钢便桥计算书太阳河大桥Word文件下载.doc

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3.2、恒载计算

4、结构计算

4.1、桥面板计算

4.1.1、荷载计算

4.1.2、力学模型

4.1.2、承载力检算

4.2、主梁计算

4.2.1、荷载计算

4.2.2、材料力学性能参数及指标

4.2.3、钢便桥最不利受力力学模型

4.2.4、承载力验算

4.3、桩顶分配梁计算

4.3.1、荷载计算

4.3.2、材料力学性能参数及指标

4.3.3、力学模型

4.3.4、承载力检算

4.4、钢管桩桩长计算

4.4.1钢管桩最大荷载计算

4.4.2入土深度计算

4.4.3承载力验算

太阳河大桥、太阳湖大桥临时钢便桥计算书

1.1、编制依据

（1）、中标通知书（协议书）

（2）、现行施工设计标准

（3）、施工栈桥方案图

（4）、现行施工安全技术标准

（5）现场踏勘及测量资料、施工调查资料

（1）、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）

（2）、公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63-2007）

（3）公路桥涵施工技术规范（JTGTF50-2011）

（4）公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）

（5）、起重设备安装工程施工及验收规范（GB50278-2010）

（6）、路桥施工计算手册

桥面宽度：

7.0m

振动锤：

60型

设计荷载：

公路—Ⅰ级汽车荷载

桥跨布置：

1.5+（12m*4+3m）+（12m*3+3m）*2

+（12*3+6）+1.5m

便桥全长：

175m

太阳河大桥施工便桥设计荷载主要考虑结构自重，公路—Ⅰ级汽车荷载，设计长度175m。

现将各部分结构详述如下：

整座便桥桥面板材料为6mm防滑钢板+15cm厚C30钢筋混凝土桥面板，桥面钢板与贝雷梁之间进行螺栓连接并坐砂浆，保证栓接质量。

采用（三排单层+双排单层+三排单层）321贝雷片（3榀8片）作为主梁，中间双排单层贝雷梁与两边三排单层贝雷梁横向间距均为70㎝，每榀贝雷梁顶面横向采用支撑架（90㎝）联结，贝雷片下部两侧采用U形扣固定于桩顶分配梁上。

便桥每个钢管支墩顶贝雷片主梁支承在2根I36b工字钢横向分配梁上；

桩顶设置1000*1000*10mm钢垫板桩头，分配梁居中并与桩头焊接，保证分配梁的稳定性。

I36b型工字钢（双拼）下横梁每根长度为700㎝

2.2.4.1、桥台基础

桥台处于大堤位置，地基进行简单处理。

栈桥两端与大堤顺接，两端填土并做浆砌石防护。

2.2.4.2、桥墩基础（钢管桩）

桥墩基础采用Φ820×

10mm钢管桩，每排墩设置两根钢管桩；

制动墩采用两排四根Φ630×

8mm钢管桩，两排钢管桩纵向距离3m，钢管桩横向间距4m。

钢管桩间采用[20工字钢焊成剪刀撑连接，钢管桩桩头与分配梁间焊接牢固。

便桥栏杆采用Φ48×

3.5mm钢管，立杆间距为2m，设两排横杆。

本便桥主要供混凝土罐车、各种施工机械设备及项目部车辆等通行，使用荷载大于便桥施工阶段50t履带吊车荷载，因而本便桥荷载按公路—Ⅰ级汽车荷载检算，则活载为：

公路—Ⅰ级汽车荷载：

G=550kN。

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）相关规定，公路-Ⅰ级汽车荷载为550kN。

汽车轴重：

p前=30KN，P中=2×

120KN，P后=2×

140KN，轴距：

3.0m+1.4m+7m+1.4m。

便桥恒载主要为型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，见下表1：

序号

结构名称

荷载集度（kN/m）

备注

1

桥面板

3.3+26.25=29.55

纵向

2

桥面板（纵向0.6m）

0.28+2.25=2.53

横向

3

贝雷片主梁

1.05*8=8.4

便桥结构横断面如下图，根据从上到下的原则依次计算如下：

便桥横断面图单位：

厘米

桥面板为现浇叠合板，轮触地长度30cm，传递到桥面板下层防滑板长度为60cm。

桥面板计算模拟横向跨越两片贝雷梁的简支梁进行计算，梁长0.9m、梁宽0.6m、梁高0.156m。

在公路—Ⅰ级汽车荷载作用下，最大作用力为后轮单轮70kN集中荷载，梁自重取0.9*0.6*0.156范围钢板及混凝土重力之和，为2.53kN/m。

4.1.2、力学模型及计算

以一跨简支梁进行计算，最大荷载为70KN，模型如下：

挠度曲线：

经计算：

受拉区总拉力为：

F实际=1/2*6.6*0.15/2*0.6=149kN

混凝土不受拉，全部由钢板承担Ϭ=149/0.6/0.006=41.39MPa

Qmax=36.14kNτmax=3/2*36.14/0.15/0.6=602kPa

4.1.3承载力验算

a、强度检算

Ϭ=41.39MPa<

f=145MPa，

τmax=602kPa<

[τ]=85MPa合格；

b、刚度检算

fmax=0.2mm<

900/400=2.25mm合格。

主梁8片1500mm×

3000mm单层贝雷片，采用（三排单层+双排单层+三排单层）321贝雷片（3榀8片）形式，中间双排单层贝雷梁与两边三排单层贝雷梁横向间距均为70㎝，每榀贝雷梁顶面横向采用支撑架（90㎝）联结，贝雷片下部两侧采用U形扣固定于桩顶分配梁上。

主梁按单孔一辆公路—Ⅰ级汽车荷载，按中跨简支梁检算。

钢便桥主梁以上恒载为桥面板自重，其荷载大小为：

q总=29.55kN/m，每片主梁分配1/8荷载，即q分=3.69kN/m。

公路-Ⅰ级汽车自重荷载：

轴距：

按单片梁最高分配系数0.4倍单边荷载考虑，即P前=30/2*0.4=6kNP中=120/2*0.4=24kNP后=140/2*0.4=28kN，传递到贝雷梁顶可按P前=6/0.6=10kN/mP中=24/0.6=40kN/mP后=28/0.6=46.7kN/m的均布荷载计算。

4.2.2、材料力学性能指标

150cm×

300cm单层贝雷片：

[N]弦杆=563kN[N]斜弦杆=171kN[N]竖杆=212kN[τ]=85MPa

在只允许单辆车通过的情况下，由于一跨长度只有12米，所以当第二排车轮位于墩顶时为贝雷梁最不利受力情况。

计算模型如下：

由结构力学求解器得

轴力图如下:

最大轴力N弦杆=132.6kNN斜弦杆=-59kNN竖杆=-122.86kN

剪力图如下：

最大剪力Q=19.47kN

变形曲线：

最大下挠值为fmax=-7.1mm。

4.2.4、承载力验算：

最大轴力N弦杆=132.6kN<

[N]弦杆=563kN

N斜弦杆=-59kN<

[N]斜弦杆=-171kN

N竖杆=-122.86kN<

[N]竖杆=212kN，合格；

最大剪力Q=19.47kN

τ=2*19.47/25.48*10-4

=15.3MPa<

[τ]=85MPa，合格；

fmax=7.1mm<

12000/400=30mm，合格。

桩顶分配梁采用双拼I36b工字钢，桩顶分配梁与贝雷片主梁用自制“U”型卡连接牢固，桩顶分配梁与桩头焊接牢固。

荷载为贝雷片下分配梁支反力作为集中力，最大F=150.85kN。

其它三个为F=（150.85-3.69*12-1.05*12）/0.4*0.2+（3.69+1.05）*12=103.865kN，另四片梁以分配梁跨中点对称分布。

双拼I36b分配梁自重：

g=0.656*7*2=9.184kN

I36b工字钢：

I=16530cm4

W=919cm3

A=83.5cm2b=1.2cmh=33cm

EI=2.1*1011*1.653*10-4=3.471*107Nm2

g=65.6kg/m

弯矩图

下缘应力图

剪力图

变形曲线

由图可知：

下缘应力

Ϭmax=113.6MPa

τmax=257.39/（2*1.2*33*10-4）=32.5MPa

Ϭmax=113.6MPa<

f=145MPa；

τmax=32.5MPa<

[τ]=85MPa合格；

fmax=5.1mm<

4000/400=10mm，合格。

10mm钢管桩，每个墩2根，制动墩采用4根Φ630×

8mm钢管桩。

桩的外露高度取14m计，地基土为砂性土，摩阻力取20Kp，摩擦影响系数取0.8。

4.4.1、钢管桩最大荷载计算

在只允许单辆车通过情况下，钢管桩最不利受力计算模型如下：

由结构力学求解器求得

则桩顶分配梁对贝雷梁最大支反力为：

Fmax=76.11+74.74=150.85kN

一排墩的最大荷载为：

F支=（150.85-3.69*12-1.05*12）/0.4*2+29.55*12+1.05*8*12

=925.25kN

一根钢管桩需要提供的支撑力为：

F支/2=462.625kN，故取单桩承载力为462.625kN。

制动墩F支=925.25+115.2（墩顶恒载）=1040.45kN，单桩支承力为F支/4=260.11kN。

桩长计算公式为：

4.4.2、入土深度计算

Φ820×

10mm钢管桩入土深度计算：

桩端承载力计算如下：

qpk按规范列表取值1500kPa，则桩端Qpk=0.8*1500*PI（）*（0.82/2）^2=633.4kN 

取2倍安全系数后桩端0.5Qpk=317kN，由于桩端承载力值有较大的不确定性，计算考虑将这部分抗力作为安全储备。

摩擦桩，桩截面周长2.575m，侧摩阻系数20kPa。

入土深度（m）

4

5

6

7

承载力（kN）

342.75

368.5

394.25

420

445.75

471.5

497.25

经计算得出桩的入土深度与承载力之间的关系见上表。

由计算结果得出桩的入土深度为6m。

考虑到桩的外露长度及河床水深及淤泥厚度，因此钢管桩的长度20m满足要求。

Φ630×

8mm钢管桩入土深度计算：

桩端承载力计算如下：

qpk按规范列表取值1500kPa，则桩端Qpk=0.8*1500*PI（）*（0.63/2）^2=373.9kN 

取2倍安全系数后桩端0.5Qpk=186.9kN，由于桩端承载力值有较大的不确定性，计算考虑将这部分抗力作为安全储备。

摩擦桩，桩截面周长1.978m，侧摩阻系数20kPa。

206.68

226.46

246.24

266.02

285.8

由计算结果得出桩的入土深度为4m。

考虑到桩的外露长度及河床水深及淤泥厚度，因此钢管桩的长度18m满足要求。

4.4.3、承载力检算

10mm钢管桩σ=P/A=462.625*103/2.575*10-2

=17.97MPa≤[σ]=145MPa,合格。

Φ630×

8mm钢管桩σ=P/A=260.11*103/1.583*10-2

=16.43MPa≤[σ]=145MPa,合格。

b、稳定性检算

自由长度按14.0m计，

10mm钢管桩λ1=l0/i=14/0.29=48.3

8mm钢管桩λ2=l0/i=14/0.22=63.6。

查《钢结构设计规范》（GB50017-2003），使用内插法得

φ1=0.892，φ2=0.809。

[P]1=ΦA[σ]=0.892*2.575*10-2*145*103

=3330.5KN≥P=462.625KN，合格。

[P]2=ΦA[σ]=0.809*1.583*10-2*145*103

=1856.9KN≥P=260.11KN，合格。

太平洋第十建设集团太阳河大道工程项目部