钢栈桥设计计算书.docx

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1、钢栈桥设计计算书 钢栈桥计算书 目录 第一章主桥施工栈桥计算说明 一、设计依据 二、主要技术标准 三、技术规范 四、主要材料 五、设计要点 六、结构计算内容 七、使用注意事项 第二章栈桥结构计算书 一工程概况 二设计参数 三桥面钢板计算 四分配梁工字钢I14计算 五贝雷桁计算 六桩顶横垫梁（工字钢2I36b）强度验算七桩顶纵垫梁（工字钢2I36b）强度验算八钢管桩竖向承载力及稳定计算 九、栈桥的纵向稳定性验算。 十、栈桥抗9级风稳定性验算。 十一、栈桥抗水流稳定性验算。 第一章施工栈桥计算说明 一、设计依据 本栈桥使用“321”装配式钢桥（上承式）。用植入式钢管及施打6308mm 钢管作为桩基

2、础，满足栈桥的使用功能要求。 二、主要技术标准 1、桥梁用途：满足夏道大桥项目跨越闽江施工使用的临时栈桥，使用时间24个月（每年6月8月不使用）。 2、设计单跨标准跨径9m，桥面净宽5.5m，与岸线连接的道路宽度7m。 3、设计行车速度：5km/小时， 4、设计荷载： 9m3混凝土运输车（总重400KN）， 500KN履带吊车， 水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠下游侧的贝雷桁架上）。本设计未设人行道荷载，暂不考虑人群荷载。 5、桥面标高：66.5m 6、“321”装配式钢桥使用6排单层型（上承式）贝雷片。 三、技术规范 1、公路桥涵设计规范（JTG D602022）。 2、公路桥涵结构及木

3、结构设计规范JTJ025-86。 3、公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2022）。 4、中华人民共和国交通部战备办装备式公路钢桥使用手册（交通部战备办发布，1998年6月）。 5、公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000。 四、主要材料 1、“321”装配式钢桥及附件 采用国产321”装配式钢桥及附件，其技术标准应符合交通部编制装配式公路钢桥制造及检验、验收办法的有关规定。 贝雷桁架几何特性及桁架容许内力 (1)桁架单元杆件性能 (2)几何特性 (3)桁架容许内力表 2、钢材 钢管桩采用Q235A钢板卷制，其技术标准应符合国家标准（GB699-65）的有关规定。 型钢应符合国家标

4、准（GB2101-80）的有关规定。 钢材容许应力及弹性模量 按JTJ025-86标准（page4页表1.2.5） A3钢(Q235)：弯曲应力w= 145MPa 剪应力= 85MPa 轴向应力= 140MPa 弹性模量E= 2.1*105MPa 16Mn钢：弯曲应力w= 210MPa 剪应力= 120MPa 轴向应力= 200MPa 弹性模量E= 2.1*105MPa 五、设计要点 本桥计算按9米跨径简支梁计算和2跨各9米连续梁计算。设计单跨标准跨径9m。本桥基础为植入式和打入式钢管桩相结合，考虑到施工现场河道覆盖层为河卵石层，因此每个墩每个支点设4根6308mm钢管桩（双排），钢管桩全部支

5、撑在强风化岩层或全风化岩层上，单桩允许承载力P（计算时按壁厚7mm 计算，以确保安全）计算： 取6308mm螺旋焊钢管材料进行验算，壁厚按=7mm进行计算，其钢管截面特性如下： A=137.005cm2 I=66494.922cm4 i22.027cm W=2110.95 cm3 M90.61Kg/m 单根630mm，=7mm钢管截面承受的允许压力N N（A ） 137.00510-41401031918kN 由于钢管墩为压杆，要考虑压弯失稳，故进行稳定性校核。 按两端铰支计算钢管稳定容许应力，该处钢管最大自由长度为L18.7m（从河床面加上5m左右的河卵石起至常水位止，按照计算，钢管桩设计顶

6、标高为64.12m，常水位为61.5m，底标高为强风化或全风化岩层，标高以3#墩为例，河床底标高为37.82m，抛填厚度5m左右）。按照路桥施工计算手册表12-2公式，则钢管稳定容许应力： 0.683*14095.62MPa 式中：压杆纵向弯曲系数； 构件长细比 L0/r18.7/0.22027=84.980； L0压杆的自由长度，该处L=18.7m； r压杆对轴的回转半径，该处r0.22027； 压杆材料的容许应力，钢管140MPa。 查钢结构设计规范得，0.683。 单根钢管的稳定容许压力： A95.621.370051011310.04 kN P 钢管的稳定容许应力（由上式求得）； 式中

7、： A钢管壁的横截面面积（直径0.630m，壁厚0.007m） 故单根钢管稳定允许承载力P= 1524.87 kN，所以后续检算钢管的竖向荷载必须小于P1524.87 kN。 六、结构计算内容 结构计算书中，荷载按9m3混凝土运输车（总重400KN），500KN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠左侧的贝雷桁架上）。本设计未设人行道，荷载暂不考虑人群荷载。按最不利情况进行布载和荷载组合， 单跨标准跨径9 m计算如下内容： 1、桥面钢板计算 2、分配梁工字钢I14计算 3、贝雷桁计算 4、桩顶横垫梁（工字钢2I36b）强度验算。 5、桩顶纵垫梁（工字钢2I36b）强度验算 6、钢管桩竖

8、向承载力计算。 7、栈桥的纵向稳定性验算。 8、栈桥抗9级风稳定性验算。 七、使用注意事项 1、严禁车辆超载、超速工作和行驶，同一跨内只能有一辆重车行驶或停放，不得在桥面上随意堆放材料及重物。 、当履带荷载从引道桥进出主栈桥时，因其他原因须在桥面作较大转向时，必须在桥面铺设20mm厚的钢板，以免产生较大的转向扭矩及损坏桥面板；汽车荷载转向也必须缓慢进行。 3、车辆交汇时必须在平台处进行，并有专人指挥，严禁车轮超出便桥的两外侧贝雷片。 4、防台时车辆行走机械必须撤离栈桥，台风过后必须对栈桥作全面检查方可恢复工作。 5、栈桥使用期必须经常检查栈桥状况，如有异常情况，必须查明原因，经处理后方可继续使

9、用。 6、严禁外来荷载碰撞栈桥，严禁在栈桥上进行船舶系缆。 7、安排专人对便桥进行检查，发现隐患，停止桥上的一切作业，整改完毕后再行施工，有重车通过时做到每天检查一次，并作好记录。 第二章栈桥结构计算书 一工程概况 南平市夏道大桥及接线工程全长约1.7km，含一座跨江大桥（南汊桥、北汊桥）及两端接线、一座部分互通立交（南立交），一座互通立交(北立交)，其中：0#墩8#墩、9#18#墩闽江，桥梁下部施工需要搭设钢栈桥及钢平台，同时暂时预留4#-5#墩作为通航孔。钢栈桥搭设总长度为585米，其中南南汊桥需要搭设372m，北汊桥需要搭设213m。 临时施工便桥按照永久性进行设计施工，将抗拒五年一遇洪

10、水（标高66.5m），便桥钢管桩采用打入岩层，并用浇注水下砼进行整体固结生根处理。便桥设置顶标高为66.5m（通航水位为66.5m）。 钢栈桥作为施工时汽车运输道路及吊机移动道路，水上平台作为桥梁下部施工时工作平台。根据现场具体情况，南汊桥将暂时预留主跨4#5#墩作为通航孔，北叉桥不设置通航孔全部搭设。南叉桥施工便桥设置在左右幅桥梁中间，北叉桥因桥面高度较高今后将考虑设置塔吊，施工便桥设置在桥梁上游侧。栈桥桥面宽度按照5.5m布置，采用厚1.0cm的钢板作为行车道板，桥面板下为间距30cm横向工字钢(I14)分配梁，分配梁下为纵向主梁，纵向主梁用三组6片贝雷桁架。桩基采用630mm10mm的施

11、打式钢管桩，因覆盖层仅为河卵石层，每个墩使用双排22=4根钢管桩。桩顶横向联结采用横垫梁2I36b，墩桩顶纵向联结采用纵垫梁2I36b。 栈桥设计荷载：9m混凝土运输车（总重400KN），500KN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠左侧的贝雷桁架上） 栈桥设计满足装配式公路钢桥制造及检验、验收办法的有关技术要求。 本设计未设人行道荷载暂不考虑人群荷载。计算按9米跨径简支梁计算和2跨（各9米跨径）连续梁计算。 二设计参数 1、荷载 .恒载（每跨）： 行车道板厚（厚1.0厘米的钢板）：5.578.5=432/m=0.432t/m=4.32 KN/m I14分配梁：2116.88354/

12、m=0.354t/m=3.54 KN/m 贝雷桁架自重 0.2706/3+0.0405/3=0.61t/m=6.1 KN/m 2I36b横垫梁 5.5265.66722kg=0.722t=7.22 KN 2I36b纵垫梁 3.4465.66893kg=0.893t=8.93 KN .活载： 500KN履带吊机（QUY50A） 总重500KN，并吊重物为120KN，重物冲击系数为1.3，履带尺寸4.66m0.76m，见尺寸图。按每一联(4跨、长49=36米)布置一台计算。 混凝土运输车 总重400KN。尺寸见图。其冲击系数为1+=1+0.3=1.3。按每间距9米布置一台计算。 2 P2=160k

13、N 每条履带单位压力70.6kN/m 400KN混凝土运输车 P1=80kN P2=160kN 活载图一 2、贝雷桁架：其为国家规定尺寸制造，每片桁架为1.5高3.0m 长，重270Kg 。 弦杆由210组成，内侧的斜杆腹杆系由I 8组成，钢材为16Mn 钢，最大拉压弯应力为273Mpa ，剪应力为156Mpa 。支撑架重40Kg 。单片贝雷桁架容许弯距为788.2KN.m ，剪力为245.2KN 。 三、厚1cm 桥面钢板抗弯、抗剪强度验算 1、400KN 汽车 本便桥桥面板为厚1cm 钢板，钢板底纵向为槽钢I14工字钢，间距30cm 。计算按400KN 汽车单侧前轮荷载压在钢板上，并在钢板

14、的跨中位置，钢板跨径按0.30m 计算。400KN 汽车荷载中(后)轮着地宽度及长度=0.60.2m 。 (1)荷载 钢板自重：q1=10.785=0.785 KN/m 400KN 汽车荷载：单侧前轮 P1=800.5=40.0 KN 单侧中轮 P2=1600.5=80.0 KN 单侧后轮 P3=1600.5=80.0 KN (2)钢板弯应力及剪应力计算 a) 汽车荷载 当P2=80.0 KN 作用在钢板跨中时为最不利荷载位置(见图1) P2=1600.5=80.0 KN q2=801.3/0.6（冲击系数1+取1.3）=173.33KN/m b)钢板自重荷载： q1=0.785KN/m c)

15、合计 q=q1+q2=173.33+0.785=174.12 KN/m 0.15 0.15 174.12KN/m 图一 R =174.120.30/2=26.12 KN J 跨中弯矩：M=174.120.302/8=1.96 kN.m d)弯应力及剪应力计算 钢板:I=bh3/12=1.000.013/12=0.00000008333m4 W=bh2/6=1.000.012/6=0.00001667m3 =145MPa =M/W=1.96/0.00001667=117576 kN/m2=117.58 MPa W 弯应力满足规范要求。 =26.12/(10.01)=2612 kN/m2=2.61 MPa = 8.5 MPa =Q /A m 剪应力满足规范要求。 2、500KN履带吊机 本便桥桥面板为厚1cm钢板，钢板底纵向为槽钢I14工字钢，间距30cm。计算按500KN履带吊单侧荷载压在钢板上。500KN汽车荷载中(后)轮着地宽度及长度=0.764.66m。取二跨满布计算。 (1)荷载 钢板自重：q1=10.785=0.785 KN/m 500KN履带吊：q2=620/4.66/0.76/2=87.53 KN/m (2)钢板弯应力及剪应力计算