钢栈桥计算书

杭州九堡大桥南接线工程施工第1标先锋河钢管栈桥计算书1目录1.栈桥布置.............................................................................................................22.设计依据...........................................................................................................33.栈桥设计荷载标准.............................................................................................33.1结构恒载..................................................................................................33.2活载..........................................................................................................33.3上部结构内力计算..................................................................................33.3.1材料截面特性...............................................................................33.3.2受力分析和内力计算...................................................................43.4荷载组合下主桁架的受力计算..............................................................53.4.1恒载...............................................................................................53.4.2恒载+活载组合............................................................................53.4下部结构内力计算..................................................................................53.4.1单桩最大竖向受力.......................................................................63.4.2钢管桩稳定性验算.......................................................................63.4.3钢管桩承载力计算.......................................................................6杭州九堡大桥南接线工程施工第1标先锋河钢管栈桥计算书2先锋河钢栈桥计算书1.栈桥布置先锋河栈桥位于桥梁东侧红线边缘，全长12m，桥面宽6m，跨度为12m。栈桥基础采用Φ820钢管桩(δ=8mm)，入土深度为20m,钢管桩桩顶承重梁采用双肢I45a工字钢，长度为6m，纵向主梁采用贝雷桁架结构，栈桥共设四组贝雷桁架，每组之间贝雷片使用45#花架进行连接。贝雷梁上设置纵向间距75cm的I28a工字钢为横向分配梁，分配梁上倒扣[20槽钢为栈桥面板，每两根槽钢净距为5cm。栈桥桥面护栏采用Φ48mm×3.5mm钢管制作，立杆间距为1.5m，横杆上下设置两道，护栏高度1.2m。1.1-1先锋河栈桥示意图1.1-2先锋河栈桥结构示意图杭州九堡大桥南接线工程施工第1标先锋河钢管栈桥计算书32.设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）(2)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTG025-86）(3)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）(4)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）3.栈桥设计荷载标准根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）“车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处”。3.1结构恒载1.[20@25cm倒扣桥面：25.772×23×10/1000=5.93KN/m2.I28a@75cm横向分配梁：43.456×17×10/12000=0.62KN/m3.贝雷梁：每片贝雷重300kg300×8×10/3000=8.0KN/m4.2I45a桩顶承重梁：80.384×2×10/1000=1.61KN/m3.2活载1.履带吊：80t2.材料的容许应力及弹性模量[σ]=145MP[τ]=85MPaE=2.0×105MPa根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》要求，对于临时结构取1.3的容许应力提高系数，即1.3[σ]=188.5MPa、1.3[τ]=110.5MPa.3.贝雷片的容许内力(单排单层，非加强型)[M]=788.2KNm[Q]=245.2KN3.3上部结构内力计算3.3.1材料截面特性[20桥面板：Iy=143.6cm4，Wy=51.75cm3；I28a分配梁：Iy=344.1cm4，Wy=56.41cm3；杭州九堡大桥南接线工程施工第1标先锋河钢管栈桥计算书4贝雷梁：Ix=250497.2cm4，Wx=3578.5cm3。3.3.2受力分析和内力计算1.桥面板桥面板按连续梁布置，偏安全考虑，按简支梁验算，计算跨度取L=0.75m。由于槽钢横桥向的净距是5cm，4根槽钢(倒扣)宽度共0.95m。80t履带吊轮压着地面积0.9×9m(一边)，重400KN，槽钢受力按最不利情况考虑，由四根槽钢承担，槽钢下13根I28a分配梁支撑，则单根槽钢受力：P单根=P/4=100KNq单根=P单根/9=11.11KN/mMmax=ql2/8=11.11×0.75×0.75/8=0.78KNmQmax=100/12=8.3KN强度验算：σ=Mmax/Wy=15.07MPa1.3[σ]，满足要求；ƒ=5ql4/384EI=0.16mml/250=3mm，安全。2.I28a横向分配梁履带的单边荷载P单边=400/13KN，并布置于跨中，按连续梁计算。Mmax=9.82KNmQmax=17.71KN强度验算：σ=Mmax/Wy=9.82×106/56.41×103=174MPa1.3[σ]=188.5MPa，满足要求；ƒ=Ql3/（48EI）=1.89mml/250=6mm，安全。3.贝雷梁则双榀贝雷片为：2EI=2×2.0×108×250497.2×10-8=1002×103KNm2则双榀四排贝雷片为：杭州九堡大桥南接线工程施工第1标先锋河钢管栈桥计算书58EI=8×2.0×108×250497.2×10-8=4008×103KNm2上述横向分配梁最大剪力等于贝雷对分配梁的支反力，由内力分析可以知道，中间两排贝雷所受到的力最大。Mmax=76.411FLKNmQmax=17.71×13/2=115KN强度验算：σ=Mmax/Wy=411.76×106/7157×103=57.5MPa1.3[σ]=188.5MPaƒ=6.11mml/250=48mm，安全。3.4荷载组合下主桁架的受力计算3.4.1恒载按简支梁计算：q恒=5.93+0.62+8.0=14.55KN/mRA=RB=ql/2=14.55×12/2=87.3KNMmax=ql2/8=14.55×12×12/8=261.9KNmQmax=RA=87.3KN强度验算：σ=Mmax/Wx=261.9×106/28628×103=9.15MPa1.3[σ]=188.5MPaƒ=5ql4/384EI=0.98mml/250=48mm，安全。3.4.2恒载+活载组合Mmax=261.9/4+1.2×411.76=623.3KNm1576.4KNmQmax=87.3/4+1.2×115=159.8KN490.4KN强度验算：ƒ=6.89mml/250=48mm，安全。3.4下部结构内力计算由2Ⅰ45a工字钢组成的横向承重梁为栈桥的主要承重结构。根据结构设置和受力分析（祥见栈桥布置图），横向承重梁上方的双榀（45cm宽）贝雷纵梁正好设置在钢管桩上方，栈桥恒载与之承担的活载通过钢管桩内的承重梁直接传递到桩基，故承重梁结构内力与弯曲应力可不需计算。杭州九堡大桥南接线工程施工第1标先锋河钢管栈桥计算书63.4.1单桩最大竖向受力假设履带吊直接压在桩底的情况：Fmax=2.0×F=858.74KN2.0为荷载不均匀系数(安全系数)3.4.2钢管桩稳定性验算A=204cm2；Wox=4101cm3回转半径ixo=28.7cm；长细比λ=2000/28.11=71.15；查《钢结构设计规范》附表其稳定系数ψ=0.745；钢管桩稳定性：Fmax/ψA=858.74×103/(0.745×20400)=56.5（Mpa）＜1.3[σ]，满足要求。3.4.3钢管桩承载力计算1.计算参数(钢管桩按入土深度20m计算)层数计算厚度极限侧阻力qsik(kPa)极限端阻力qpk(kPa)12.12440(1000)24.4440(1000)31.2440(1000)43630(5500)58240(2100)61.08242500桩身周长u、桩端面积Ap计算:u=3.14×0.82=2.6mAp=0.09m2大直径(D》800mm)单桩竖向极限承载力特征值Quk为：Quk=uppkiAqlqsi杭州九堡大桥南接线工程施工第1标先锋河钢管栈桥计算书7=2.6×(44×2.12+44×4.4+44×1.2+63×3+24×8+24+24×1.08)+2500×0.09=1941.16+225=2166.16KN858.74KN