(shè)計(jì)計(jì)依據(jù)公路橋橋涵設(shè)計(jì)計(jì)通用規(guī)規(guī)范（JJTG D600-20015）公路橋橋涵地基基與基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（JJTG D633-20007）公路橋橋涵鋼結(jié)結(jié)構(gòu)及木木結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范（JJTJ0025-86）公路橋橋涵施工工技術(shù)規(guī)規(guī)范(JTJJ0411-20000)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（GGB5000177-20003）港口工工程設(shè)計(jì)計(jì)荷載規(guī)規(guī)范（JJTJ2215-98） 黃紹金

2、金 劉陌陌生 裝裝配式公公路鋼橋橋多用途途手冊 路橋施施工計(jì)算算手冊（人人民交通通出版社社）ISSBN 7-1114-038855-0水文、地地質(zhì)、潮潮汐、氣氣象資料料：木蘭蘭溪水文文資料：Q=335200m3/s，HH1%=3.770m，VV1%=1.005m/s。簡簡要地質(zhì)質(zhì)資料：1-11素填土土 （QQ4mll）；11-3耕耕值土（QQ4mll）；33-1-1淤泥泥 （QQ4mll-m），=555kpaa；3-2淤泥泥質(zhì)黏土土 （QQ4mll-m），=700kpaa；3-3粉質(zhì)質(zhì)黏土 （Q44ml-m）,=2200kkpa；3-44粉砂 （Q44ml-m）,=1110kkpa；3-55中

3、砂 （Q44ml-m），=3000kppa； 3-88卵石 （Q44ml-m），=5550kppa； 6-11全風(fēng)化化花崗巖巖 (52),，=3550kppa； 6-22-1 砂土狀狀強(qiáng)風(fēng)化化花崗巖巖（552），=4550kppa；66-2-2 碎碎塊狀強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化花花崗巖（52）,=7550kppa；66-3 中風(fēng)化化花崗巖巖（553），=18800kkpa；6-44 微風(fēng)風(fēng)化花崗崗巖（53），=38800kkpa。根根據(jù)勘察察地質(zhì)資資料，橋橋址地面面下200m范圍圍內(nèi)主要要為沖海海積層，下下伏基巖巖為燕山山晚期花花崗巖及及其風(fēng)化化層。2. 設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)控控制荷載載：A、50tt履帶吊吊機(jī)，

4、吊吊重200tB、主梁運(yùn)運(yùn)輸車，重重1000tC、40tt混凝土土罐車 設(shè)計(jì)使使用壽命命：3年年 橋面寬寬度：88m； 橋面標(biāo)標(biāo)高：+6m； 設(shè)計(jì)車車速：115kmm/h；3. 設(shè)計(jì)計(jì)說明施工棧橋負(fù)負(fù)擔(dān)三江江口特大大橋主橋橋以及部部分引橋橋施工中中的材料料、機(jī)械械、混凝凝土、主主橋鋼梁梁等的運(yùn)運(yùn)輸功能能，同時(shí)時(shí)也作為為鉆孔平平臺(tái)施工工過程中中的起始始平臺(tái)。3.1 棧棧橋橋型型布置棧橋總長為為5933m，荔荔城側(cè)第第一跨為為24mm，其他他為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)橋跨99m，布布置為44跨一聯(lián)聯(lián)（9xx4=336m），棧橋橋橋面寬寬8m，鋼鋼棧橋均均布置在在線路右右側(cè)。3.2 結(jié)結(jié)構(gòu)說明明（1）下部部結(jié)構(gòu) 鋼棧

5、橋基基礎(chǔ)采用用鋼管樁樁，9mm跨棧橋橋基礎(chǔ)連連續(xù)墩采采用663010mmm螺旋旋鋼管，224m跨跨棧橋基基礎(chǔ)采用用8220110mmm螺旋鋼鋼管，連連續(xù)墩采采用單排排樁，橫橫橋向布布置3根根，間距距3.115m；制動(dòng)墩墩采用5299100mm雙雙排樁，橫橫橋向布布置3根根，鋼管管樁橫橋橋向間距距3.115m，縱縱橋向間間距1.8m。鋼鋼管樁間間用槽鋼鋼橫向連連接，以以提高穩(wěn)穩(wěn)定性。鋼鋼管樁頂頂采用雙雙拼400a工字字鋼作為為橫梁，橫橫梁長度度為9mm。（2）上部部結(jié)構(gòu) 棧橋橋主梁采采用3221貝雷雷梁，貝貝雷梁單單跨跨度度為9mm、244m，橫橫橋向布布置4組組，每組組2排，排排間距為為90c

6、cm，兩兩組貝雷雷梁間間間距1.2m，224m跨跨貝雷梁梁底板用用加強(qiáng)弦弦桿加強(qiáng)強(qiáng)。 棧橋橋橋面板板采用板板厚200cm預(yù)預(yù)制鋼筋筋混凝土土橋面板板，橋面面板采用用C300混凝土土。 棧橋橋總體布布置圖、連連續(xù)墩斷斷面圖及及制動(dòng)墩墩斷面圖圖見附件件。3.3.荷荷載參數(shù)數(shù)（1）基本本可變荷荷載汽車荷載：混凝土土罐車、主主梁運(yùn)輸輸車等，考考慮最大大重車1100tt（主梁梁運(yùn)輸車車），不不允許550t以以上重車車會(huì)車。根根據(jù)公公路橋涵涵設(shè)計(jì)通通用規(guī)范范（JJTG D600-20015）表表4.33.1-3規(guī)定定，其技技術(shù)指標(biāo)標(biāo)如下：項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)車輛重力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值KN550輪距m1.

7、8前軸重力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值KN30前輪著地寬寬度及長長度m0.3 xx 0.2中軸重力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值KN2 x 1120中、后輪著著地寬度度及長度度m0.6 xx 0.2后軸重力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值KN2 x 1140車輛荷載的的主要技技術(shù)指標(biāo)標(biāo) 車輛立面面布置圖圖 車輛平平面布置置圖本棧橋通行行重車取取相同輪輪距，荷荷載比例例擴(kuò)大，則則為555KN、4440KKN、5510KKN。50t履帶帶吊荷載載:自重重50tt，起吊吊作業(yè)220t。接接觸面積積為246607760mmm2（2）其他他可變作作用行人荷載載：2.5kNN/m；管道荷載載：2.0kNN/m；風(fēng)載：最最大風(fēng)力力按122級考慮慮，風(fēng)速速為322.6mm/

8、s。風(fēng)載按公公路橋涵涵設(shè)計(jì)通通用規(guī)范范進(jìn)行行計(jì)算，其中：（按按施工架架設(shè)期間間取值）；（桁架風(fēng)載載系數(shù)）；（按最不利利地形地地理?xiàng)l件件選?。唬ò碅類地地表，離離地面或或水面55m計(jì)）；（按A類取取陣風(fēng)風(fēng)風(fēng)速系數(shù)數(shù)）；，12級風(fēng)載載時(shí)：求得:單片貝雷片片及橋面面板迎風(fēng)風(fēng)面積：；風(fēng)載為：每聯(lián)棧橋風(fēng)風(fēng)載水平平力為：假定風(fēng)載作作用點(diǎn)在在沖刷線線上，鋼管樁樁在沖刷刷線上的的長度為為10m。水流力：水流流速11.055m/ss，水流流力為, K水流阻阻力系數(shù)數(shù)，樁為為圓形，取取0.663；水容重，取取10kkN/mm；V水流速速度；重力加加速度，取取9.88m/ss；A單樁入入水部分分在垂直直于水流流方

9、向的的投影面面積；棧橋鋼管樁樁水中長長度h=10m，水水面流速速為1.05mm/s,河床處處流速為為0m/s。水流力沖刷線以上上樁長 H =10m，作作用點(diǎn)位位于樁頂頂1/33H4、主要材材料設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)根據(jù)鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范（GGB5000177-20003) 以及及 裝裝配式公公路鋼橋橋多用途途使作手手冊主主要材料料的設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)如如下材料名稱材質(zhì)抗彎拉極限限應(yīng)力w（MMPa）抗剪極限應(yīng)應(yīng)力（MPa）一般型鋼構(gòu)構(gòu)件Q235215125貝雷梁16Mn2732085、混凝土土橋面板板計(jì)算混凝土橋面面板寬22m，長長8m，厚厚0.22m，按按單向板板計(jì)算。汽汽車荷載載兩個(gè)后后軸間距距1.44m，小小

10、于橋面面板寬22.0mm，按一一塊板承承受兩個(gè)個(gè)后軸車車輪計(jì)算算。 荷載計(jì)計(jì)算汽車荷載輪輪壓 qq=1.4x2255/2/00.6/0.22=14487 KN/m2 （控控制設(shè)計(jì)計(jì)） 履帶吊機(jī)著著地壓力力 q=1.44x7000/22/4.65/0.776=1138.6 KKN/mm2 內(nèi)力計(jì)計(jì)算由于55tt汽車荷荷載控制制設(shè)計(jì)，本本算單以以此為例例計(jì)算。根根據(jù)棧橋橋斷面布布置圖，橋橋面板最最大跨度度為1.2米。輪輪寬200cm，考考慮按445擴(kuò)擴(kuò)散角，板板有效寬寬度0.6m，計(jì)計(jì)算簡圖圖如下： 計(jì)算算得： MMmaxx = 40.2 KKN.MMQmax = 889.33 KNN 配筋計(jì)計(jì)算

11、橋面板有效效寬度 b=6600 mm(考慮按按45擴(kuò)散角角，板有有效寬度度0.66m)梁高度 hh = 2000 mmm，ass = 20 mm，aas= 220 mmmh0 = 1800 mmm 梁梁自重 3 KKN/mm 混凝土選用用C300，fcc= 144.3 N/mmm2 a11 = 1ft = 1.443 NN/mmm2 bb1 = 0.88鋼筋選用 HRBB3355 級鋼鋼 ffy=fyy= 3000 NN/22 b= 0.55A、 單筋筋矩形截截面在縱縱向受拉拉鋼筋達(dá)達(dá)到充分分發(fā)揮作作用或不不出現(xiàn)超超筋破壞壞所能承承受的最最大彎矩矩設(shè)計(jì)值值Mmaax = 1006.77 KNN

12、.MB、單筋矩矩形截面面已知彎彎矩求配配筋M實(shí)際 = 400.2KKN.MM673.119mmm2 （需需要的鋼鋼筋截面面積）取鋼筋直徑徑 166 mmm ，實(shí)實(shí)取4 根實(shí)際配筋面面積 AAS= 8004.22522滿足構(gòu)造及及受力要要求。 抗剪計(jì)計(jì)算混凝土橋面面板截面面抗剪如如下：V=0.77hftbh0= 1008 KKN Q = 998KNN滿足構(gòu)造及及受力要要求棧橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)驗(yàn)算棧橋的設(shè)計(jì)計(jì)荷載按按以下兩兩種方式式組合： 工工況一 ：1.2倍自自重荷載載+1.4倍主主梁運(yùn)輸輸車汽車車荷載，其其中汽車車荷載考考慮1.3倍的的沖擊系系數(shù)。 工工況二 ：1.2倍自自重荷載載+1.4倍履履帶吊荷荷

13、載，其其中履帶帶吊荷載載考慮11.3倍倍的沖擊擊系數(shù)。 棧棧橋的設(shè)設(shè)計(jì)驗(yàn)算算按9mm跨、224m跨跨分兩次次驗(yàn)算，本本次驗(yàn)算算通過MMIDAAS/CCiviil結(jié)構(gòu)構(gòu)分析軟軟件計(jì)算算完成。6.1 、99m標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)跨棧橋橋驗(yàn)算下圖為兩跨跨9m跨跨度棧橋橋的Miidass分析模模型圖 圖6.1 棧棧橋Miidass分析模模型圖6.1.11、貝雷雷梁驗(yàn)算算結(jié)果分分析 （1）貝雷雷梁強(qiáng)度度驗(yàn)算圖6.2 工況一一貝雷梁梁應(yīng)力計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖6.3工工況二貝貝雷梁應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算結(jié)果圖圖 由以以上計(jì)算算結(jié)果圖圖可知，工工況一下下貝雷梁梁所受應(yīng)應(yīng)力為1188MMPa，工工況二下下貝雷梁梁所受應(yīng)應(yīng)力為1135MMPa

14、。最大應(yīng)力1188MMPa ww =2273MMPa。故故貝雷梁梁強(qiáng)度滿滿足要求求。貝雷梁擾度度驗(yàn)算 66.4工工況一貝貝雷梁位位移計(jì)算算結(jié)果圖圖 6.5工工況二貝貝雷梁位位移計(jì)算算結(jié)果圖圖由以上計(jì)算算結(jié)果可可知，工工況一下下貝雷梁梁最大擾擾度為55.5mmm，工工況二下下貝雷梁梁最大擾擾度為44.7mmm。貝雷梁最大大擾度55.5mmm f = LL/4000=222mmm，故貝貝雷梁擾擾度滿足足要求。6.1.22、樁頂頂橫梁驗(yàn)驗(yàn)算結(jié)果果分析 （1）橫梁梁強(qiáng)度分分析 6.6工工況一橫橫梁應(yīng)力力計(jì)算結(jié)結(jié)果圖 6.7工工況二橫橫梁應(yīng)力力計(jì)算結(jié)結(jié)果圖由以上計(jì)算算結(jié)果圖圖可知，工工況一橫橫梁的最最大

15、應(yīng)力力為799.8MMPa，工工況二橫橫梁的最最大應(yīng)力力為622.2MMPa。橫梁所受最最大應(yīng)力力79.8MPPa w =2115MPPa，故故橫梁強(qiáng)強(qiáng)度滿足足要求。橫梁擾度分分析 6.8工況況一橫梁梁位移計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖 6.9工工況一橫橫梁位移移計(jì)算結(jié)結(jié)果圖由以上計(jì)算算結(jié)果可可知，工工況一和和工況二二橫梁的的最大位位移均為為2mmm。 橫梁最最大位移移2mmm f = L/4000=7.8mmm，故橫橫梁擾度度滿足要要求。6.1.33、鋼管管樁驗(yàn)算算結(jié)果分分析 （1） 鋼鋼管樁強(qiáng)強(qiáng)度分析析 6.100工況一一鋼管樁樁應(yīng)力計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖 6.110工況況二鋼管管樁應(yīng)力力計(jì)算結(jié)結(jié)果圖由以上計(jì)算算

16、結(jié)果可可知，工工況一與與工況二二鋼管樁樁最大應(yīng)應(yīng)力均為為13.5MPPa。鋼管樁所受受最大應(yīng)應(yīng)力133.5MMPa ww =2215MMPa，故故鋼管樁樁強(qiáng)度滿滿足要求求。鋼管樁穩(wěn)定定性分析析 66.111工況一一鋼管樁樁反力計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖 6.12工工況二鋼鋼管樁反反力計(jì)算算結(jié)果圖圖由以上計(jì)算算結(jié)果可可知，工工況一鋼鋼管樁反反力為8837KKN，工工況二鋼鋼管樁反反力為6676KKN。取取工況一一鋼管樁樁反力8837KKN為計(jì)計(jì)算依據(jù)據(jù)。 aa、鋼管樁樁長細(xì)比比鋼管樁規(guī)格格為6630*10mmm，回回轉(zhuǎn)半徑徑，鋼管樁樁長度按按30mm計(jì)算，長細(xì)比=150，鋼管樁長細(xì)比滿足要求。b、鋼管樁樁穩(wěn)

17、定性性驗(yàn)算：查鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)與與計(jì)算P5220頁知知：穩(wěn)定定系數(shù)0.3357，A1194000mmm2，w=2215MMPa，鋼鋼管樁穩(wěn)穩(wěn)定性滿滿足要求求。鋼管樁承載載能力分分析 根據(jù)公公路橋涵涵地基與與基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范沉樁樁的單樁樁軸向受受壓容許許承載力力： 鋼鋼管樁參參數(shù)：鋼管樁采用用外徑 D = 6330 mmm，壁壁厚d= 100mm鋼管樁樁底底投影面面積 AA = 0.3312mm2鋼管樁周長長 U = 1.9799m 土層摩阻阻力統(tǒng)計(jì)計(jì)見下表表： 土層摩阻阻力統(tǒng)計(jì)計(jì)表編號土層名稱土層厚度（mm）樁側(cè)土摩阻阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值 (kPaa)地基承載力力基本允允許值 (kPaa)3-1-11淤泥

18、1512553-8卵石3.61805506-2-11砂土狀強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化花崗崗巖9.91104506-2-22碎塊狀強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化花崗崗巖2.1150750 不計(jì)地基基承載力力，鋼管管樁長度度按穿過過淤泥層層與卵石層層，打入入強(qiáng)風(fēng)化化花崗巖巖1m，打打入深度度共199.6mm。鋼管樁單樁樁容許承承載力： 由上面計(jì)算算可知鋼鋼管樁最最大反力力N=8837kkN=9228.1151KKN 承載力滿足足要求。6.1.44、棧橋橋整體穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算(1)、荷荷載分析析棧橋最不利利受力為為在最高高潮水位位時(shí)水流流力、風(fēng)風(fēng)荷載產(chǎn)產(chǎn)生的同同向傾覆覆彎矩，取取一聯(lián)棧棧橋（44孔）進(jìn)進(jìn)行整體體穩(wěn)定性性分析。(2)、傾傾覆力

19、水流傾覆力力矩：風(fēng)力傾覆力力矩：整體傾覆力力矩：(3)、抗抗傾覆力力水流力、風(fēng)風(fēng)荷載產(chǎn)產(chǎn)生的同同向力矩矩作用下下，棧橋橋有向水水流方向向傾覆的的趨勢，棧棧橋通過過自身重重量和鋼鋼管樁與與土層的的摩阻力力產(chǎn)生的的抗傾覆覆彎矩來來保持棧棧橋穩(wěn)定定。棧橋橋外側(cè)兩兩根鋼管管樁橫橋橋向間距距為6.3m,所以抗抗傾覆力力臂取3.115m。(4)、整整體穩(wěn)定定分析棧橋整體穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)，滿滿足整體體穩(wěn)定性性要求。6.2、224m跨跨棧橋驗(yàn)驗(yàn)算由上面9mm跨棧橋橋驗(yàn)算結(jié)結(jié)果可知知，工況況一較工工況二對對棧橋結(jié)結(jié)構(gòu)影響響大，故故本次只只驗(yàn)算工工況一時(shí)時(shí)棧橋的的受力情情況，下下圖為224m單單跨棧橋橋的Miid

20、ass分析模模型圖。圖6.133棧橋MMidaas分析析模型圖圖6.2.11、貝雷雷梁驗(yàn)算算結(jié)果分分析 貝雷梁強(qiáng)度度驗(yàn)算圖6.144工況一一貝雷梁梁應(yīng)力結(jié)結(jié)果圖 由以上計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖可知知，工況況一下貝貝雷梁所所受最大大應(yīng)力為為2355MPaa。 最大應(yīng)力力2355MPaa w =2733MPaa。故貝貝雷梁強(qiáng)強(qiáng)度滿足足要求.貝雷梁擾度度驗(yàn)算 圖圖6.115工況況一貝雷雷梁位移移結(jié)果圖圖 由以上計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖可知知，工況況一貝雷雷梁所受受最大擾擾度為118mmm。 最大擾度度18mmm L/4400=60mmm。故故貝雷梁梁擾度滿滿足要求求6.2.22、樁頂頂橫梁結(jié)結(jié)果分析析 橫梁強(qiáng)度分分析

21、圖圖6.116工況況一橫梁梁應(yīng)力結(jié)結(jié)果圖 由以上上計(jì)算結(jié)結(jié)果圖可可知，工工況一橫橫梁所受受最大應(yīng)應(yīng)力為1155MMPa。 最大應(yīng)應(yīng)力1555MPPa w =2115MPPa。故故貝雷梁梁強(qiáng)度滿滿足要求求橫梁擾度分分析 圖圖6.117工況況一橫梁梁位移結(jié)結(jié)果圖 由以上計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖可知知，工況況一橫梁梁所受最最大擾度度為7.5mmm。 最大擾度度7.44mm L/4000=7.8mmm。故貝貝雷梁擾擾度滿足足要求6.2.33、鋼管管樁驗(yàn)算算結(jié)果分分析 鋼管樁強(qiáng)度度分析 圖圖6.118工況況一鋼管管樁應(yīng)力力結(jié)果圖圖由以上計(jì)算算結(jié)果可可知，工工況一鋼鋼管樁最最大應(yīng)力力均為118MPPa。鋼管樁所受受

22、最大應(yīng)應(yīng)力188MPaa w =2155MPaa，故鋼鋼管樁強(qiáng)強(qiáng)度滿足足要求。（2）鋼管管樁穩(wěn)定定性分析析 66.199工況一一鋼管樁樁反力計(jì)計(jì)算結(jié)果果圖由以上計(jì)算算結(jié)果可可知，工工況一鋼鋼管樁反反力為112222.2KKN。 aa、鋼管樁樁長細(xì)比比鋼管樁規(guī)格格為8820*10mmm，回回轉(zhuǎn)半徑徑，鋼管樁樁長度按按30mm計(jì)算，長細(xì)比=150，鋼管樁長細(xì)比滿足要求。b、鋼管樁樁穩(wěn)定性性驗(yàn)算：查鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)與與計(jì)算P5220頁知知：穩(wěn)定定系數(shù)0.5536，A2557299mm2，w=2215MMPa，鋼鋼管樁穩(wěn)穩(wěn)定性滿滿足要求求。鋼管樁承載載能力分分析 根據(jù)公公路橋涵涵地基與與基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范沉樁樁