下承式贝雷钢栈桥设计计算书

目录1设计说明.......................................................................................................................-1-1.1栈桥构造............................................................................................................-1-1.1.2贝雷梁.....................................................................................................-2-1.1.3桩顶横梁.................................................................................................-2-1.1.4钢管桩基础.............................................................................................-2-1.2设计主要参考资料............................................................................................-2-1.3设计标准............................................................................................................-2-1.4主要材料力学性能............................................................................................-3-2作用荷载.......................................................................................................................-3-2.1永久作用............................................................................................................-3-2.2可变作用............................................................................................................-3-2.2.1混凝土罐车.............................................................................................-3-2.2.2流水压力.................................................................................................-3-2.2.3风荷载.....................................................................................................-4-2.2.4制动力.....................................................................................................-4-2.3荷载工况............................................................................................................-4-3栈桥结构计算分析.......................................................................................................-4-3.1计算模型............................................................................................................-4-3.2计算分析............................................................................................................-4-3.3计算结果汇总....................................................................................................-6-4基础计算.......................................................................................................................-7-4.1钢管桩入土深度................................................................................................-7-4.2钢管桩稳定性....................................................................................................-8-5结论...............................................................................................................................-9-**高速公路第**合同段小桥栈桥计算书中交**工程局有限公司-1-栈桥计算书1设计说明1.1栈桥构造栈桥设计为下承式贝雷钢栈桥，负担施工中的材料、物资的运输功能、人员的通行通道。栈桥跨径9m，宽度6m，栈桥顶标高+2.20m。基础采用φ610mm，壁厚8mm钢管桩，桩顶横梁为2HN450×200型钢，其上为2组贝雷梁，每组2片，用45cm贝雷支撑架相连。贝雷梁下弦杆上布置HN350×175横向分配梁，用骑马螺栓与贝雷梁连接，紧贴贝雷片腹杆布置。横向分配梁上间隔35cm铺I22b纵向分配梁，与横向分配梁点焊连接。桥面采用10mm厚花纹钢板。栈桥跨径布置及横断面见下图。图1.1-1栈桥总体立面布置图**高速公路第**合同段小桥栈桥计算书中交**工程局有限公司-2-图1.1-2栈桥横断面图1.1.2贝雷梁栈桥采用4片3000mm×1500mm单排单层不加强型贝雷片作为承重梁。每两片贝雷片通过450mm标准连接花架连接成一组，共2组。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**高速公路第**合同段小桥栈桥计算书中交**工程局有限公司-3-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τQ235钢Q235钢215125贝雷销子30CrMnTi1105208贝雷梁16锰钢3101802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**高速公路第**合同段小桥栈桥计算书中交**工程局有限公司-4-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**高速公路第**合同段小桥栈桥计算书中交**工程局有限公司-5-8m³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：MPa）**高速公路第**合同段小桥栈桥计算书中交**工程局有限公司-6-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76.739.31.3HN350横梁110.845.11.3贝雷梁173.088.60.82HN450×200桩顶横梁14.430.90.1φ610钢管桩25.91.50Q345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=0.8mm9000/400=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=1.3mm4650/400=23.3mm，满足要求。**高速公路第**合同段小桥栈桥计算书中交**工程局有限公司-7-4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