下承式贝雷钢栈桥设计计算书文档格式.docx

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紧贴着贝雷片内侧于桥面钢板上安装两道护轮木，左右侧各一道。

1.1.3桩顶横梁

贝雷梁支承在2根HN450×

200工字钢桩顶横梁上，2根HN450×

200横梁间采用间断焊接。

分配梁焊接在钢管桩顶牛腿上，以保证分配梁的横向稳定性。

贝雷片下垫10mm厚橡胶垫板，并通过焊接在横梁上的限位器限制横向和纵向的位移。

1.1.4钢管桩基础

基础采用Φ610×

8mm钢管桩，每排2根，中心间距4650mm。

1.2设计主要参考资料

（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；

（2）《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）；

（3）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；

（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。

1.3设计标准

⑴桥面宽度：

6m；

⑵验算荷载：

8m³

混凝土罐车；

⑶跨径布置：

2.7m+9.0m+2.7m；

⑷河沟水位：

现场实测最高潮位＋1.0m（施工常水位）；

⑸河床高程：

取-2m。

1.4主要材料力学性能

栈桥除贝雷梁为Q345钢、贝雷销子为30CrMnTi外，其余的钢材均采用Q235钢。

表1.4-1钢材的强度设计值（Mpa）

构件

牌号

σ

抗剪τ

Q235钢

215

125

贝雷销子

30CrMnTi

1105

208

贝雷梁

16锰钢

310

180

2作用荷载

2.1永久作用

本栈桥永久作用为材料自重恒载，型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，材料自重采用MidasCivil2013软件自动计入。

2.2可变作用

2.2.1混凝土罐车

工地使用的8m³

混凝土罐车共3轴，空载时整机重量12.5t，为前一后二的形式，满载8m³

混凝土总重量为32t，轴距为3.225＋1.35，轮距1.8m，空载轴重为37.5＋43.8＋43.8kN，满载轴重为97＋112＋112kN，详见图2.2-1。

图2.2-18m³

混凝土罐车轮距示意图（单位：

m）

2.2.2流水压力

栈桥所处位置河沟水流流速较小，流水压力可忽略不计。

2.2.3风荷载

栈桥桥面标高与河沟两岸地面线齐平，桥面与水位线高差较小，故风荷载可忽略不计。

2.2.4制动力

混凝土罐车满载时320kN，制动力为10％的竖向荷载，其值为32kN，由4根钢管共同分担，平均每根承受8kN的纵向水平力。

2.3荷载工况

计算时取8m³

混凝土罐车满载时行走的工况：

自重×

1.1＋满载罐车×

1.4+制动力×

1.4。

3栈桥结构计算分析

3.1计算模型

利用MidasCivil2013建立栈桥模型，详见图3.1-1。

钢管桩桩底为固结约束。

图3.1-1栈桥计算模型

3.2计算分析

混凝土罐车满载行走时，栈桥受力计算分析如下。

⑴应力计算

图3.2-1正应力图（单位：

MPa）

图3.2-2剪应力图（单位：

图3.2-3位移图（单位：

mm）

3.3计算结果汇总

通过计算分析，各构件应力、变形均较小，未超过钢材设计强度范围，计算结果汇总如下表所示。

表3.3-1内力变形计算结果汇总表

部位

正应力（MPa）

剪应力（MPa）

变形（mm）

工22b纵梁

76.7

39.3

1.3

HN350横梁

110.8

45.1

173.0

88.6

0.8

2HN450×

200桩顶横梁

14.4

30.9

0.1

φ610钢管桩

25.9

1.5

Q345材质（贝雷）：

最大正应力σmax＝173.0MPa<

[σw]=310MPa，满足要求。

最大剪应力τmax＝88.6MPa<

[τw]=180MPa，满足要求。

最大位移fmax=0.8mm<

9000/400=22.5mm，满足要求。

Q235材质（除贝雷外的其它构件）：

最大正应力σmax＝110.8MPa<

[σw]=215MPa，满足要求。

最大剪应力τmax＝45.1MPa<

[τw]=125MPa，满足要求。

最大位移fmax=1.3mm<

4650/400=23.3mm，满足要求。

4基础计算

4.1钢管桩入土深度

根据下图计算模型所示，单根钢管桩所受最大竖向力为245.1kN，据此计算钢管桩入土深度。

图4.1-1桩底反力图

根据《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）第4.2.4条：

管桩竖向容许承载力按下式计算。

式中：

——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；

——桩身截面周长（m）；

——单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa），按表4.1-1采用；

——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。

取XLDS1钻探孔位处地勘图，计算钢管桩入土深度及受力情况，该部位地层信息及土层摩阻力如表4.1-1：

表4.1-1XLDS1土层摩阻力统计

序号

土层名称

底面高程（m）

分层厚度（m）

桩周摩阻力（kPa）

1

填土

1.74

0.5

2

淤泥质粘土

-7.06

8.8

20

3

细砂

-14.56

7.5

35

4

粉质粘土

-17.56

3.0

40

5

-26.06

8.5

6

含淤泥质粉质粘土

-45.06

19.0

7

中风化花岗岩

-56.62

11.56

设钢管桩入第三层深度为L，计算得：

计算得，L=0.27m，钢管桩入土总深度H=8.8+0.27=9.07m，取入土深度9.94m（考虑河床标高）。

4.2钢管桩稳定性

稳定性应按下式进行验算：

——对x-x的轴心受压构件稳定系数；

——所计算构件段范围内对轴的最大弯矩；

——参数，

；

——对轴的毛截面模量；

——等效弯矩系数；

钢管桩桩顶标高为+1.06m，河床标高为-1.0m，则钢管桩的实际长度12m。

则，

查询《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中附录C中表C-2，利用内插法计算，钢管桩

。

5结论

从以上的计算结果看，栈桥结构在强度、刚度、稳定性等方面均满足规范的要求，并留有一定的富余。

栈桥结构能保证施工期间的同行需求，能保证人员、车辆的安全。