詳細荷載棧橋計算書

-.z.高速公路棧橋設(shè)計計算書二零一七年十月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1．概述12．設(shè)計標準及依據(jù)13．設(shè)計條件14．構(gòu)造布置型式及材料特性1構(gòu)造布置型式1材料特性15．荷載計算1恒載1活載16．樁嵌固點計算17．主棧橋計算1工況分析17.2工況與計算模型1計算結(jié)果匯總1鋼管樁穩(wěn)定性驗算18．鋼管樁樁長計算19．上部構(gòu)造計算1-.z.1．概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2．設(shè)計標準及依據(jù)〔1〕主線及互通匝道初步設(shè)計圖〔2〕"初步設(shè)計階段工程地質(zhì)勘查報告"；〔3〕"港口工程荷載標準"〔JTS144-1-2010〕；〔4〕"港口工程樁基標準"〔JTS167-4-2012〕；〔5〕"海港水文標準"〔JTS145-2-2013〕；〔6〕"鋼構(gòu)造設(shè)計標準"〔GB50017-2003〕；〔7〕"公路橋涵設(shè)計通用標準"(JTGD60-2015)；3．設(shè)計條件1、棧橋設(shè)計邊界條件引用"初步施工圖設(shè)計"設(shè)計說明相關(guān)數(shù)據(jù)。2、主線棧橋設(shè)置在前進方向左側(cè)。3、棧橋?qū)挾劝?米設(shè)計。4、棧橋荷載主要8方混凝土罐車、50t吊機、鋼護筒重約30t，鋼筋籠約20t，盤旋鉆機和旋挖鉆機。4．構(gòu)造布置型式及材料特性構(gòu)造布置型式棧橋頂標高暫定，寬9m。面層體系自上而下依次為橋面板、橫向分配梁I22a。主縱梁采用321型單層9排貝雷片，承重梁采用2H600×200×11×17型鋼；棧橋下部構(gòu)造采用樁基排架，排架橫向樁間距，縱向間距12m，每60m設(shè)置制動墩，每120m設(shè)計伸縮縫，排架樁基采用Φ630×8mm。棧橋標準橫斷面材料特性1)Q235鋼材的強度設(shè)計值：彎曲應(yīng)力,剪應(yīng)力,2)Q345鋼材的強度設(shè)計值：彎曲應(yīng)力,剪應(yīng)力,端面承壓3)321型貝雷特性：弦桿許用內(nèi)力；豎桿許用內(nèi)力斜腹桿許用內(nèi)力5．荷載計算恒載構(gòu)造自重?；钶d車輛荷載〔1〕10方混凝土罐車：載重時重量43t總重：400kN輪距：1.8m軸距：前軸重力標準值：70kN后軸重力標準值：2×180kN前輪著地面積：×后輪著地面積：×車輛荷載布置與橋面考慮兩輛車并排行駛，如下列圖所示：〔2〕80t履帶吊通行；樁頂起吊，吊重30t，總重110t，側(cè)吊考慮70%重量作用在同一條履帶。履帶著地面積：履帶中心距：汽車制動力縱向荷載考慮汽車制動力，根據(jù)"公路橋涵設(shè)計通用標準"(JTGD60-2004)中查得，汽車制動力為汽車荷載的10％，此處棧橋按雙車道設(shè)計，取水平制動力為KN，按單跨相鄰兩跨9根鋼管樁分配制動力，每根樁的力為，受力點位于樁頂部位。6．樁嵌固點計算鋼管樁嵌固點計算引用"港口工程灌注樁設(shè)計與施工規(guī)程"(JTJ_248-2001)計算公式，，，，。：樁的入土深度〔m〕：樁的相對剛度系數(shù)〔m〕：樁的彈性模量〔〕，Q235鋼：樁的截面慣性矩〔〕，φ630×8mm鋼管樁QUOTE：樁側(cè)地基土水平抗力系數(shù)隨深度增加的比例系數(shù)〔〕，按"港口工程灌注樁設(shè)計與施工規(guī)程"表取值。流塑粘性土，淤泥m取3000：樁的受彎嵌固點距泥面的深度〔m〕：系數(shù)，取～，當樁頂鉸接或自由長度較大時取消值，這里取中位數(shù)。φ630×8mm鋼管樁嵌固點計算：QUOTE，泥面標高，嵌固點標高，取5m。鋼管樁入土深度L＞，按彈性長樁考慮。7．主棧橋計算工況分析7.2.1計算工況計算按二跨12米為模型，按兩10方混凝土罐車和履帶吊機分別作用，計算荷載工況如下：工況荷載工況一自重+雙罐車偏載作用邊墩工況二自重+雙罐車偏載作用跨中工況三自重+雙罐車偏載作用中墩工況四自重+履帶縱向偏載作用邊墩工況五自重+履帶縱向偏載作用跨中工況六自重+履帶縱向偏載作用中墩工況七自重+履帶橫向偏載作用邊墩工況八自重+履帶橫向偏載作用跨中工況九自重+履帶橫向偏載作用中墩考慮=1\*GB3①自重、=2\*GB3②罐車、=3\*GB3③履帶吊、=4\*GB3④車輛制動力〔僅罐車〕。各工況荷載組合如下：正常工作期根本組合：×=1\*GB3①×〔=2\*GB3②+=4\*GB3④〕×=1\*GB3①×=3\*GB3③標準組合：=1\*GB3①+=2\*GB3②+=4\*GB3④=1\*GB3①+=3\*GB3③履帶吊通行時罐車不通行。履帶吊通行分別考慮作用在跨中〔彎矩最大〕及端部〔剪力最大〕貝雷上。7.2工況與計算模型7.2.2計算模型采用MIDAS計算，各構(gòu)件均采用梁單元。一、主棧橋整體計算模型：12m跨單排墩分析模型雙罐車偏載作用邊墩雙罐車偏載作用跨中雙罐車偏載作用中墩履帶縱向偏載作用邊墩履帶縱向偏載作用跨中履帶縱向偏載作用中墩履帶橫向偏載作用邊墩履帶橫向偏載作用跨中履帶橫向偏載作用中墩計算結(jié)果匯總1〕構(gòu)件計算結(jié)果匯總構(gòu)件類型工況一工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ630×8組合應(yīng)力(MPa)彎矩(kN·m)軸力(kN)800承重梁2H600×200組合應(yīng)力(MPa)444051剪應(yīng)力(MPa)12m跨貝雷弦桿軸力(kN)豎桿軸力(kN)斜桿軸力(kN)76構(gòu)件類型工況六工況七工況八工況九備注鋼管樁φ630×8組合應(yīng)力(MPa)根本組合彎矩(kN·m)6軸力(kN)承重梁2H600×200組合應(yīng)力(MPa)根本組合剪應(yīng)力(MPa)12m跨貝雷弦桿軸力(kN)標準組合豎桿軸力(kN)斜桿軸力(kN)2〕整體位移類別工況一工況二工況三工況四工況五豎向位移(mm)15類別工況六工況七工況八工況九備注豎向位移(mm)標準組合3〕φ630×8鋼管樁反力〔固結(jié)〕類別工況一工況二工況三工況四工況五工況六工況七工況八工況九備注軸力(kN)標準組合鋼管樁穩(wěn)定性驗算鋼管樁φ630×8：工況三下，最不利內(nèi)力組合：N=800kN，M=95.7kN?m工況九下，最不利內(nèi)力組合：，M=2.4kN?m鋼管樁φ630×8：A=15632mm2×109mm4×106mm3i=220mm兩端按鉸接考慮，計算長度按L0=8000mmλ=L0/屬于b類截面，查表得φ*=φy1〕彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計算：工況三：QUOTE+QUOTE91.8Mpa<f=215Mpa工況九：QUOTE+QUOTE72.4Mpa<f=215Mpa2〕彎矩作用平面外穩(wěn)定計算：工況三：QUOTE=84.0Mpa<f=215Mpa工況九：QUOTE=66.1Mpa<f=215Mpa鋼管樁穩(wěn)定性驗算滿足要求。8．鋼管樁樁長計算泥面標高參考"初步設(shè)計階段工程地質(zhì)勘查報告"。根據(jù)"港口工程樁基標準"〔JTS167—4—2012〕第條：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；U—樁身截面周長〔m〕；—單樁第i層土的極限側(cè)摩阻力標準值〔kPa〕；—樁身穿過第i層土的長度〔m〕；—單樁極限樁端阻力標準值〔kPa〕；CQZK35鉆孔地質(zhì)條件：巖土名稱標高〔m〕樁側(cè)摩阻力(kPa)樁端阻力(kPa)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～15－粉砂～30－淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～1560粉質(zhì)粘土～30120細砂～65200CQZK38鉆孔地質(zhì)條件：巖土名稱標高〔m〕樁側(cè)摩阻力(kPa)樁端阻力(kPa)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～15－粉砂～30－淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～1560粉質(zhì)粘土～40160粉質(zhì)粘土～30120細砂～65200CQZK39鉆孔地質(zhì)條件：巖土名稱標高〔m〕樁側(cè)摩阻力(kPa)樁端阻力(kPa)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～-5,6315－粉砂～30－淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～1560粉質(zhì)粘土～30120細砂～65200CQZK43鉆孔地質(zhì)條件：巖土名稱標高〔m〕樁側(cè)摩阻力(kPa)樁端阻力(kPa)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～-7,6515－粉砂～30－淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土～1560粉質(zhì)粘土～40160粉質(zhì)粘土～30120粉質(zhì)粘土～50180鋼管樁φ630×8樁端最大壓力標準值748kN。以CQZK39地質(zhì)資料計算，樁底標高-30m?！?15×7+30×6.7+15×17.67)/1.45=780KN＞748KN，滿足要求。此處僅以海床線處為驗算部位，其他部位鋼管樁樁長根據(jù)樁基承載力公式及樁基規(guī)格計算，詳見設(shè)計圖紙。9．上部構(gòu)造計算橫向分配梁I22a750工況一、10方砼罐車作用〔計算寬度取，計算跨度〕單邊車輪作用在跨中時縱向分配梁的彎