東洲島鋼棧橋計算書

鋼

棧

橋

計皆算書市市政工程公司二O—五年五月目錄1鋼棧橋設計概況TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"2編制依據 23．材料規(guī)格及其力學性能 2\o"CurrentDocument"4．荷載計算取值 3\o"CurrentDocument"4.1運輸車輛（平半掛車）荷載 3\o"CurrentDocument"4.2履帶吊荷載 3\o"CurrentDocument"4.3其他荷載 3\o"CurrentDocument"5．荷載工況分析 4\o"CurrentDocument"5.1工況組合 4\o"CurrentDocument"5.2荷載工況分析 4\o"CurrentDocument"6棧橋分析 4\o"CurrentDocument"6.1分析結果 6平半掛車行走于棧橋上時 6\o"CurrentDocument"7．橋臺鋼管樁分析 7\o"CurrentDocument"8．打入鋼管樁承載力分析 7\o"CurrentDocument"9．其他分析 8\o"CurrentDocument"溫度影響 8\o"CurrentDocument"10．總結與建議 8東洲島鋼棧橋計算書1鋼棧橋設計概況棧橋頂標高設定為56.0m,鋼棧橋總長225m。標準跨度為9m,設單排3根①630x12鋼管立柱；為增強較長立柱位置橋墩剛度，每36米處設制動墩（兩側均采用雙鋼管柱墩,設雙排鋼管立柱,排距3米）。設計橋面寬度為6.0米，最大行走荷載120噸。經過試算得知，6片貝雷片作為棧橋主梁時，其應力不滿足要求，故選用3組8片貝雷片作為主梁。鋼管橫向間距2X1.95m，鋼管之間設縱（橫）向聯(lián)接系，鋼管頂上設橫向雙拼I45B型鋼作為大橫梁，大橫梁上布置8片貝雷梁主縱梁，分布情況為45+45+105+90+105+45+45cm。貝雷梁上橫鋪I25b橫向分配梁，間距25cm。橋面板采用10mm厚印花鋼板，橋面寬6m。2編制依據1） 市東洲島鋼棧橋工程前期設計圖；2） 現(xiàn)場實測地形斷面圖；3） 《裝配式公路鋼橋（貝雷梁）使用手冊》；4） 《公路橋涵設計通用規(guī)》JTGD60-2004；5） 《鋼結構設計規(guī)》GB50017-2003；6） 《混凝土結構設計規(guī)》GB50010-2010；7） 《建筑結構設計規(guī)》GB50009-2012；8） 《路橋施工計算手冊》；9） 《公路橋涵設計通用規(guī)》JTGD60-2004；10） 《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)》JTGD63-2007；11） 我單位已有的施工經驗及參考同類鋼棧橋設計資料3．材料規(guī)格及其力學性能本次計算采用容許應力法。因為屬于臨時結構，容許應力提高1.3倍。10mm面板、分配梁、大橫梁、鋼管柱、貝雷梁花架等采用Q235鋼材，貝雷梁本體使用的是Q345鋼。兩種鋼材各性能如下：1） 材料容重：鋼材 78.5kN/m"3；2） 材料的彈性模量：鋼材 2.1X105MPa；3） 材料強度設計值：Q235鋼f=140*1.3=183MPa fv=85*1.3=110.5Mpa；（貝雷梁）Q345鋼f=210*1.3=273MPa fv=120*1.3=156Mpa；4．荷載計算取值運輸車輛（平半掛車）荷載按40t掛車進行計算，車輛自重40t，車輛載重80t，前后荷載比例3:7，縱向軸距6.78m+1.31m+1.31m，橫向輪距1.8m。程序分析時，掛車活載作為移動荷載分析，采用車道面加載?？紤]到實際情況，橋面兩側預留60cm為避讓行人寬度，車道面寬度取值4.8m。汽車限速5km/h通過，計算時只考慮一臺120t掛車通行。通行的沖擊系數(shù)由程序根據設定參數(shù)自動計算考慮，在“移動荷載分析控制”中，臨時鋼棧橋結構基頻取值1.3Hz,根據《公路工程技術標準》（JTGB012003）規(guī)定，沖擊系數(shù)為u=0.04。履帶吊荷載本方案經綜合比選考慮，拼裝棧橋時采用QUY80A履帶吊，整機（全部件）重量90t，本項目使用整機重量約74t（移動荷載）。QUY80A履帶吊單條履帶尺寸：5.37X0.85m（凈尺寸），SCC1000履帶吊單條履帶尺寸：6.85X0.95m（凈尺寸），。履帶吊在非吊重狀態(tài)、各種代表性吊重狀態(tài)的接地比壓計算結果如下表：表4-1QUY80A履帶吊接地比壓計算表項目主臂與履帶關系夾角接地比壓縱向加載長度加載形式非吊重狀態(tài)平行0180.94.808三角形最不利24190.24.572三角形垂直90125.15.370均布27036.85.370均布吊重狀態(tài)（吊13噸）平行0192.65.323三角形最不利24201.65.083三角形垂直9052.55.370均布270138.45.370均布其他荷載貝雷橋上人群荷載按2.5KPa取，護欄、電線、螺栓等附屬荷載按實際計算考慮；汽車制動力荷載按汽車荷載的10%考慮，《公路橋涵設計通用規(guī)》(JTGD60-2004)；整體升降溫按照30°C考慮，僅用于考慮熱脹冷縮帶來的棧橋縱向位移，以判斷伸縮縫的設置；風荷載：根據相關資料，地區(qū)百年一遇基本風壓0.45KPa；水流壓力荷載：根據調查，最大流速約為1.2m/s。棧橋上無臨時管線要求，不考慮荷載。5．荷載工況分析工況組合表5-1棧橋工況組合永久荷載可變荷載說明荷載自重附屬掛車履帶吊風壓水流制動力編號標識ZZFSGCLDFYSLZD1動載工況VVVV履帶吊行走2VVVV掛車仃走3吊裝工況VV無機械上橋狀態(tài)抗傾覆4VVV5VVV6VVVV7VVVV履帶吊靜止8VVV掛車靜止如遇極端惡劣天氣或其他不可抗力因素造成風速或者水流速度過大，棧橋禁止通行，平臺上停止作業(yè)，故水平力不與水流和風荷載同時參與組合。荷載工況分析驗算構件強度：1.0倍恒載+1.2倍活載。6棧橋分析采用MidasCivil2013建立模型，跨度分布為(4X9)m,橫向分布8片貝雷梁，分布間距問45+45+105+90+105+45+45cm,貝雷梁上弦桿上橫向鋪設I25B型鋼，其上再鋪設厚度10mm、寬度6m的鋼板，自定義總重120t平半掛車在棧橋上行走，按照城-并進行分析。邊界條件設置如下：（1） 橋面系構件連接：橋面板與I25b工字鋼橫梁采用共節(jié)點連接，橫梁與貝雷桁梁采用僅受壓彈性連接，連接剛度按經驗取值100kN/mm。由于存在僅受壓彈性連接，模型對橋面板進行三處約束，各處約束自由度分別為：（Dx，Dy，Dz）；（Dx，Rz）；（Dz）。（2） 其余構件連接：貝雷桁梁與2145b雙拼工字鋼分配梁采用彈性連接，約束Dx、Dy、Dz，連接剛度按經驗取值100kN/mm。分配梁與鋼管樁采用共節(jié)點連接。鋼管樁樁底按錨固模擬，約束Dx、Dy、Dz、Rx、Ry、Rz。6.1受力模型整體模型如下圖。圖6-1模型三維視圖F來求來'求:來迸咪求求求來迷％求來求求迷y求求求來才圖6-2模型正面視圖

分析結果6.2.1平半掛車行走于棧橋上時貝雷梁組合應力如下：此時最大組合應力為256MPa<273MPa，滿足要求。KCT-FHai=E；&CfiP1WC:KCT-FHai=E；&CfiP1WC:M5Mm:ZW51±r±!四悄：啊2/m"Xi-D.433L.4LK^-tOa3L.JS7?^?JE LH2474?4C(]2—■e^saismoi 7jai453*-?C01 C.HCKCh-t^ai4卿如nxn円E.W5-ie-H?lDjODOCOb-hjOO^■--2-E3U2b-M>Da最大剪應力=142MPavl56MPa，滿足要求。鋼管立柱反力<.卜知7審去-￡-30]FZ!3J]12EG>H]Eg?sawF2fiLE233E*?5CBm<.卜知7審去-￡-30]FZ!3J]12EG>H]Eg?sawF2fiLE233E*?5CBm■?：!LMAJ￡:3flUMIN:4?3之曰石卄壬TtPi日如：D,；DZ/；LD：13T.4.m從柱頂?shù)胶哟惨韵?米最大桿長為56-(0.25+0.45+1.5)-(41-3)=15.8米。立柱下端固結，上端自由，長細比入=2X15.8/0.21853=144.6，查表得穩(wěn)定系數(shù)?=0.272，壓應力=452/(0.272*0.02330)=71320KPa=71.3Mpav183MPa，鋼管柱穩(wěn)定性滿足要求。通過查閱各種工況下結果，面板、分配梁、大橫梁、剪刀撐等各受力部件應力、位移(系統(tǒng)最大位移為1.8mm)，f=1.8mmV[v]=l/400=22.5mm，滿足要求。7．橋臺鋼管柱分析橋臺下部設置四根鋼管樁，防止河水沖刷橋臺下部泥土，導致橋臺下沉。恒載Q1：混凝土荷載、部分貝雷梁、工字鋼和臺背砂礫石活載Q2：取最不利位置(掛車后三軸行走在橋臺上)Q1=[(2.5+4.11]/2*4*6-1*2*6+0.5*4.11*6*2.4+0.27/2*8+0.042*2*6+1.61*4/2*6*1.7]*10=1373.4KNQ2=120*70%*10=840KN每根鋼管柱受力=(Q]+Q2)/4=553.4KN，下端固結，上端自由，長細比入=2X7/0.21853=64，查表得穩(wěn)定系數(shù)?=0.897，鋼管樁應力=553.4/(0.0233*0.897)/1000=26.5Mpa.8．打入鋼管樁承載力分析經計算鋼棧橋鋼管柱單樁最大承載力要求不小于553kN，因地質勘測情況不明，借鑒距離東洲島不遠處的耒水河地質報告及《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)》JTGD63-2007。打入鋼管樁承載力計算表如下：

地層名稱地層厚度li（m）承載力基本容許值側阻力標準值qik粉質粘十113415040粉砂9030粗砂20725060圓礫163400130仝風化泥質砂巖22060強風化泥質砂巖105350180管樁外直徑（m）063樁身周長u（198樁端截面面積Ap（m2）0312第一層厚度（m）第一層側阻力標準值（kPa）40第一層樁側影響系數(shù)a07第一層厚度（m）第一層側阻力標準值（kPa）第二層樁側影響系數(shù)a第三層厚度（m）第三層側阻力標準值（kPa）第三層樁側影響系數(shù)a第四層厚度（m）第四層側阻力標準值（kPa）第四層樁側影響系數(shù)a持力層端阻力極限值（kPa）800樁端入+總深度（m）樁端影響系數(shù)a110沉樁承載力容許值（kn）Q=uVaiqikli+arpqA607.2河床部位5-7m處為淤泥，不提供承載力，所以鋼管樁埋置深度±7+6=13m。9．其他分析溫度影響考慮整體升降溫30°C，單跨棧橋總伸縮量l=225000X12X10-6X30=81mm,故需在棧橋中間位置設置伸縮縫，棧橋兩端錨固在