贝雷梁栈桥及平台计算书文档格式.docx
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、材料参数
1、采用允许应力法进行检算。
⑴、Q235B钢参数：
容许弯曲应力，容许剪应力。
⑵、贝雷梁允许轴力如下表所示：
100型贝雷梁杆件特性表
杆件名称
材料
断面型式
断面面积（cm2）
容许承载能力
弦杆
16Mn
2[10
2×
560kN
竖杆
I8
210kN
斜杆
⑶、钢弹性模量Es=×
105MPa；
⑷、考虑人群、栏杆等结构，钢栈桥及平台自重按照倍选取。
⑸、各荷载组合系数均为。
、荷载参数
根据本栈桥实际使用情况，桥面荷载考虑以下几种主要荷载：
1、12m3的混凝土运输车
12m3的混凝土运输车，型号为三一重工生产的SY312C-6w（LNG），具体参数如下：
整备质量
16200kg
整车外形尺寸（长×
宽×
高）
9950×
2500×
3975mm
满载总质量
47400kg
轴距
3220mm+1150mm
前轮荷载总重：
P1=8t，后轮荷载总重：
P2=。
2、50t履带吊
50t履带吊，参考三一重工SCC500E履带起重机，自重为50t，本设计中最大吊重为20t，吊装时，考虑荷载偏载系数为。
履带吊接触面积为2—4650×
760mm2，50t履带吊机限于墩顶起吊作业，严禁跨中起吊。
3、25t汽车吊
25t汽车吊主要用于栈桥及平台施工，参考PY25型汽车起重机，具体参数如下：
9200×
2490×
3880mm
4325mm+1350mm
4、一般车辆
一般车辆包括普通的小车、运输小材料的货车，荷载均比50t履带吊小，可不进行检算。
5、水流力
栈桥按照10年一遇水位进行控制，H10%=+，最大流速s计算，栈桥水位主要考虑渡洪影响，在水位达到警戒水位+时应禁止栈桥上车辆通行。
由于《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）规范中没有涉及桁架受水流力计算内容，水流力计算内容参照《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）执行。
栈桥主要水流力荷载包括钢管桩和贝雷片所受的水流力，考虑倍荷载放大系数，以平衡其它小构件所受水流力。
水流力标准值取值为：
，荷载也可以简化为倒三角形荷载，水面处水压力为，河床处水压力为0。
Cw—水流阻力系数；
—水密度，淡水取，海水取；
A—单桩入水部分在垂直于水流方向的投影面积；
V—水流流速，该处取3m/s，
①、主栈桥钢管水流力计算
10年一遇水位进行控制，H10%=+，最大流速s下水流力：
圆形结构，Cw=，水面处水压力为：
第二排钢管受力应进行折减，按照规范表要求进行折减系数计算。
L-钢管净距，,D-钢管直径，
查表可知折减系数：
第一排钢管水面处受力为：
第二排钢管水面处受力为：
第三排钢管水面处受力与第二排相同。
渡洪桩水流力计算与主钢管相同，渡洪桩直径为。
渡洪桩钢管水面处受力为：
此时栈桥水流力分布如下图所示：
第一排钢管水流力（KN/m）第二排钢管水流力（KN/m）渡洪钢管水流力投影（KN/m）
水位达到+时应禁止施工机械在栈桥通行，此时水流流速为2m/s,水流力为：
钢管水流力图（KN/m）
②、主栈桥贝雷梁水流力计算
贝雷梁为多片桁架结构，荷载取值应按照多片桁架结构进行计算。
弦杆投影面积：
斜杆投影面积：
竖杆投影面积：
单片贝雷梁挡水面积为：
单片贝雷梁整个面积为：
挡水面积系数：
，查表可得：
Cw=
12m跨贝雷梁所受水流力：
对于多排桁架结构，第二排及以后多排桁架应根据桁片位置进行折减。
折减系数如下表所示：
桁架折减系数取值表
第5排贝雷梁折减系数与第3排相同，第6排贝雷梁折减系数与第4排相同。
6排贝雷梁整体荷载系数为：
12m跨贝雷梁整体所受水流力：
将该荷载作用在钢管顶上，并平均分配，每根钢管受力为：
③、支栈桥及平台钢管水流力计算
支栈桥及平台钢管水流力计算与主栈桥类似，主要区别为折减系数不同。
其它排钢管水面处受力为：
栈桥水流力分布如下图所示：
第一排钢管水流力（KN/m）其它排钢管水流力（KN/m）
水位达到+时应禁止栈桥通行，此时水流流速为2m/s,水流力为：
钢管水流力（KN/m）
④、支栈桥及平台水流力计算
此时贝雷梁结构与水流作用方向平行，可以参考规范表进行计算。
矩形梁水力阻力系数：
规范表为墩柱水流力横向影响系数。
贝雷梁横向间距：
（取小值），贝雷梁宽度为：
查表可知：
单排贝雷梁整个面积为：
单排贝雷梁所受水流力：
荷载直接作用在钢管桩顶部。
、材料说明
栈桥上部结构为型钢和贝雷梁组拼结构，下部结构为钢管桩加型钢承重梁结构。
贝雷钢栈桥采用连续梁结构，栈桥宽6m。
栈桥钢管桩为φ529×
10mm钢管桩，同排布置三根，间距为，墩顶分配梁为2根工45a型钢横梁。
横向贝雷梁布置6片，间距为（m+m++m+），贝雷梁顶分配梁为工28a，工28a间距为，工28a上顺桥向布置10mm厚桥面板。
桥头设简易桥台，台后浇筑混凝土施工便道。
为确保渡洪安全，在下游增设斜桩，以降低栈桥横向变形量，从而提高栈桥的安全度。
渡洪桩与竖直方向倾角为30°
，钢管型号为φ630mm×
12mm，在第二层连接与主栈桥钢管通过φ529mm×
10mm作为连接系结构，连接系标高为水上，与下层内支撑位置对应，当覆盖层较浅（小于5m）时，应在斜桩内钻孔，并浇筑不小于4m的水下混凝土，确保形成稳定结构。
平台材料型号与栈桥相同，具体材料详见设计图纸。
、验算准则
栈桥及平台作为一种重要的大临设施，其设计验算准则为：
在栈桥及平台施工状态下，栈桥应满足自身施工过程的安全，但6级风以上应停止栈桥施工；
在工作状态下，栈桥应满足正常车辆通行的安全性和适用性的要求，平台应满足钻孔安全要求，并具有良好的安全储备，此时水位低于+；
在非工作状态下，当栈桥及平台水位超过或达到10年一遇的洪水位时，栈桥及平台应能满足整体安全性的要求，允许出现局部可修复的损坏。
四、栈桥计算
、计算工况
工况一：
三跨每跨依次布置12方混凝土罐车（满载）、12方混凝土罐车（空载）及50t履带吊（空载50t）。
各种车辆均作用在跨中位置，罐车考虑偏心形式，此时，最大水位小于。
工况二：
三跨每跨依次布置12方混凝土罐车（空载）、12方混凝土罐车（满载）及50t履带吊（空载50t），各种车辆均作用在跨中位置，罐车考虑偏心形式，此时，最大水位小于。
工况三：
三跨每跨依次布置12方混凝土罐车（满载）、空载（仅承受栈桥自重）、50t履带吊（空载50t）。
各种车辆均作用在跨中位置，罐车考虑偏心形式。
此时，最大水位小于。
工况四：
履带吊在墩顶侧向起吊20t，考虑履带的偏载系数，此时，最大水位小于。
工况五：
栈桥在10年一遇的水位下承受水流力作用，栈桥禁止通行。
、建立模型
选取3跨12m连续梁用midas进行整体建模计算，模型如下，当检算桩顶分配梁与钢管桩受力时，钢管桩为主应进行适当调整，由于渡洪桩仅为渡洪需要，在工作状态和施工状态下对主栈桥受力影响不大，不进行计算。
钢管桩底部为固结结构，上下分配梁之间全部为铰接，即上层分配梁的弯矩不传递至下层分配梁。
栈桥整体模型图
、面板计算
面板按照单向板进行计算，跨度为，比较荷载，在12m3的混凝土运输车荷载下面板受力最大，，轮压面积为×
，单位长度1m进行计算，钢栈桥自重按照选取，。
，
面板组合应力：
。
面板剪应力：
，满足要求。
、工况一计算结果
各种车辆均作用在跨中位置，罐车考虑偏心形式，最大水位小于。
工况一作用下荷载的加载如下图所示：
满载罐车+空载罐车+履带吊荷载+水流力（未示）
罐车荷载履带吊荷载
工况一作用下：
贝雷梁弦杆、竖杆、斜杆最大轴力如下图所示：
弦杆轴力图（kN）
竖杆轴力图（kN）
斜杆轴力图（kN）
容许承载力
最大轴力
146kN
88kN
kN
69kN
由计算结果可知贝雷片的受力满足要求。
在工况一作用下：
贝雷梁顶部工28a应力如下图所示：
工28a组合应力图（MPa）
分配梁工28a组合应力为，截面最大剪应力，最大相对变形为：
钢管桩及柱顶分配梁应力如下图所示：
分配梁组合应力为，截面最大剪应力，满足要求。
钢管桩反力入下图所示：
工况一钢管桩反力图（t）
工况一钢管桩最大反力为27t，钢管桩入土深度将在后文中集中计算。
、工况二计算结果
三跨每跨依次布置12方混凝土罐车（空载）、12方混凝土罐车（满载）及50t履带吊（空载50t）。
各种车辆均作用在跨中位置，罐车考虑偏心形式，此时水位不大于+。
工况二作用下荷载的加载如下图所示：
空载罐车+满载罐车+履带吊荷载+水流力（未示）
在工况二作用下：
192kN
90kN
76kN
工况二作用下：
贝雷梁顶部工28a组合应力如下图所示：
分配梁28a组合应力为，截面最大剪应力，最大相对变形为：
钢管桩及柱顶分配梁应力图（t）
工况二钢管桩反力图（t）
工况二钢管桩最大反力为32t，钢管桩入土深度将在后文中集中计算。
、工况三计算结果
工况三作用下荷载的加载如下图所示：
满载罐车+栈桥空载+履带吊荷载+水流力（未示）
在工况三作用下：
152kN
71kN
65kN
钢管桩及柱顶分配梁应力图（MPa）
工况三钢管桩反力图（t）
工况三钢管桩最大反力为，钢管桩入土深度将在后文中集中计算。
、工况四计算结果
履带吊在墩顶侧向起吊20t，考虑履带的偏载系数。
工况四作用下荷载的加载如下图所示：
履带吊跨中侧吊+水流力（未示）
履带吊侧吊荷载
工况四作用下：
64kN
148kN
79kN
工况四钢管桩反力图（t）
工况四钢管桩最大反力为，钢管桩入土深度将在后文中集中计算。
、工况五计算结果
工况五作用下荷载的加载如下图所示：
栈桥水流力（kN/m）
工况五作用下：
钢管组合应力图（单位：
MPa）
栈桥横向位移（单位：
mm）
钢管桩组合应力为，截面最大剪应力，最大横向位移为：
工况五钢管桩反力图（t）
工况五钢管桩最大反力为（斜钢管），此时钢管出现拉力，最大拉力为，钢管桩入土深度将在后文中集中计算。
、入土深度计算结果
工况一钢管桩最大反力为28t，工况二钢管桩最大反力为32t，工况三钢管桩最大反力为，工况四钢管桩最大反力为，工况五钢管桩最大反力为，最大拉力为，比较几个工况，选取工况四、工况五进行入土深度计算。
栈桥区域内河床最低河床冲刷标高为+,覆盖层为卵石，其中岩石层标高为，覆盖层约6m左右，仁义桂江大桥右幅最低河床冲刷标高为+,覆盖层为卵石，其中岩石层标高为，覆盖层约左右。
栈桥入土深度不得小于，如果小于，必须冲孔4m，灌注水下混凝土。
根据设计院地质报告，卵石土桩侧土摩阻力标准值qsk为120kPa。
工况四钢管承载力计算，钢管直径为：
工况五钢管承载力计算，钢管直径为：
压力：
拉力：
、屈曲计算
对栈桥进行屈曲计算，其中工况一至工况四一起进行屈曲分析，工况一至工况四分为三个模态，计算结果如下：
屈曲分析特征值
工况一至工况四最小屈曲值图
工况一至工况四最小屈曲特征值为>
3,满足要求。
工况五单独进行屈曲分析，分为三个模态，计算结果如下：
工况五屈曲分析图
工况五最小屈曲特征值为>
、栈桥计算结果汇总
各工况下栈桥构件计算结果汇总如下：
栈桥构件计算结果汇总表
工况名称
工28a
分配梁、钢管等
组合应力
剪应力
轴力
工况一
实际值
50MPa
20MPa
允许值
145MPa
85MPa
工况二
50Mn
工况三
51MPa
30MPa
28MPa
工况四
工况五
/
5MPa
五、7#墩平台计算
平台采用用midas进行整体建模计算，模型采用梁单元模拟，钢管桩底部为固结结构，上下分配梁之间全部为铰接，即上层分配梁的弯矩不传递至下层分配梁。
平台的整体模型如下图所示：
平台模型图
、荷载加载
1、钻机荷载
钻孔桩施工时按照相邻孔不允许同时钻孔，平台上最多可布置4台冲击钻。
单台钻机的荷载22t，由于钻机的荷载大部分由前支点承受，实际计算中，偏安全的考虑钻机荷载全部由前支点承受。
钻机在施工过程中，计算考虑的冲击系数。
钻机的参数、布置、如下图：
钻机外形图
钻机参数
钻机布置图（单位：
2、水流力荷载
水流力荷载按照章第5条的计算进行平台及支栈桥水流力荷载的加载。
3、其他堆积荷载及人群荷载
人群荷载和堆积荷载考虑平台上部结构自重倍计入计算结果。
模型加载图（kN/m）
、荷载工况
4台钻机荷载+自重+其他堆载及人群荷载+一般水流力（+）
十年一遇水流力+自重+其他堆载及人群荷载
4台钻机荷载+自重+混凝土罐车荷载+其他堆载及人群荷载+一般水流力（+）
、工况一计算
弦杆轴力图（单位：
kN）
竖杆轴力图（单位：
斜杆轴力图（单位：
77kN
95kN
钢管桩及柱顶分配梁组合应力图（单位：
钢管桩及柱顶分配梁得最大组合应力为，最大剪应力，满足要求。
工况一钢管桩最大反力42t，与栈桥最大反力（）相比偏小，满足要求。
、工况二计算
十年一遇水流力+自重+其他堆载及人群荷载。
工况二下平台主要承受水平方向的水流力作用，计算结果主要给出下部结构钢管及连接系的受力：
钢管桩及连接系组合应力图（单位：
钢管桩及连接系剪应力图（单位：
平台位移图（单位：
钢管桩组合应力为，钢管桩最大剪应力，最大纵向位移为：
该工况下反力如下：
钢管桩反力图（单位：
t）
工况二钢管桩最大反力为，此时钢管出现拉力，最大拉力为，与栈桥相比偏小，可不进行单独计算。
、工况三计算
4台钻机荷载+罐车荷载+自重+堆载及人群荷载+一般水流力（+）。
工况三作用下：
178kN
170kN
107kN
钢管及桩顶分配梁组合应力图（单位：
钢管及桩顶分配梁组合应力，最大剪应力，满足要求。
工况三钢管桩最大反力53t，钢管直径为：
平台顶工25分配梁应力如下图所示：
平台顶工25分配梁组合应力图（单位：
平台顶工25分配梁剪应力图（单位：
分配梁最组合应力，最大剪应力，满足要求
对7#墩平台进行屈曲计算，分为三个模态，计算结果如下：
最小屈曲值图
最小屈曲特征值为>
、7#墩平台计算结果汇总
各工况下7#墩平台各构件计算结果汇总如下：
7#墩平台构件计算结果汇总表
工25b
78MPa
34MPa
升级会员 