栈桥验算书(跨径15m)

目录一、栈桥已知条件...............................................................................................1二、栈桥结构内力验算（分别按重车30t和履带-50取设计荷载）.............3（一）、花纹钢板.............................................................................................3（二）、[14槽钢梁...........................................................................................3（三）、I22a工字钢梁.....................................................................................6（四）贝雷架梁.............................................................................................14三、栈桥桩基验算.............................................................................................17（一）、履带吊机行走时...............................................................................18（二）、履带吊机作业时...............................................................................18（三）、桩基验算...........................................................................................19附图：栈桥施工图1§1施工栈桥验算一、已知条件1、河床标高及地质条件（1）ZK5河床标高-1.10m地质情况厚度（m）σ0（kPa）τj（kPa）备注卵质圆砾8.0040060强风化泥质粉砂岩1.8045090弱风化泥质粉砂岩3.601500150（2）BK9河床标高+5.78m地质情况厚度（m）σ0（kPa）τj（kPa）备注亚粘土5.4525050卵质圆砾6.0540060强风化泥质粉砂岩1.045090弱风化泥质粉砂岩5.501500150（3）BK31河床标高+9.14m地质情况厚度（m）σ0（kPa）τj（kPa）备注素填土1.505020中砂6.9012030卵质圆砾6.7040060强风化泥质粉砂岩0.945090弱风化泥质粉砂岩4.5015001502（4）BK33河床标高+10.95m地质情况厚度（m）σ0（kPa）τj（kPa）备注素填土2.005020亚粘土1.8025050中砂4.812030卵质圆砾8.9040060强风化泥质粉砂岩1.645090弱风化泥质粉砂岩1.4015001502、材料情况（1）花纹钢板：厚度为8mm，密度ρ为7850kg/m3。（2）[14槽钢：单位重量为14.53kg/m，截面积251.18cmA，截面惯性矩47.563cmIx，截面抵抗矩35.80cmWx，半截面面积矩39.39cmSx，腰厚度mmtw6，自槽钢顶面至腰板计算高度上边缘的距离mmhy18。（3）I22a工字钢：单位重量为33kg/m，截面积242cmA，截面惯性矩43400cmIx，截面抵抗矩3309cmWx，半截面面积矩33.176cmSx，腰板厚度mmtw5.7，自槽钢顶面至腰板计算高度上边缘的距离mmhy8.21，工字钢顶面宽度mma110。（4）贝雷架：每片贝雷架重2.771kN。半边桥的双排单层不加强贝雷架梁的几何特性：44.500994cmI，31.7147cmW；（5）查钢结构设计规范，槽钢、工字钢容许弯曲应力MPaW215，容许剪应力MPa125。3、活载情况（1）由于栈桥通过人群不是很多，故人群荷载取经验数值，即人群纵向荷载mkNQ/5.1人。（2）重车30t：按一台计。（3）履带-50：按一台计。3二、结构内力验算（分别按重车30t和履带-50取设计荷载）（一）、花纹钢板考虑到桥面系可能局部铺有钢板，根据验算按最不利荷载原则，故验算计入钢板自重，但钢板不作为主要受力构件，在此不对钢板进行验算。（二）、[14槽钢为了方便计算，验算按单跨简支梁考虑，跨距l=0.75m，取一根[14槽钢验算。1、恒载：①钢板：自重mkNmkgQ/1256.0/56.127850008.02.01。②[14槽钢：自重mkNmkgQ/1453.0/53.142。所以，恒载mkNQQq/2709.01453.01256.021恒。2、活载：①重车30t：按重车30t后轴的一个轮压计，一组后轮横桥向宽为0.6m，重车30t的单个后轴重120kN，所以单个后轮重60kN。则kNF202.06.060汽，此时单个后轮荷载施加到一根[14槽钢上，考虑到冲击系数取值为1.2，则kNF242.120汽。②履带-50：按履带-50一边履带计，查设计规范得履带-50一边履带重250kN，履带宽70cm，槽钢间距为20cm，因此履带至少压到4根[14槽钢，则单根槽钢承受履带吊的荷载为mkNq/87.152.05.47.0250履带，考虑到冲击系数取值为1.2，则mkNq/04.192.187.15履带。3、强度验算：（1）重车30t：①最大弯矩：（当汽车荷载作用在跨中时）4BA图1-1弯矩计算简图mkNlFlqM52.475.0244175.02709.081418122max汽恒抗弯强度按容许应力法计算：xxWM式中xM——同一截面处绕x轴的弯矩；xW——对x轴的净截面模量；——钢材的抗弯强度设计值，由上述材料情况知MPa215。所以MPaWMWMxx15.56105.801052.436max，满足要求。②最大剪力：（当汽车荷载作用在支座处时）BA图1-2剪力计算简图kNFlqV10.242475.02709.02121max汽恒抗剪强度按容许应力法计算：汽F恒q汽F恒q5wxxtIVS式中V——计算截面沿腰板平面作用的剪力；Sx——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；I——毛截面惯性矩；wt——腰板厚度；——钢材的抗剪强度设计值，由上述材料情况知MPa125。所以MPatIVSwxx43.286107.563109.391010.24433，满足要求。（2）履带-50：①最大弯矩：BA图1-3弯矩计算简图mkNlqqqlM36.175.004.192709.0818181222max履带恒抗弯强度按容许应力法计算：xxWM式中xM——同一截面处绕x轴的弯矩；xW——对x轴的净截面模量；——钢材的抗弯强度设计值，由上述材料情况知MPa215。所以MPaWMWMxxx89.16105.801036.136max，满足要求。②最大剪力：恒履带qqq6BA图1-4剪力计算简图kNqqlqlV24.775.004.192709.021221max履带恒抗剪强度按容许应力法计算：wxxtIVS式中V——计算截面沿腰板平面作用的剪力；xS——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；xI——毛截面惯性矩；wt——腰板厚度；——钢材的抗剪强度设计值，由上述材料情况知MPa125。所以MPatIVSwxx54.86107.563109.391024.7433，满足要求。（三）、I22a工字钢梁履带吊机半边重250kN，且I22a工字钢间距为0.75m，则履带吊机横桥向的线性分布荷载为mkNq/52.5975.05.47.0250履带；重车30t的单个后轮重60kN，且I22a工字钢间距为0.75m，则重车30t横桥向的线性分布荷载为mkNq/1006.060汽。所以相比下重车30t对I22a工字钢的压应力和剪应力要大于履带吊机对I22a工字钢的压应力和剪应力。因此验算只取重车30t来验算。1、恒载：①钢板：钢板自重mkNmkgQ/471.0/1.4775.07850008.01。②[14槽钢：因为I22a工字钢间距为75cm，所以可取[14槽钢长度为0.75m进行计算，恒履带qqq7又3.5m范围内[14槽钢按20cm间距布置，共有18根[14槽钢，则自重mkNmkgQ/5604.0/04.565.353.1475.0182。③I22a工字钢：自重mkNmkgQ/33.0/333所以，恒载mkNQQQq/36.133.05604.0471.0321恒。2、活载：①人群荷载mkNQ/34.05.38.05.1人②重车30t：mkNq/100汽，考虑到冲击系数取值为1.2，则mkNq/1202.1100汽3、强度验算：①最大弯矩：为了方便计算，将重车30t的后轴荷载简化为集中力P，则kNP120，再考虑冲击系数取值为1.2，则kNP1442.1120。当P作用在一根I22a工字钢上时，I22a工字钢所受的弯矩最大，如下面的工况图1-5所示。由于[14槽钢与I22a工字钢之间点焊联结，所以[14槽钢与I22a工字钢组成的结构为一个超静定结构。CAa=0.75ma=0.75ml=1.5mBPI22a工字钢〔14槽钢图1-5I22a工字钢受弯矩最大工况图集中力P在支点B处的荷载由[14槽钢和I22a工字钢共同承担，所以移除B支点的I22a工字钢后[14槽钢受力情况如下：8ACl=1.5m图1-6[14槽钢受力简图在图1-5工况的模式下，B支点处的I22a工字钢受力情况如下图所示：EF图1-7I22a工字钢受力简图图1-7中，考虑到I22a工字钢下的贝雷梁的宽度为1.2m，则由桥涵设计规范知I22a工字钢的计算跨距为mtll7.22.022.15.320，式中0l为贝雷梁的净跨，t为I22a工字钢的高度。设A、B、C三点的竖向变形为δA、δB、δC。[14槽钢在图1-6所示模式中的刚度系数为k1，I22a工字钢在图1-7所示模式中的刚度系数为k2。在图1-5中[14槽钢在A、B、C三点的支反力分别力为FA、FB、FC，在图1-6中，集中力P在支点B处的荷载由[14槽钢和I22a工字钢共同承担，设集中力P对[14槽钢受力为FD，则由边界变形协调条件得：cA①DFBFBF9PFFFCBA②21CABDkF③2kFAA④2kFBB⑤2kFCC⑥PFFBD⑦设δA和δC为x，δB为y，则上述式子为：PFFFCBA①xykFD1②2kxFA③2kyFB④2kxFC⑤PFFBD⑥由①、③、④、⑤式得：PkyxPykxkxk22222⑦由②、④、⑥式得：PxkykkPykxyk12121⑧由⑦和⑧式得：10212122122kkkkkPkky⑨121kPykkx⑩又由图6和图7所示的两个模式，假定其最大挠度为1mm，则有[14槽钢的刚度系数为3148lEIk；I22a工字钢