剛便橋設計計算方案書

1、樂昌至廣州高速公路乳源河大橋鋼棧橋設計計算方案書一、 鋼便橋設計要點（一） 剛便橋設計結構體系鋼便橋擬采用梁柱式鋼管貝雷梁簡支結構設計，跨徑設計9m,橫向鋼管間距為3m，每排3根，采用直徑529mm鋼管。橋面寬6m設計，在鋼管上橫向布置2根I36b工字鋼，縱向布置3組6排貝雷簡支縱梁。貝雷縱梁上橫向鋪設20#槽鋼，槽鋼間距為7cm，槽鋼上鋪設5mm防滑板做橋面系。（二） 支架縱梁縱向布置3組6排貝雷簡支縱梁（布置圖見附圖），縱梁跨徑為9m，縱梁端頭剪切力最大，端頭豎向采用20#槽鋼或工字鋼1.5m范圍進行加固處理。54m階段設置一個制動墩，間距為2m，6根鋼管組成。（三） 跨徑9m驗算1、豎向

2、荷載計算A、機械自重考慮:W=60t=600KN;即W1=600KN/9m=66.6 KN/mB、鋼板自重：W2=94.2/10*0.008=0.075KN/m2C、I36b工字鋼自重：W3=65.689*1.0=0.65689 KN/mD、貝雷梁自重：W4=0.3*10/3=10KN/mE、人群及機具工作荷載：Q5=2.0 KN/m2、豎向荷載組合：A、q=機械荷載+鋼板自重+貝雷梁自重+人、機具荷載 =66.6 KN/m+6.0*0.075 KN/m2+6*10 KN/m+2.0*6 =139.05 KN/m3、貝雷縱梁驗算9m跨選用3組6排國產(chǎn)貝雷，最大跨按9m計算為最不利荷載，貝雷片布

3、置間距布置110cm為一組,其力學性質：I= cm4M=78.8 t.mQ=24.5 t（1）貝雷片在荷載作用下最大彎矩： Mmax=qL2/8=139.05*92/8=1407.8813KN.m單片貝雷片承受彎矩：M=1407.8813/8=175.9852KN.mM=788KN.m滿足要求。注:M單片貝雷片容許彎矩。Qmax C= Qmax D段剪力相等：計算C支點Qmax C =Qmax D= q*l/2 =139.05*9/2 =625.725KN單片貝雷片承受剪力：C、D支點:Q=625.725/6=104.2875KNQ=280.0 KN滿足要求。注Q 單片貝雷片容許剪力。(2)撓

4、度計算9m跨選用6排國產(chǎn)貝雷 貝雷縱梁最大撓度： fmax=5ql4/(384EI*6) =(5*139.05*9004)/(384*2.1*106*6)=0.376cm f=L/400=900/400=2.25cmfmaxf滿足規(guī)范要求。4、20#槽鋼強度檢算：（按最不利腹板荷載位置） q=(400/4)/4=25kN/m(為安全起見1.2的荷載分布不均勻系數(shù))即：q1=25*1.2=30kN/m槽鋼自重：g=22.63*6*10/1000=1.36kN/m跨中M：M=1/8（q+g）l2=（1/8）*（30+1.36）*1.12=4.83kN-m支點剪力Q：Qc=Qd=1/2（q2+g）L

5、=0.5*（30+1.36）*1.1=17.4kN慣性矩：Iy=128cm4截面抵抗矩： Wmax=178cm3彎曲強度：w=M/W=4.83*106/178*103=27.1Mpa【】=145Mpa撓度:f=5ql4/384EI=5*30*9004/(384*2.1*106*1780*104)=0.6mml/400=2.7mm故 槽鋼可滿足施工荷載要求。5、I36b工字鋼橫梁驗算（1）、受力分析根據(jù)鋼便橋特點，縱橋向取具有代表性車輛輪胎接觸斷面計算，荷載均考慮傳遞在I36b 的工字鋼橫梁上，（假定按最不利荷載考慮，即9m段車輛運行一輛）。由力矩分配法可計算得： Mmax=54KN.m支架橫梁

6、的支點反力：（單根樁承載力計算）F= RD=400KNI36b的橫截面積A=83.64*2=167.2cm2=Mmax/W=54*106/ （1838*103）= 29.4MPa =145MPa=Fc/A=400*104/（83.64*2*103）=47.82MPa =85MPa故滿足要求。6、水中鋼管樁受力驗算貝雷及鋼管的布置圖“見支架布置圖”，根據(jù)上圖可知鋼便橋施工的荷載先橋面系傳遞到6排縱向貝雷片，再傳遞給2排橫向布置的2根36b工字鋼。（1）、由2根36b工字鋼將上部所有荷載均勻地傳遞給6/2=3根鋼管樁。最大鋼管樁頂受力為N105.8KN按照進場最小鋼管計算,直徑5290.8cm鋼管

7、:A52.93.140.8=133.136cm2每根鋼管樁豎向力P105.8+17*78.5*133.136*10-4123.7KN(每根鋼管長度約17米計)，即：P= 123.7 KN（2） 鋼管樁強度驗算（水上部位采用529鋼管基礎，鋼管頂采用70*70cm的鋼板焊接，并用25的U型卡36b工字鋼與貝雷片連接）。鋼管的慣性矩J=3.14/64(D4-d4)=3.14/64(534-51.44)=3.14.4/64=44672cm4回轉半徑r=（J/A）1/2=(44672/133.136)1/2=18.5cm1000/18.55480(按水位標高計算)，其長細比小于主要的受壓構件容許長細比

8、150。查鋼結構設計規(guī)范附表17得0.688。強度檢算:=P/A=123.7/0.=9.29MPa=1.5=120MPa；穩(wěn)定性檢算:=P/（A）=123.7/(0.*0.688*0.85）=15.9MPa=1.5=144MPa；滿足施工要求（2）管樁承載力驗算根據(jù)上面的計算可知，水上支架體系中主要載力構件單根鋼管樁所載承受的荷載要求單樁承載力為400KN即N=40t。根據(jù)地質勘察報告資料可知（ZK7），河床底以下4.2m 為卵石層，5.6m為均為強風化粉砂巖，強風化花崗巖下為中風化花崗巖及微風化花崗巖，因此、為了保證施工控制的安全性及可靠性，在施工中應以單樁力摩擦力反算深度（H）及貫入度雙控

9、為控制標準，即在施工中采用設備D40型振動錘打鋼管樁至樁錘10分鐘進尺小于1厘米或不進尺時單樁的承載力不小于40T，方可滿足施工的要求。f摩察力1=3.14*0.53*f*hf摩察力1=3.14*0.53*（50*4.2）+75*3.0f摩察力1=1.664*435=723KN即：f摩察力=400KN1.5 f摩察力1=723KN L=7.2M時 滿足要求按摩擦樁控制深度以河床以下7.2m為準，然后施工完三根鋼管樁采用千斤頂做承載力試驗，直至滿足荷載要求為止。若在施工時打樁控制深度未達到7.2m時（因地質的變化），以貫入度控制為標準，直至滿足荷載要求為止。為保證鋼管的承載力，采用200t 的千斤頂做承載力試驗。施工注意事項：根據(jù)計算鋼管樁的結構設計中縱梁貝雷片的強度和撓度，鋼管樁的長細