4梅江大桥临时钢栈桥计算书114(不贯通)

1钢栈桥计算书一、设计概述梅江大桥工程位于梅县区畲江镇，桥梁跨越梅江河，本桥为斜交桥，斜交角度为15度。桥梁中心桩号为K2196+473，起止桩号为：K2196+285.2～K2196+660.8，长度为375.6m，左右两幅分离，两幅之间的间距0.5m，单幅桥桥梁宽度为11.75m,其中桥面净宽10.75m；其中桥梁主要工程数量：钻孔灌注桩基础合计64根，下部结构桥墩采用柱式桥墩，桥台采用肋板式桥台，墩台身合计56个，上部结构为6×25m+3×40m+4×25m预应力连续小箱梁结构，其中40m为连续小箱梁结构，25m为简支小箱梁结构。根据现场施工需要，我部拟建栈桥长约276m，桥面宽6m，设计顶标高95.38m，径向对应的线路起讫里程为K2196+329～K2196+485、K2196+510～K2196+630，K2196+485～K2196+510段为通航深水区域，栈桥在该处断开，满足主河道通航要求；主梁采用3组单层双排贝雷架，每两组钢架间距2m，贝雷架之间采用花窗连接；栈桥标准跨径为分为12m和15m两种，跨度分布为12m×5）+（12m×4）+（12m×4）+（12m×5）+（12m×5）跨；栈桥基础采用3根Φ630×8mm钢管桩基础。每排钢管桩之间采用[14号槽钢连接成，以增加其整体稳定性。在栈桥分跨处均设置一道伸缩缝，宽度为0.1m，该处采用双排钢管桩基础；桥面板采用1cm厚钢板，分配纵梁采用I12.6工字钢，分布横梁采用I16工字钢。桥面板上设置Φ12防滑钢筋，防护栏杆采用Φ50mm钢管，高度1.2m,间距1.2m。贝雷架与分配横梁之间采用U型螺栓连接。栈桥结构形式如下图示：2一般位置栈桥横断面结构布置图600N1N12N11N10N2N8N9N4N4bN5N6N7N14N1360020020057055020020095.38m93.25m32栈桥侧面结构布置图3二、设计依据1、《国道G206线梅城至畲江段改线工程梅江大桥工程施工设计图》2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG_TF50-2011）；3、《公路桥涵设计通用规范》（(JTGD60-2015）；4、《《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)；5、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63－2007）；6、《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ11-2011）；7、《装配式公路钢桥多用途使用手册》；8、公路施工手册《桥涵》；9、地质勘察报告及现场情况。三、技术指标1、设计顶标高95.38m，与设计桥梁基本平行；2、设计控制荷载：挂-120、履-50（最大吊重按20t考虑）；3、设计使用寿命：2年；4、水位：取最高水位+93.25m（设计常水位高程90.75m+预计洪水位2.5m）；5、河床高程取84.76m，最大冲刷深度考虑0.5m，即冲刷后地面线高程为84.26m；6、流速：v=1.53m/s；7、河床覆盖层：淤泥，厚度4.5m；（卵石，厚度0.5m）8、基本风速：27.3m/s；最大风速40m/s；9、浪高:3.5m；10、设计行车速度15km/h。四、力学性能参数1、贝雷梁采用16Mn钢，力学性能按以下规定检算：4(1)弹性模量E=210GPa；(2)抗拉、抗压和抗弯强度为315Mpa。(3)抗剪强度为185MPa；2、其余结构钢材采用Q235钢，力学性能按以下规定检算：(1)弹性模量E=210GPa；(2)抗拉、抗压和抗弯强度为215MPa；(3)抗剪强度为125Mpa。刚度验算时控制挠度限值为L/400。五、地质水文风压资料桥址位于梅县区畲江镇，桥位区为河谷冲积地貌，桥底为梅江河。场区经钻探揭露地基岩土层按照成因类型划分为：①第四系人工填土层；②第四系冲击层；③白垩系；④早古生代混合花岗岩基岩。桥址场地无区域性构造通过，钻探揭露，场地未发现断层迹象，场地划分为对建筑抗震一般地段，场地稳定性较好。地质资料见下表。地质资料序号岩土层名称极限摩阻力标准值qik（kpa）地基承载力基本容许值[fao]（kpa）层顶标高层底标高平均层厚（m）1填筑土002粉砂1510093.4485.4483粘土3416091.06-93.783.044卵石7032084.76-86.231.375全风化混合花岗岩6030086.633.26强风化混合花岗岩11060073.56-84.269.617强风化砂砾岩8050083.64-83.9612.18中风化混合花岗岩2300fr=24MPa56.06-83.9811.319中风化砂砾150071.5695岩Fr=16MPa六、施工栈桥计算6.1计算内容本工程施工栈桥跨度有两种，分别为12m和15m，本次计算取3×15m栈桥建模检算。检算主要包括以下六个方面的内容：(1)上部结构内力计算；(2)贝雷梁内力计算；(3)2I32a内力计算；(4)钢管桩竖向承载力计算；(5)钢管桩稳定性计算；(6)剪刀撑内力计算。6.2计算荷载6.2.1上部结构恒重（6米宽计算）1）面层：间距为0.35m的I12.6工字钢分配纵梁，荷载为0.142kN/m;上部铺设1cm厚钢板荷载为：0.785kN/m2；2）面层横向分配梁：I16，0.205kN/m，1.23kN/根，间距0.5m；3）纵向主梁：321型贝雷梁，6.66KN/m；4）桩顶分配主梁：2I32a，1.054kN/m，6.324kN/根。验算时软件自动加载自重部分，取用荷载系数为1.2。6.2.2车辆荷载1）9m3罐车荷载（以三一搅拌车为例）主要参数：整备车重140kN；载重9m3砼重216kN；轴距为3545㎜+1350㎜；前轴重76kN，后轴重140kN，前轮轮胎着地尺寸为3006㎜×200㎜；后轮轮胎着地面积600㎜×200㎜。按照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）要求，结构重要系数γ0取为1.0，汽车荷载效应系数γQ1取为1.4，冲击系数μ取为0.05，前轮均载2176633.33/20.30.2kqkNm，后轮均载22140583.33/20.60.2kqkNm。罐车荷载的纵向排列和横向布置（重力单位：kN；尺寸单位：cm）2）履带吊50t（计算中考虑最大吊重20t）50T履带吊车荷载的纵向排列和横向布置（重力单位：kN；尺寸单位：m）6.2.3施工荷载及人群荷载：4KN/m2履带吊与9m3罐车的主要技术指标主要指标单位履带-509m3罐车车辆重力kN500356履带数或车轴数个23各条履带压力或每个车轴重力kN56kN/m140履带着地长度或纵向轴距m4.53.545+1.35每个车轴的车轮组数目组-4履带或车轮横向中距m2.51.8履带宽度或每对车轮着地宽和长m0.70.6×0.26.3上部结构内力计算76.3.1桥面钢板验算栈桥桥面钢板厚度10mm，汽车轮胎对钢板的纵向影响计算宽度取0.6m，计算净跨度为0.35m。1)自重均布荷载：q1=0.6×0.01×10×7.85=0.471KN/m；2)施工及人群荷载：4KN/m2，不与汽车荷载同时作用，可不予考虑；汽车行驶在栈桥上时，限速为5km/h，故冲击荷载不计；3)车轮压前轴重76kN，中后轴重为140kN，中后轴有2组车轮，则单组车轮荷载为76kN，最大车轮荷载为38kN，前轴车轮着地宽度和长度为0.3m×0.2m，后轴车轮着地宽度和长度为0.6m×0.2m，q2=38kN/0.2m=190kN/m。50t履带吊的均布荷载为56KN/m，所以计算是取值为q=190KN/m。4)计算最大弯矩及最大剪力值（桥面板与I12.6工字钢采用焊接连接）跨中弯矩Mmax=ql2/12=190*0.35*0.35/12=1.94强度验算W=bh2/6=0.6×0.012/6=1×10-5m3σ=Mmax/W=194Mpa＜[σ]=210Mpa故强度满足要求。6.3.2纵向I12.6工字钢内力验算1）罐车单侧车轮作用在I12.6跨中时，I12.6弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力，跨度根据横向分配量I16工字钢计算，跨度为0.5m。荷载分析：1）自重均布荷载：0.785×0.35＋0.142=0.42kN/m2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用3）汽车轮压：汽车轮压：前轴重76kN，中后轴重为140kN，中后轴有2组车轮，每个车轮荷载为35kN。钢面板下背肋I12.6每隔350mm间距布置，单个车轮作用在一根I12.6上，则单根I12.6受到的最大荷载为：P=38KN。80.4238.0012(1)0.50受力模型12(1)4.76弯矩图(Mmax=4.76kN.m)12(1)19.1119.00-19.00-19.11剪力图(Qmax=19.11kN)6.3.3履带-50荷载分析：1）自重均布荷载：0.785×0.35＋0.142=0.42kN/m2）施工及人群荷载：不考虑同时作用3）50t履带吊轮压：履带宽度为0.7m，吊重20t的履带接地比压为（50+20）/(4.5×2)/0.7m＝112kN/m2，则每根I12.6的荷载为q=112×0.35=39.2kN/m，计算模型如下：12(1)9受力模型弯矩Mmax=1/8*q*L2=1/8*(39.2+0.42)*0.52=1.24kN.m剪力Qmax=1/2*q*L=1/2*(39.2+0.42)*0.5=9.9kN.m6.3.4结论经以上分析可知，Mmax=1.24kN.m,，Qmax=9.9kN选用I12.6，则Wx=77cm3,Ix=488cm4,S*=44.2cm3σ=M/γω=(1.24×103)/(1.05×77×10-6)=15.4MPa＜[σ]=210MPaτ=(QmaxS*)/(Ixb)=(9.9×103×44.2×10-6)/(488×10-8×5×10-3)=17.9MPa＜[τ]=120MPa(满足要求)6.3.2I16横向分配梁内力计算6.3.2.1汽车荷载单边车轮作用在跨中时，横向分配梁的弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力。荷载分析：1）自重均布荷载：（0.142kN/m×0.5×17＋0.785×0.5×6）/6m+0.205kN/m＝0.8kN/m2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用3）汽车轮压：9m3罐车不考虑错车，当车在I16横向跨中时弯距最大，计算模型如下：70KN70KN0.8KN/m受力模型12345678(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)12345678(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)-0.12-0.12-5.51-5.5112.53-4.32-4.32-4.32-4.24-4.3212.53-5.51-5.51-0.12-0.1210弯矩图(Mmax=12.53kN.m)剪力图(Qmax＝47.02kN)6.3.2.2履带-50荷载分析：1）自重均布荷载：（0.142kN/m×0.5×17＋0.785×0.5×6）/6m+0.205kN/m＝0.8kN/m2）施工及人群荷载：不考虑与履带吊同时作用3）50t履带吊轮压：履带吊接地长度为4.5m，I16布置间距为0.5m，履带吊同时作用在9根I16上，在吊装20T重物时，单根I16的履带轮压为q1=q2=(50+20)/（4.5×2）kN/m×0.5m/0.7m＝56kN/m利用结构力学求解器建模如图：0.8KN/m（56KN/m）（56KN/m）受力模型12345678(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)-0.44-5.63-6.3547.0246.71-23.29-23.860.36-0.3623.8623.29-46.71-47.026.355.630.4412345678(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)11弯矩图(Mmax=5.19kN.m)剪力图(Qmax＝26.89kN)6.3.2.3结论经以上分析可知：Mmax=12.53kN.m,Qmax＝47.02kN选用I16，则Wx=141cm3,Ix=1130cm4,S*=80.8cm3σ=M/γω=(12.53×