特大橋D4合同段鋼棧橋設(shè)計計算書 4700字

特大橋D4合同段鋼棧橋設(shè)計計算書4700字第一章：項目簡介

一.項目概況

新造珠江特大橋為廣州新洲至化龍快速路上的控制性項目，全長1980m。主橋為主跨為350m的雙塔斜拉橋。22、23主墩以及21輔助墩為水中根底，需搭設(shè)棧橋及平臺進行施工。根據(jù)項目所處地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件，擬采用貝雷桁架在南、北兩岸搭設(shè)鋼棧橋。

二.結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、施工鋼棧橋。二次分配梁i28a與貝雷之間采用直徑為φ16mm的騎馬螺栓進行連接固定。鋼棧橋的兩端設(shè)置φ48鋼管作為防護欄。鋼棧橋的布置圖如下：

2、鉆孔施工平臺。二次分配梁i28a與貝雷之間采用直徑為φ16mm的騎馬螺栓進行連接固定。鋼棧橋的兩端設(shè)置φ48鋼管作為防護欄。鋼棧橋的布置圖如下：

3、主墩碼頭。鉆孔平臺采用貝雷桁架作為主承重結(jié)構(gòu)，[20型鋼作為一次分配結(jié)構(gòu)、i28按照1m間距分布作為二次分配結(jié)構(gòu)，i32型鋼作為四周圈梁將荷載傳遞給鋼管樁根底。鋼管樁采用直徑630mm、壁厚8mm螺旋鋼管，鋼管樁中心距4m。二次分配梁i28a與貝雷之間采用直徑為φ16mm的騎馬螺栓進行連接固定。鋼棧橋的兩端設(shè)置φ48鋼管作為防護欄。

第二章：結(jié)構(gòu)設(shè)計計算各相關(guān)參數(shù)確實定

一.計算目的

為了使鋼棧橋、鉆孔施工平臺及主墩碼頭在新造珠江特大橋施工的整個過程中能夠平安可靠地投入運用，需對鋼棧橋的各結(jié)構(gòu)進行強度、剛度及穩(wěn)定性等方面的計算與驗算。

二.參考資料

1、設(shè)計院及相關(guān)部門提供的該工程相關(guān)技術(shù)資料

2、?公路橋涵施工技術(shù)標準》(jtj041-)——人民交通出版社

3、?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》(第二版)——中國建筑工業(yè)出版社

4、?公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》(jtj025-86)

5、?結(jié)構(gòu)力學(xué)》——人民交通出版社

6、?路橋施工計算手冊》——人民交通出版社

7、?實用土木項目手冊》——人民交通出版社

8、?公路橋涵設(shè)計通用標準》——(jtgd60-)

三.計算過程中采用的局部參數(shù)

a3鋼材的允許應(yīng)力：【σ】=170mpa

a3鋼材的允許剪應(yīng)力：【τ】=85mpa

a3鋼材的彈性模量：e=2.1105mpa

16mn鋼材的允許應(yīng)力：【σ】=210mpa

16mn鋼材的允許剪應(yīng)力：【τ】=120mpa

16mn鋼材的彈性模量：e=2.1105mpa

四.設(shè)計技術(shù)參數(shù)及荷載確實定

1.上述結(jié)構(gòu)設(shè)計計算荷載為50t履帶吊及砼罐車，50t履帶吊自重約為50t，其計算工況為最重荷載在棧橋上行駛時對棧橋的影響，考慮可能出現(xiàn)的履帶吊停留在棧橋上吊裝作業(yè)時的情況，吊重按20t考慮，那么考慮1.1的沖擊系數(shù)最后取77t進行計算。

2.結(jié)構(gòu)自重按實際重量計入或由計算軟件自動計入;

3.流水壓力

因新造珠江特大橋施工圖設(shè)計表明中未提供相關(guān)數(shù)據(jù)，出于平安考慮，施工區(qū)域流水設(shè)計流速300cm/s。根據(jù)?公路橋涵設(shè)計通用標準》，那么流水壓力為：fw=kaγv2/2g

其中：k—為形狀系數(shù)，圓形取0.8;γ—為水的重力密度，取10kn/m3;v—為設(shè)計水流速，1.4m/s;那么：水流壓力fw=0.80.631032/29.81=2.212kn/m

即鋼管樁在水中的自由段承受2.212kn/m的水流壓力。

五.結(jié)構(gòu)計算工況確實定

1.主橋施工棧橋

工況一：

鋼棧橋搭設(shè)施工時，50t履

帶吊懸吊振樁錘打樁。此時由于前面的鋼管樁還在振打，50t履帶吊必需停留在懸臂跨上，此工況下主要考慮懸臂時對貝雷的受力大小及鋼管樁的承載力。計算荷載為履帶吊的自重、振樁錘重同時考慮一定的沖擊系數(shù)，最后荷載值取77t。

最大荷載組合為：恒載+活載+水流壓力

工況二：

鋼棧橋搭設(shè)好后，正常投入使用時，各種施工車輛在上面行駛或停留。在整個施工過程中，最大荷載有砼運輸車滿載時為30t左右，考慮沖擊系數(shù)取33t;履帶吊自重50t，吊重20t，考慮沖擊系數(shù)取77t。

最大荷載組合為：恒載+活載+水流壓力

2、主墩鉆孔施工平臺：

主墩鉆孔施工平臺結(jié)構(gòu)搭設(shè)過程受力狀態(tài)與使用過程受力狀態(tài)根本一致，所以僅按照使用過程進行分析。

最大荷載有砼運輸車滿載時為30t左右，考慮沖擊系數(shù)取33t;履帶吊自重50t，吊重20t，考慮沖擊系數(shù)取77t。

3、主墩碼頭：

主墩鉆孔施工平臺結(jié)構(gòu)搭設(shè)過程受力狀態(tài)與使用過程受力狀態(tài)根本一致，所以僅按照使用過程進行分析。

最大荷載有砼運輸車滿載時為30t左右，考慮沖擊系數(shù)取33t;履帶吊自重50t，吊重20t，考慮沖擊系數(shù)取77t。

經(jīng)過初步分析：主橋鋼棧橋、鉆孔施工平臺、碼頭均按照履帶吊控制設(shè)計。

第三章：結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算及驗算

一、主棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗算:

1.工況一

一次分配梁[20的計算：

根據(jù)荷載分布情況以及履帶寬度，按最不利考慮，單條履帶荷載考慮由3條[20a型鋼承當(dāng)，其大小為77÷3=25.67kn/m,按5跨連續(xù)梁考慮，其計算結(jié)果如下：由上圖計算結(jié)果可知，[20a承受的最大組合應(yīng)力為σ=-108.05mpa二次分配梁i28的計算：

根據(jù)一次分配梁[20的計算結(jié)果得知，在懸吊振樁的情況下，一次分配梁對二次分配兩產(chǎn)生的作用力最大為29.32kn，那么施加在二次分配梁上的作用力按單邊最外側(cè)3個23cm等間距29.32kn大小(實際要略小)的作用力計算，那么二次分配梁的計算結(jié)果如下：由上圖計算結(jié)果可知，i28承受的最大組合應(yīng)力為σ=87.04mpa整體計算：

由于懸吊振樁錘施工時，履帶吊為居中布置，棧橋的各結(jié)構(gòu)都是等間距對稱布置的，所以貝雷計算時可將各重量簡化為均布荷載進行計算。履帶吊的履帶長度為5m，那么貝雷懸臂局部按2片貝雷6m考慮，每片貝雷加花架按300kg考慮，那么施加在貝雷上的荷載為：

貝雷：3501/3=116.7kg/m[20:22.632251=565.8kg/m

那么施加在貝雷上的結(jié)構(gòu)自重按均布荷載為9.44kn/m，單側(cè)雙排加強貝雷的均布荷載為2.36kn/m，施加的活載為單條履帶77kn/m，貝雷的計算結(jié)果如下：由上圖可知，雙排加強貝雷最大位移為f=4.98mm結(jié)論：綜合上述結(jié)果可知，鋼棧橋在工況一荷載作用下，有足夠的剛度、強度、穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)平安可靠。

2.工況二

在工況二中，計算荷載取履帶吊的55t。由于在工況一中計算荷載也為55t，所以在工況二里不再進行一次分配梁和二次分配梁的獨自計算，而直接進行貝雷及棧橋的整體穩(wěn)定計算。

整體計算：

由工況一的計算可得知貝雷上的結(jié)構(gòu)自重荷載為11.8kn/m，單條履帶活載為77kn/m(荷載長度為5m)，貝雷彎矩計算時活載布置到跨中，剪力計算時布置到支點處，貝雷取一聯(lián)4跨連續(xù)進行計算。計算結(jié)果如下：由上圖計算結(jié)果可知，雙排加強貝雷最大變形撓度為f=27.39mm由上圖計算結(jié)果可知，鋼管樁最大反力為f=541.33kn

鋼棧橋的整體穩(wěn)定計算：由上圖計算結(jié)果可知，鋼棧橋第一階失穩(wěn)系數(shù)為10.61。

結(jié)論：綜合上述結(jié)果可知，鋼棧橋在工況二荷載作用下，有足夠的剛度、強度、穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)平安可靠。

二、主墩鉆孔施工平臺：該分配梁計算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計算結(jié)果一致。

1、二次分配梁i28的計算：

該分配梁計算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計算結(jié)果一致。

2、整體計算：由上圖計算結(jié)果可知，鋼管樁最大反力為f=301.89kn

三、主墩碼頭計算：該分配梁計算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計算結(jié)果一致。

1、二次分配梁i28的計算：

該分配梁計算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計算結(jié)果一致。

2、整體計算：由上圖計算結(jié)果可知，雙排加強貝雷最大變形撓度為f=17.49mm第四章：鋼管樁的入土深度計算

一.主橋鋼棧橋

根據(jù)第三章中各工況的計算結(jié)果，鋼管樁的單樁最大承載力為工況一570.63kn，考慮其它不確定的影響因素，φ6308mm鋼管樁的最大單樁承載力按600kn進行計算。

根據(jù)地質(zhì)勘察報告中22墩附近孔位土質(zhì)力學(xué)性能，

qmc4：承載力取[σ]=100kpa，摩阻力取[τ]=40kpa，

層厚6.2m,層頂標高-1.5m;

pz1⑦1：承載力取[σ]=350kpa，摩阻力取[τ]=75kpa，層厚3m;那么單樁進入pz1⑦1土層深度為：根據(jù)設(shè)計給出的勘察資料，河床標高為-1.5m，

樁頂標高為：+5.427m;

樁底標高為：