18m跨度钢栈桥计算书

.栈桥计算书一、根本参数1、水文地质资料栈桥位于河口村渡口，水面宽约120m，平均水深10m，最深处水深11.5米。地质水文条件：渡口靠岸边局部平均水深2-3米，河中局部最高水深11.5米。河底地质为：大局部桩根底所在位置处覆盖层较薄，从上至下地依次为0-5.2米细沙层，5.2-13.2为中风化岩石层，13.2米以下为微风化质岩石层。桥位河床地质表层细沙层，层厚5m，地基承载力0取值分为250350kpa； 2、荷载形式(1)60t水泥运输车通过栈桥车辆荷载按60t水泥运输车考虑，运输车重轴后轴单侧为4轮，单轮宽30cm，双轮横向净距10cm，单个车轮着地面积=0.2*0.3 m2。两后轴间距135cm，左侧后双轮与右侧后双轮距190cm。车总宽为250cm。运输车前轴重P1=120kN，后轴重P2=480kN。设计通车能力：车辆限重60t，限速5km/h，按通过栈桥车辆为60t水泥运输车满载时考虑，后轴按480kN计算。不考虑船只和排筏的撞击力，施工及使用时做好平安防护措施。3、栈桥标高确实定为满足水中墩、根底、梁部施工设备、材料的运输及施工人员通行施工需要，结合河道通航要求，在河道内施工栈桥。桥位处设计施工水位为132.65m，汛期水位上涨23m。根据设计资料和现场调查近五年最高水位平均值情况，确定栈桥桥面标高设计为139.569m。4、栈桥设计方案在田寨河河道内架设全长约162m的施工栈桥。栈桥拟采用六排单层贝雷梁桁架构造为梁体作为主要承重构造，桥面宽设计为6m,桥跨为连续构造，跨径18m。栈桥共设置9跨，在制动墩处设置伸缩缝。(1) 栈桥设置要求栈桥承载力满足：60t水泥运输车行走要求。栈桥的平面位置不得阻碍钻孔桩施工及承台施工，能够满足整个施工期间的要求。栈桥施工及运营确保航道正常通行。(2)栈桥构造栈桥至下而上依次为：钢管桩根底：设计钢管在细沙层入土深度约5m，栈桥普通墩采用单排3根600*10mm钢管桩根底，墩中心间距2.25米，每4跨设一个制动墩，制动墩采用双排3根600*10mm钢管桩根底，墩中心间距2.25米，桩间设16槽钢剪刀撑，形成板凳桩。依据钢管桩入土深度情况拟采用桩长1622m不等的钢管桩。I36a工字钢作为底横梁：桩顶横梁采用2拼并排焊接的I36a工字钢。贝雷梁主梁：主梁采用321普通贝雷桁架构造，桁架由六排贝雷桁架加联系杆件拼装，贝雷桁架间距中心距0.90m，榀间距1.1m。桥面系：贝雷梁上横铺I25a工字钢、间距为400mm作为顶横梁，顶横梁上满铺厚度为10mm的钢板做为栈桥的桥面。最后安装栏杆、照明等附属构造。栈桥构造详见以下图：5、栈桥计算参数 (1)单片贝雷桁架：每片贝雷桁架重270kg含支撑架、销子等，I=250497.2cm4，E=2105Mpa，W=3578.5cm3，M=788.2 kNm, Q=245.2 kN。(2) I25a:截面积48.5cm2，每米重量38.1kg ,Ix=5020cm4，E=2105Mpa ，Wx=402 cm3 ，Sx=232.4cm3，腹板厚8mm。(3)I36a：截面积76.3 cm2，每米重量59.9kg , Ix=15800cm4，E=2105Mpa，Wx=875cm3,Sx=514.7 cm3，腹板厚10mm。(4)16: 截面积25.16cm2，每米重量17.23kg (5)10mm厚钢板：理论重量0.942KN/m2。(6)车辆冲击系数：由查公路桥涵设计通用标准(JTGD60-2004)知，冲击系数采用1.3。考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于12m，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。人群荷载不计。二、构造检算1、偏压系数确实定(1)混凝土搅拌运输车由于运输车不可能绝对沿着中线行驶，因此在对贝雷梁、分配梁以及钢管桩验算时必须考虑偏压影响，偏压系数计算时，栈桥边考虑50cm的平安距离，活载影响情况如下左图所示。单排轮重为F，当一侧车轮走到活载影响范围的最边缘时偏压最严重,例如当车行驶在最右侧时，对支点A求矩：4.2F+2.3F-4Rc-2RB =0，又Rc+RB=2F。联立求得RC=1.25F，1.25即为偏载系数用字母表示，=1.25。2、I36a工字钢横梁检算因为I36底横梁如设计图所示，主要承受轴心压力作用，几乎不受弯矩作用，故检算略。3、贝雷梁检算3.1荷载(1)静荷载恒载计算：贝雷片每个自重270KG,栈桥按每跨18m计算，桥面钢板、横梁自重,简化为均布荷载qG1+G2+G3/181860.942+45638.1+27036/100/1811.14kN/m。考虑到螺栓和桁架销，取q=11.2KN/m跨中恒载弯矩:弯距453.6kNm梁端恒载剪力：1/211.218=100.8KN(2)活荷载：计算跨径为18m，桥面净宽6m，本设计采用600KN集中荷载进展验算，如图：活载弯矩跨中受力最大，故活载弯矩M活=1/4PL=2700KN.m梁端剪力：Qk=600KN最大弯矩： Mmax+1+453.61.327003963.6kNm梁端最大剪力：Qmax=Q恒+1+Qk=100.8+1.3600=880.8KN3.2贝雷梁构造验算：查贝雷手册可得：桁架六排单层允许弯矩M=788.260.9=4256.28KN.m，满足强度要求桁架六排单层允许剪力Q=245.26=1471.2KN，满足强度要求4、整体挠度计算：对于钢桥的设计，为了使车辆能比较平稳的通过桥梁，因此桥规要求桥跨构造均应设预拱度。另外能使钢桥能正常使用，不仅要对桁架进展强度验算，以确保构造具有足够的强度及平安储外，还要计算梁的变形，以确保构造具有足够的刚度，因为桥梁如果发生过大的变形，将导致行车困难，加大车辆的冲击作用，引起桥梁剧烈震动。查简支梁容许挠跨比，那么容许最大挠度为max=2.25cm非弹性挠度：弹性挠度，用B,C卡秋林公式计算：满足刚度要求。5、钢管桩检算普通墩钢管桩打单排3根钢管桩，制动墩6根钢管桩，普通墩横桥向桩中心距为2.25m，采用60010mm钢管桩。水深按11.5m，钢管桩露出水面按3.7m计。(1) 桩基承载力检算K11+/26001.251.3/2487.5kN桩基承载力：每根钢管桩设计承载力为P= G1+ G2+G3+G4+/31860.942+2428745638.1+659.91/100+487.51.3/3270kN。采用打桩振动锤击下沉,不计钢管桩桩侧摩阻，按支承桩考虑。桩身强度：桩基采用600mm钢管桩。11.5+3.7=15.2m按照自由端最长桩考虑 /4/40.21m 72.38100 满足要求查路桥施工计算手册附表3-25。查路桥施工计算手册附表3-26790页。内插法得0.838；那么20.6Mpa 1401.3=182Mpa 满足要求。6、墩顶分配梁检算60t水泥车作用于制动墩墩顶横梁时，为墩顶分配梁最不利荷载情况。制动墩墩顶分配梁按简支梁计算，计算跨度为4m。受力分析可简化为以下图。墩顶分配梁为2I36a，点焊连结在钢管桩顶部，分配梁近似为两端伸出的简支梁构造，分配梁长度为6m。恒载计算：按每跨18m计算，恒载为桥面钢板、横梁、贝雷梁及分配梁自重。作用于墩顶分配梁恒载： G1+ G2+G3+G41860.942+3628746638.1+659.92/100111.93kN。该恒载可近似为均布荷载111.93/618.67kN/m。弯距37.34kNm，墩顶分配梁活载:1+/26001.251.3/2487.5kN；近似为两个集中荷载P/2487.5/2243.75kN，作用于墩顶分配梁，受力可简化为以下图：弯距Pa243.750.373.13kNm；那么跨中最大弯距合计: Mmax+37.3473.13110.47kNm那么w126.3MPaw1451.3=188.5MPa 符合要求。恒载产生的扰度0.98mm；活载产生的扰度:0.63mm；那么最大扰度0.980.631.61mm10mm 满足要求。7、其它检算(1)横桥向风荷载按一跨贝雷桁架梁计。依据公路桥涵设计通用标准(JTGD60-2004)，横桥向风荷载。由查公路桥涵设计通用标准(JTGD60-2004)表4.3.7-1，4.3.7-44.3.7-6得：0.9,1.60.4670.75，0.8。式中，,，g9.81m/s2。(37.65-0.19-0.75)-32.654.06m，那么0.012kN/m3。由查公路桥涵设计通用标准(JTGD60-2004)表4.3.7-24.3.7-3及附录A得：0.79，1.7，25.6m/s。那么:0.791.725.634.38 m/s,0.73kN/m2。一跨贝雷桁架横向迎风面积=1.5120.5=9m2注：贝雷桁架净面积/贝雷桁架轮廓面积取0.5。那么: 横桥向风荷载0.90.750.80.7393.54kN，即单桩承受横桥向风荷载=3.54kN。(2)作用于钢管桩上流水压力依据公路桥涵设计通用标准(JTGD60-2004), 流水压力式中：注形状系数取0.8,=10kN/m3, g9.81m/s2,V0.5m/s设计资料。阻水面积A(32.65-22.06) 0.66.35m2。那么：流水压力0.65 kN，即单桩承受最大流水压力0.65 kN。综合(1)(2)：作用钢管桩上横桥向荷载为+ 3.54+0.654.19kN。剪刀撑采用16，且穿插点采用焊接连接。剪刀撑受力计算简图如下：剪刀撑所受压力N 4.195.92kN=2.35Mpa 1401.3182Mpa平安。稳定性验算:剪刀撑穿插点焊接后，视为两端固结；那么自由长度0.52.250.51.59m。长细比26.07150 满足要求查路桥施工计算手册附表3-25789页。查路桥施工计算手册附表3-26789790页，内插法得0.884；那么2.66Mpa 1401.3=182Mpa 满足要求。综合以上检算：该栈桥设计平安，能够满足施工需要。. v