钢便桥计算书优质特享.docx

1、钢便桥计算书优质特享安徽蚌埠至固镇公路改建工程2标临时钢栈桥计算书编制： 批准： 浙江兴土桥梁建设有限公司2012年2月7日1 概述 11.1 设计说明 11.2 设计依据 11.3技术标准 21.4自重荷载统计 21.5 荷载工况建立 31.6荷载组合： 32 上部结构内力计算 42.1 桥面板内力计算 42.2 I22横向分配梁内力计算 82.3 321型贝雷梁内力验算 132.4 承重梁内力计算： 182.5 钢管桩基础验算 203 计算结论 26蚌埠临时栈桥计算说明书1 概述 1.1 设计说明本栈桥为安徽蚌埠至固镇公路改建工程2标基础施工，根据施工现场的具体地质情况、水纹情况和气候情况

2、，拟建栈桥合同段长30m，便桥宽度为4米。栈桥两侧设栏杆，下部结构采用钢管桩基础，上部结构采用贝雷和型钢的组合结构。栈桥的结构形式为横向四排单层贝雷桁架，两侧桁架间距分0.9m，中间桁架间距为1.5m，标准跨径为12m，边侧跨径为9m。栈桥桥面系采用定型桥面板，面系分配横梁为I22a，间距为75cm；基础采用5298mm以上钢管桩，为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采用20a号槽钢连接成整体。1.2 设计依据1）公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）2）公路桥涵地基与基础设计规范 （JTGD63-2007）3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）4）公路桥涵施

3、工技术规范 （JTG/T F50-2011）5）海港水文规范 （JTJ213-98）6）装配式公路钢桥多用途使用手册7）钢结构计算手册1.3技术标准1）桥面设计顶标高为+17.09米。2）设计荷载：9m3砼罐车、履-50（最大吊重按10t考虑）。3）验算荷载：（冲击系数已加入模型）9m3砼罐车：罐车满载在计算模型中添加。50T履带吊机：履带接地尺寸4.5m0.7m。4）河床高程为+9.6m左右。5）河床覆盖层：粉质粘土6）设计行车速度15km/h，纵向行车间距不小于12m。图1、9m3砼罐车荷载布置图图2、履带吊车荷载布置1.4自重荷载统计 1）栈桥面层：8mm厚钢板，单位面积重62.8kg，

4、则4.08kN/m。2）面板加劲肋工12.6,单位重14.21kg/m，则0.14kN/m，间距0.24m 。3）横向分配梁：I22a，0.33kN/m ，2.145kN/根，间距0.75m。4）纵向主梁：321型贝雷梁，4.44 KN/m。5）桩顶分配主梁： 2I40a，1.35kN/m ，8.11KN/根。1.5 荷载工况建立工况一：50T履带吊在栈桥上架设栈桥时 工况二：9m3罐车满载在栈桥上行驶时1.6荷载组合：1）组合一：自重荷载+履带吊荷载2）组合二：自重荷载+9m3罐车满载根据荷载组合，对栈桥最大跨径12m进行整体模型进行移动荷载分析，如下图所示：图3、整体模型2 上部结构内力计

5、算 2.1 桥面板内力计算 由于本项目栈桥桥面系采用框架结构，面板加强肋采用间距为24cm的I12.6焊接成整体，其结构稳定可靠，在此对面板和纵梁进行验算，不另行考虑横肋的分配作用，其荷载分析如下： 1）自重均布荷载：已自动加入电算模型中。2）施工及人群荷载：不考虑与车辆同时作用。3）轮压：汽车最大轴重按200kN计算，每轴2组车轮，则单组车轮荷载为100kN，车轮着地宽度和长度为0.5m0.2m。图4、桥面钢板平面最大剪切应力（max=54.7Mpa）图5、桥面钢板平面最大有效应力（max=2.66Mpa）因50T履带吊考虑10T吊重与9m3砼罐车满载时60T单位重量相同，桥面板局部受力最大

6、值相同，此处组合二应力值不再另行显示。图5、组合一桥面纵梁弯曲应力（max=38Mpa）图6、组合一桥面纵梁剪切应力（max=1.94Mpa）图7、组合二桥面纵梁弯曲应力（max=35.8Mpa）图8、组合二桥面纵梁剪切应力（max=1.82Mpa）（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有：对于临时结构有1451.3188.5Mpa，851.3110.5Mpa）图9、组合一桥面板最大挠度图10、组合二桥面板最大挠度fmax=19.1 mmL/400=12000/400=30mm经电算模型综合分析可知，组合桥面板结构各部件强度及刚度均满足设计规范要求。2.2 I22横向分配梁内力计

7、算 由电算模型分析可知，分配梁在工况一和工况二下分配梁最不利移动荷载布置分别如下图所示布置：图11、工况一分配梁最不利荷载布置图12、工况二分配梁最不利荷载布置图13、组合一应力图(max=23.3Mpa, max=43.4Mpa)图14、组合一分配梁挠度图13、组合二应力图(max=21.6Mpa, max=81.5Mpa)图14、组合二分配梁挠度（根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有：对于临时结构容许应力均可提高1.3，max= Mpa1451.3188.5Mpa, max= Mpa 851.3110.5Mpa）fmax= 0.88mmL/400=6000/400=15mm

8、故I22a横向分配梁强度及刚度满足设计规范要求。2.3 321型贝雷梁内力验算 由电算模型对贝雷片的弦杆、立杆、斜撑分别进行受力分析：图15、组合一上下弦杆最大轴力：354KN图16、组合二上下弦杆最大轴力：307.4KN图17、组合一斜杆最大轴力：136KN图18、组合二斜杆最大轴力：125.1KN图19、组合一立杆最大轴力：165.5KN图20、组合二立杆最大轴力：151.8KN贝雷梁内力计算：弦杆为210型钢，槽10型钢截面特性：A=12.7cm2 Ix=198cm4 Wx=39.7cm3 ix=3.95cm b=0.53cm弦杆实际采用有效断面系数R=0.809，弦杆容许承受杆为N=R

9、AOP=0.809*2*12.7*1.3*2100=563KN贝雷梁弦杆荷载作用最大轴力为N=354KNN=563KN斜杆为I8型钢，截面特性：A=9.53cm2 Ix=99KN.m Wx=24.8cm3 ix=3.95cm Iy=12.8cm4 Wy=4.9cm3 iy=1.18cm斜杆长度l0=89cm 长细比= l0/iy=89/1.18=75.4查表得=0.66N= A =0.66*9.52*1.3*2100=171KN贝雷梁斜杆荷载作用最大轴力为N=136KNN=171KN立杆为I8型钢，截面特性：A=9.53cm2 Ix=99KN.m Wx=24.8cm3 ix=3.95cm Iy

10、=12.8cm4 Wy=4.9cm3 iy=1.18cm立杆长度l0=63cm 长细比= l0/iy=63/1.18=53.4查表得=0.818N= A =0.818*9.52*1.3*2100=212.6KN贝雷梁立杆荷载作用最大轴力为N=165.5KNN=212.6KN贝雷梁最大挠度：图21、组合一贝雷片最大挠度图22、组合二贝雷片最大挠度fmax=1.2110-2mL/400=310-2m故贝雷梁强度及刚度满足设计规范要求。2.4 承重梁内力计算：综合分析：履带吊在桩顶吊装时，单排桩基础承重梁承受最大应力 图23、承重梁应力图(max=33.1Mpa, max=26.1Mpa)max=3

11、3.1Mpa 1451.3188.5Mpa, max=26.1Mpa 851.3110.5Mpa图24、承重梁最大挠度max=1.3410-3mL/400=1.510-2m故承重梁强度及刚度满足设计规范要求。 2.5 钢管桩基础验算履带吊桩顶偏载吊装时内力最大,内力图如下：图25、钢管桩内力图（Mmax=11.8KN.M ,Qmax=62.1KN，N=324.5KN）单桩承载力最大出现在履带吊在桩顶顶吊装时：单根钢管强度、刚度验算（模型中均按照最小桩径529mm8mm计算）图26、钢管应力图(max=30.8Mpa, max=9.5Mpa)max=30.8Mpa 1451.3188.5Mpa,

12、 max=9.5Mpa 851.3110.5Mpa回转半径rx=18.422cm长细比=600/rx=600/18.422=33查钢结构设计规范附表17得稳定系数=0.925=N/A =324.5/（0.925130.942）=26.8Mpa188.2 MPa图18、钢管最大挠度max=1.9310-3mL/400=1.510-2m故钢管强度、刚度满足设计规范要求。钢管桩最大入土深度 根据港口工程桩基规范（JTJ254-98）第4.2.4条：式中： Qd单桩垂直极限承载力设计值（kN）；单桩垂直承载力分项系数，取1.45；U桩身截面周长 （m），(本处钢管桩外径周长：529mm8取1.662m

13、；)单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）； 桩身穿过第i层土的长度（m）； 单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；A桩身截面面积，5298mm钢管桩A=130.9cm2； 5298mm钢管桩单桩入土深度计算：土层摩阻力统计表(桩周摩阻力此处仅为经验值，具体根据现场实际情况确定)序号土层名称桩周摩阻力（kPa）顶面（m）底面高程（m）层厚（m）1粉质粘土30-50（取40）-13.8-9.54.32粘土30-50（取40）-9.5-7.71.83细砂35-55（取40）-7.7-5.42.34粉质粘土30-50（取40）-5.45.611由电算模型考虑1.4倍的偏载系数，单桩最大承载力为324.5kN324.5kN1/1.45【1.661Lx *40】（不考虑端部摩阻力）计算得：Lx=7.1m，即钢管桩至少打入上表序号3细砂层1m（桩底标高为-6.7m），现场水深最大4.5m。桩顶为水面以上1.2m，单根桩总长为12.8m左右。3 计算结论经分析计算，栈桥各主要受力构件强度和刚度均满足临时钢结构施工设计规范要求。