《栈桥详细计算书要点.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《栈桥详细计算书要点.pdf(22页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、目录 1、编制依据及规范标准 4 11、编制依据 4 1.2 、规范标准 . 4 2、主要技术标准及设计说明 4 2.1 、主要技术标准 . 4 2.2 、设计说明 . 4 2.2.1 、桥面板 5 2.2.2 、工字钢纵梁 5 2.2.3 、工字钢横梁 5 2.2.4 、贝雷梁 5 2.2.5 、桩顶分配梁 5 2.2.6 、基础 6 2.2.7、附属结构 . 6 3、荷载计算 6 3.1 、活载计算 . 6 3.2 、恒载计算 . 7 3.3 、荷载组合 . 7 4、结构计算 7 4.1 、桥面板计算 . 8 4.1.1 、荷载计算 8 4.1.2 、材料力学性能参数及指标 9 4.1.3
2、 、力学模型 9 4.1.3 、承载力检算 9 4.2 、工字钢纵梁计算 10 4.2.1 、荷载计算 . 10 4.2.2 、材料力学性能参数及指标. 11 4.2.3 、力学模型 . 11 4.2.4 、承载力检算 . 11 4.3 、工字钢横梁计算 13 4.3.1 、荷载计算 . 13 4.3.2 、材料力学性能参数及指标. 13 4.3.3 、力学模型 . 14 4.3.4 、承载力检算 . 14 4.4 、贝雷梁计算 15 4.4.1 、荷载计算 . 15 4.4.2 、材料力学性能参数及指标. 16 4.4.3 、力学模型 . 16 4.4.4 、承载力检算 . 17 4.5 、
3、钢管桩顶分配梁计算 18 4.5.1 、荷载计算 . 18 4.5.3 、力学模型 . 19 4.5.4 、承载力检算 . 19 4.6 、钢管桩基础计算 19 4.6.1 、荷载计算 . 19 4.6.2 、桩长计算 . 20 4.7 、桥台计算 20 4.7.1 、基底承载力计算 . 21 附件:栈桥计算书 1、编制依据及规范标准 11、编制依据 (1) 、现行施工设计标准 (2) 、现行施工安全技术标准 1.2 、规范标准 (1) 、公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004 ) (2) 、公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85) (3) 、公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JT
4、J 025-86 ) 2、主要技术标准及设计说明 2.1 、主要技术标准 桥面宽度: 4.5m 设计荷载: 75t 履带吊(负载 10t )及公路级汽车荷载 栈桥全长: 105m 、51m 起止里程: K18+980.5K19+100 、K19+320 K19+380 , 2.2 、设计说明 根据本工程特点和现场地形水文条件,考虑施工周期和地方资源,跨后横河 及七工段直河施工便道采用下承式受力栈桥、路基相结合的结构形式, 中间考虑 通航要求。栈桥起止里程K18+980.5K19+100 、K19+320 K19+380 ,设计全 长分别 96m 、48m.采用跨径布置形式: 612m+2 10
5、.5m、212m+2 10.5m.栈 桥设计荷载主要考虑结构自重和75t 履带吊(负载 10t )及公路级汽车荷载 荷载。现将各部分结构详述如下: 2.2.1 、桥面板 栈桥桥面板材料为A3 钢板,钢板厚度为6mm ,钢板焊接在中心间距150mm 的 I12.6a 工字钢纵梁上。 2.2.2 、工字钢纵梁 桥面板下设置I12.6a工字钢纵梁,工字钢纵梁在车轮通过区域中心间距 150mm , 其余设置为 300m顺桥向设置。I12.6a 工字钢纵梁搁置在中心间距1500mm 的 I32a 工字钢横梁上。 I12.6a 纵梁与桥面板及横梁均焊接牢固。 2.2.3 、工字钢横梁 I12.6a 工字钢
6、纵梁下设置中心间距1500mm 的 I32a 工字钢横梁,横向穿过 贝雷纵梁的下弦杆。 I32a 横梁通过 U型卡与贝雷片下弦杆连接。 2.2.4 、贝雷梁 栈桥两侧采用每侧1 组三排单层不加强型贝雷片作为承重梁。每三片贝雷 片通过 450mm 标准连接片连接成一组; 每组贝雷片设上下均设平联。 两侧纵梁在 贝雷片底部通过自制 14a 连接系连接,保证贝雷梁的整体稳定性。 2.2.5 、桩顶分配梁 贝雷梁支承在 2 根 I25a 工字钢分配梁上,2根 I25a 分配梁间采用间断焊接。 分配梁嵌入钢管桩内530mm ,以保证分配梁的横向稳定性。贝雷片与分配梁仍采 用 U型卡连接牢固。 2.2.6
7、 、基础 2.2.6.1 、桥台 每处栈桥设重力式桥台,桥台基础底面尺寸为62001800mm ,其余为钢管 桩基础。桥台台帽顶贝雷片位置预埋10mm的钢板,防止压碎桥台混凝土。 桥台基础采用C20混凝土,设一层 16 钢筋网片,台背回填宕渣,分层碾压填 筑。 2.2.6.2 、钢管桩基础 基础采用 5308mm 钢管桩,每排 3 根,中心间距 2000mm 。钢管桩间采用 14a 连接系连接,桩顶设凹槽,2 根 I25a 工字钢分配梁嵌入钢管桩中。 2.2.7 、附属结构 栈桥栏杆立柱采用75 角钢焊接在 I20a 横梁上,立柱间距 1500mm ,立柱间 采用20 钢筋和 75 角钢连接。
8、 栈桥两侧每隔10m设置一道警示灯,以便夜间起到警示作用,防止船舶撞 击栈桥。 3、荷载计算 3.1 、活载计算 本栈桥主要供混凝土罐车、 各种机械设备运输及75t 履带吊(负载 10t )走 行,因而本栈桥荷载按每孔一辆75t 履带吊(负载 10t )荷载及公路级汽车 荷载分别检算,则活载为: 履带吊: G=850kN ; 公路级汽车荷载: G=550kN 。 3.2 、恒载计算 本栈桥恒载主要为型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重,见表-1 表-1 序号结构名称 荷载集度 (kN/m) 备注 1 桥面板2.12 顺桥向 2 I12.6a 纵梁2.71 顺桥向 3 I32a 横梁2.95
9、 顺桥向 桥面系合计8.49 顺桥向 4 贝雷梁6.0 顺桥向 3.3 、荷载组合 另考虑冰雪等偶然荷载作用, 故按以下安全系数进行荷载组合: 恒载 1.2 , 活载 1.3 。根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范规定:临时结构容许应力 可提高 1.3 (组合) 、1.4 (组合)。 4、结构计算 栈桥结构如下图所示,根据受力情况从上到下的原则依次计算如下: 4.1 、桥面板计算 桥面板采用 6mm 钢板, 钢板下设中心间距300mm 和 150mm 的 I2.6a 工字 钢纵梁,桥面板净跨径为22.6cm(I12.6a工字钢翼板宽度为74mm ) ,桥面板与 工字钢纵梁间断焊接,桥面板计算跨径
10、按22.6mm计。 4.1.1 、荷载计算 履带吊机履带宽度( 760mm )及公路级汽车中、后轮宽度(600mm )均 大于工字钢纵梁间距, 故履带吊车及公路级汽车荷载后轮荷载直接作用在工 字钢纵梁上, 桥面板不作该种检算, 仅对公路级汽车荷载前轮作用于桥面板 跨中进行检算。根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)车辆荷载前轴轴 重取 30kN,前轮着地宽度及长度为0.3m0.2m,故按前轴单胎重作为均布荷载 计算。 P=302=15kN mkNq/653 .0153 .1(单胎宽 b 按 0.3 米计) 4.1.2 、材料力学性能参数及指标 取 0.2m板宽(顺桥向长度),6m
11、m 钢板进行计算: 22 63 0.20.006 3.6 10 66 bh Wm 33 93 0.20.006 3.6 10 1212 bh Im 2 0.20.0060.0012Abhm 1192 2.1 103.6 10756EINm 4.1.3 、力学模型 4.1.3 、承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析: max 0.41MkNm max 7.35QkN a、强度检算 6 max max 3 0.41 10 113.91451.4215 3.6 10 M MPaMPa W ,合格; 3 max max 7.35 10 3.1125 1200 Q MPaMPa A
12、 ,合格; b、刚度检算 max 0.5fmm,临时结构刚度对结构正常使用及安全运营影响不大,故可 采用。 4.2 、工字钢纵梁计算 I12.6a 工字钢纵梁焊接于间距1500mm 的 I32a 工字钢横梁上,按三跨连续 梁检算。 4.2.1 、荷载计算 分别按 75t 履带吊(负载 10t )及公路级汽车荷载验算,I12.6a 工字 钢纵梁自重0.142/gkN m,桥面板自重不计。 4.2.1.1 、75t 履带吊荷载 75t 履带吊履带长宽按 4.66m0.76m 计算,自重 850kN,顺桥向荷载集度: mkNq/2 .91)66.42(850 1 ,工字钢纵梁中心间距300mm 和
13、150mm ,最不利 情况应为两根工字钢纵梁受力。 则均布荷载为: 1 1.3 91.21.2 0.142118.8/qqgkN m。 4.2.1.2 、公路级汽车荷载 根据公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)相关规定,公路级汽 车荷载为 550kN , (布置图见 I12.6a工字钢纵梁力学模型) ,按集中力计算。汽 车轴重:.3 30=39,2 1.3 120 156,2 1.3 140 182PkNKN PkN PkN 后前中 1,轴距: 3.0m+1.4m+7m+1.4m 。 4.2.2 、材料力学性能参数及指标 I12.6a 工字钢: 64 4.88 10Imm 2 1
14、810Amm 11662 2.1 104.88 101.03 10EINm 4.2.3 、力学模型 4.2.3.1 、履带吊荷载作用力学模型: 4.2.3.2 、公路级汽车荷载作用力学模型: 4.2.4 、承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析: 53 0.7710Wmm 4.2.4.1 、履带吊荷载作用下I12.6a 工字钢纵梁检算 max 28.11MkNm max 138.5QkN a、强度检算 6 max max5 28.11 10 182.5215 20.7710 M MPaMPa W ,合格; 3 max max 138 10 38.2125 2 1810 Q
15、MPaMPa A ,合格; b、刚度检算 max 1500 2.33.75 400 fmmmm,合格。 4.2.4.2 、公路级汽车荷载作用下I12.6a 纵梁检算 max 37.1MkNm max 182.4QkN a、强度检算 6 max max 5 37.1 10 120.5215 40.7710 M MPaMPa W ,合格; 3 max max 182 10 25.1125 4 1810 Q MPaMPa A ,合格; b、刚度检算 max 1500 0.33.75 400 fmmmm,合格。 4.3 、工字钢横梁计算 横梁采用 I32a 工字钢,工字钢横梁安装在6 组中心间距 49
16、50mm 的贝雷梁 的下弦杆上,横梁与工字钢用U型螺栓锁定。(每组贝雷梁由三片间距225mm 的 贝雷片拼组而成)。 4.3.1 、荷载计算 I32a 工字钢横梁荷载按75t 履带吊(负载10t )及公路级汽车荷载分 别验算;恒载为 I12.6a 纵梁及桥面板自重, 按均布荷载考虑, 每根 I32a 横梁承 受恒载: 1.3(1.54.50.006785025 1.5 14.2)4.5102.46/gkNm。 4.3.1.1 、75t 履带吊荷载 由于不同厂家的产品履带中心距不尽相同,故按最不利情况检算,即:履 带作用于跨中, 履带长度按 4660mm 计,则履带荷载至少由4根 I32a 工字
17、钢横梁 承受。 按集中力检算:kNP5532/8503.1。 4.3.1.2 、公路级汽车作用下荷载 汽车后轮纵向间距1.4m, 按两后轮作用在跨中考虑, 集中力大小kNP70。 4.3.2 、材料力学性能参数及指标 I32a 工字钢: 84 1.108 10Imm 53 6.92 10Wmm 2 6700Amm 11572 2.1 1011.08 102.3268 10EINm 4.3.3 、力学模型 4.3.3.1 、75t 履带吊作用力学模型 4.3.3.2 、公路级汽车荷载作用力学模型 4.3.4 、承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析: 4.3.4.1 、履带吊
18、荷载作用下I32a 工字钢横梁检算 max 422MkNm max 2344.2QkN a、强度检算 6 max max5 42210 152.5215 46.9210 M MPaMPa W ,合格; 3 max max 2344 10 87.5125 46700 Q MPaMPa A ,合格; b、刚度检算 max 4500 2.711.25 400 fmmmm,合格。 最大支反力: max 725.5FkN 。 4.3.4.2 、公路级汽车荷载作用下I32a 工字钢横梁检算 max 85.3MkNm max 473.5QkN a、强度检算 7 max max5 8.5310 123.321
19、5 6.9210 M MPaMPa W ,合格; 3 max max 473.510 70.7125 6700 Q MPaMPa A ,合格; b、刚度检算 max 4500 2.2811.3 400 fmmmm,合格。 最大支反力: max 612.5FkN 。 4.4 、贝雷梁计算 贝雷梁为两组,每组3 片,共 6 片。贝雷梁按单孔1 台 75t 履带吊及单孔 一辆公路级汽车荷载分别验算,均按三跨连续梁检算。 4.4.1 、荷载计算 贝雷梁以上恒载为桥面板、I12.6a 纵梁及 I32a 横梁自重,其荷载大小为: 1.20.01(14.50.00678501 2514.20.6752.75
20、.8)9.26/gkN m 4.4.1.1 、75t 履带吊作用下荷载计算 履带长度按 4.66m计算,则均布荷载大小为:mkNq/237 66.4 850 3.1。 4.4.1.2 、公路级汽车荷载计算 汽车自重荷载:kNPkNPkNP1402,1202,30 后中前 , 安全系数为 1.3 。 轴距: 3.0m+1.4m+7m+1.4m 。 4.4.2 、材料力学性能参数及指标 3000mm 1500mm 单排单层不加强贝雷桁片: kNM2.788m kNQ2.245 49 105 .2mmI 46 1057.3mmW 28311 1025.5105.2101 .2NmEI 4.4.3 、
21、力学模型 4.4.3.1 、75t 履带吊作用力学模型 4.4.3.2 、公路级汽车荷载作用力学模型 4.4.4 、承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析: 4.4.4.1 、履带吊荷载作用下贝雷梁检算 max 1076.8MkNm max 607.4QkN 最大支反力: max 752.7FkN a、强度检算 max 1076.867884729MkNmMkNm,合格; max 607.462451470QkNkNkN ,合格; b、刚度检算 max 12000 20.230 400 fmmmm,合格。 4.4.4.2 、公路级汽车荷载作用下贝雷梁检算 max 457.6
22、MkNm max 410QkN 最大支反力: max 504FkN a、强度检算 max 457.66 7884729MkNmMkNm ,合格; max 41062451470QkNkNkN ,合格; b、刚度检算 max 12000 9.430 400 fmmmm,合格。 4.5 、钢管桩顶分配梁计算 钢管桩顶分配梁采用2I25a 工字钢,工字钢分配梁嵌于钢管桩内150mm 并 与之焊接牢固,分配梁与贝雷梁用U型卡连接。 4.5.1 、荷载计算 承重梁一作为便桥结构的主要承重结构,是便桥结构稳定安全的生命线, 采 用的型材为 2I25a。根据第 5.5节对贝雷梁的计算分析,得到最大节点反力为
23、 752.7kN。 下面对最不利情况下, 承重梁一的内力情况进行建模分析。752.7FkN 和贝雷片自重作集中力验算,集中力大小为:752.71.243767.1PkN。 4.5.2 、材料力学性能参数及指标 I25a 工字钢: 84 5.02 10Imm 53 4.02 10Wmm 2 4850Amm 11482 2.1 105.02101.05410EINm 4.5.3 、力学模型 4.5.4 、承载力检算 采用清华大学 SM Solver 进行结构分析: max 28.8MkNm max 127.94QkN a、强度检算 6 max max 5 28.810 35.8203 24.02
24、10 M MPaMPa W ,合格; 3 max max 127.9410 13.2119 24850 Q MPaMPa A ,合格; b、刚度检算 max 1900 0.014.75 400 fmmmm,合格。 最大支反力: max 255.7FkN 4.6 、钢管桩基础计算 本栈桥钢管桩基础每墩采用单排四根5308mm 钢管,钢管间用 14a 槽钢 连接形成排架。 4.6.1 、荷载计算 本便桥结构基础采用单排 4根钢管桩桩基础,桩顶最大承载力为履带吊负重 驶到桩顶时,最大荷载为约255.7kN。考虑本项目的地质条件及设计提供的相关 地质资料。 施工中,理论设计值作为钢管桩施工的参考,施工
25、选用振动锤进行施 打钢管桩,实际入土深度结合现场实际地质情况确定。 4.6.2 、桩长计算 根据港口工程桩基规范(JTJ254-98)第4.2.4 条: )( 1 AqlqUQ Rifi R d += 式中: Qd单桩垂直极限承载力设计值(kN); R单桩垂直承载力分项系数,取 1.45; U桩身截面周长( m ),本处为 530mm*8mm钢管桩取 1.664m; fi q 单桩第 i 层土的极限侧摩阻力标准值(kPa); i l 桩身穿过第 i 层土的长度( m ); R q 单桩极限桩端阻力标准值(kPa); A 桩身截面面积; 地质情况统计如下: 岩土编号土层名称 地基土容 许承载力
26、(kPa) 桩周土极限摩力顶面底面高程 层厚( m) (kPa)(m)(m) 1粉土3055(取 40)1.31-3.394.7 2粉砂3555(取 45)-3.39-13.6910.3 3淤泥质粉质黏土1525(取 20)-13.69-16.592.9 根据上述验算可知单桩最大承受荷载约255.7 kN。现假设桩底打入粉砂LXm, 带入上述计算公式中(因端部摩阻力很小,计算时不予考虑),则有: (单排 4根桩)255.7kN1/1.451.664(404.7+45LX)求解得: LX 0.2m。 由计算可知,钢管桩打入粉砂层 0.2米。 桩底标高为 -3.59m, 桩顶标高为 +8.8m,
27、则单根桩总长为 12.39m。 4.6.3 钢管桩稳定性计算 水深3m ,按1m 冲刷深度考虑,则可假定钢管桩悬臂固结点在-8.8m处,桩顶 标高取 +8.8m, 钢管悬臂长度为 17.6m, 根据压杆原理, 17.6 33.240 D0.530 L , 满足稳定要求。 4.7 、桥台计算 桥台底面尺寸为 6200mm 2000mm ,基础高度 60mm ,每 30cm一个台阶; 台 背高度 600mm ,长厚 6200mm 500mm ,如下图所示: 48-0.15m 片石 N1 1210cm N2 1220cm 4.7.1 、基底承载力计算 桥台 位于K18+935.5 附近 处 ,采用 此 处地质资料,地基容许应力为 0 130KPa 。 4.7.1.1 、荷载计算 恒载为桥台自重:(6.220.36.25.20.3+6.20.60.5)24366GkN; 活载按 75t 履带吊(负载 10t )荷载直接作用在桥台上计算为800kN ; 荷载组合:1.23661.3 8001479.2PkN; 4.7.1.2 、基底承载力计算 0 1479.2 119.3130 6.22.0 P KPaKPa A ,合格。
链接地址:https://www.31doc.com/p-5209398.html