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1、 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 1 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 2 目 录 1 设计概况.1 2 设计依据.1 3 主要技术标准.1 4 场地工程地质条件概述.2 4.1 地层资料.2 4.2 水文气象条件.3 5 设计原则.3 5.1 设计要求.3 5.2 荷载.4 5.3 工况.4 5.4 结构布置.4 6 检算内容.5 6.1 最不利荷载.5 6.2 桥面钢板计算.5 6.3 上横梁 I25a 工字钢计算.5 6.3.1 组合应力分析.5 6.3.2 剪应力分析.6 6.3.3 挠度分析.6 6.3.4 反力分析.7 6.4 贝雷梁计算.7 6.4.1 组合应力分析.7
2、 6.4.2 剪应力分析.8 6.4.3 挠度分析.8 6.4.4 反力分析.9 6.5 下横梁 2I28b 工字钢计算.9 6.5.1 组合应力分析.9 6.5.2 剪应力分析.10 6.5.3 挠度分析.10 6.5.4 反力分析.11 6.6 钢管桩受力分析.11 6.6.1 钢管桩入土深度计算.11 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 3 6.6.2 钢管桩强度刚度计算.12 6.6.3 钢管稳定性计算.12 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 1 跨小清河栈桥结构设计及计算书 1 设计概况 石济客运专线正线在济南市历城区孟家庄附近跨越小清河，桥梁名称为齐济（黄河后）特大桥。相应小
3、清河干流设计桩号为 30+886，桥梁轴线的法线与水流方向交角为 30。小清河主河槽宽度约 40m，铁路采用（32+48+32）m 连续梁跨越小清河，需搭设一座栈桥使施工便道贯通。2 设计依据 公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 024-85）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）钢结构设计规范（GB 50017-2003）Midas 计算软件。3 主要技术标准.道路等级：施工栈桥.设计车速：15km/h.机动车设计荷载：8m3混凝土罐车（40t）。.桥面布置：单车道 .桥上净空高度：齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 2.桥下通航标准
4、：不通航.桥上纵坡：0 4 场地工程地质条件概述 4.1 地层资料（1）地形地貌 小清河是市区段所属地貌为山前倾斜平原区，北部黄河自西向东流入渤海。沿线平原广阔，地势舒缓低平，属山前平原交接洼地，冲积平原，地形较平坦，起伏不大，多为耕地。（2）工程地质特性 （2）地层岩性 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 3 4.2 水文气象条件 5 设计原则 5.1 设计要求 对于便桥设计选取合适的标准，参考钢结构设计规范（GB 50017-2003），公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86）等相应规范、标准，保证桥梁的安全。便桥上有施工人员作业，必须保证绝对的安全，要求各构件处于弹性，最
5、大应力小于屈服强度。贝雷桁的允许跨中挠度按照桁架选取，为 L/400 的单跨跨径；结构上的任何连接不破坏。齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 4 5.2 荷载 8m3混凝土罐车（40t），系数取 1.25，按照 50t 进行计算；50t 履带吊；5.3 工况 荷载工况按照下表取值：设计状态 工况 荷载组合 工作状态 I 结构自重 8m3混凝土罐车 结构自重 50t履带吊 非工作状态 结构自重 5.4 结构布置 栈桥采用一跨连续梁方案，总长度60m，标准跨径为12m。贝雷梁结构：施工栈桥采用512m一联“321”型贝雷桁架，桥面宽6.0m；桥面系：由钢板和型钢组成，桥面板采用8mm厚花纹钢板，
6、上横梁采用I25a工字钢，下横梁采用2I28b工字钢；桩基础：=530，=8mm厚钢管桩；钢管桩所用钢管，材质为Q235，采用钢板卷焊。施工栈桥在每联采用3530钢管桩，钢管桩桩长采用16m；便桥设计使用期为二年。横断面结构见下图5.4-1所示：栏杆8mm花纹钢板I25a贝雷片2I28a?530X8mm钢管8连接片14b14b 图 5.4-1 栈桥横断面图(单位：cm)齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 5 6 检算内容 6.1 最不利荷载 8m3混凝土罐车（40t），系数取 1.25，按照 50t 进行计算；50t 履带吊；经过初步计算，认为工况一 8m3混凝土罐车在 12m 跨栈桥作业时
7、对栈桥结构起控制作用。故取结构 8m3混凝土罐车为上部结构计算的设计荷载。8m3混凝土罐车轮距1.8m，轴距4.0m+1.4m，轴重分布情况100KN+200KN+200KN,详见图6.1-1。6.2 桥面钢板计算 桥面板采用8mm厚花纹钢板铺成。8m3混凝土罐车前轮单胎着地面积0.30.3m（宽长），后轴每对车轮着地面积为0.60.3m（宽长）。I25a 翼缘宽度为116mm，故上横梁空隙宽度为mmmmmm184116300，小于轮胎的宽度，故汽车荷载直接作用在纵梁上，桥面板几乎不受力，故可不对桥面板计算。图 6.1-1 混凝土罐车荷载分布图 6.3 上横梁 I25a 工字钢计算 上横梁为
8、I25a 工字钢，间距 30cm。8m3混凝土罐车作用在桥面时，最不利荷载为车的中(后)轮同时作用在横梁。活载：100KN。恒载（钢板、纵梁自重）：61.578500.008/6=94.2/m=0.9KN/m 6.3.1 组合应力分析 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 6 当车轮处于横梁 1.55m 跨径中心时，所受应力最大 最大组合应力MPaMP215a6.64，满足要求。6.3.2 剪应力分析 当车轮处于贝雷梁上方时，所受剪力最大 最大剪应力为MPaMP85a3.49，满足要求。6.3.3 挠度分析 当车轮处于横梁 1.55m 跨径中心时，横梁挠度最大 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计
9、算书 7 最大挠度值为0.67mm1550mm/400=3.875mm,满足要求。6.3.4 反力分析 当车轮处于贝雷梁上方时，所受反力最大 最大支点反力为 85.8KN。6.4 贝雷梁计算 取单片 12m 长贝雷梁进行分析计算，当车轮处于贝雷梁顶部时，受力最大。6.4.1 组合应力分析 当车辆处于跨中时，组合应力最大 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 8 最大组合应力MPaMP315a1.174，满足要求。6.4.2 剪应力分析 当车轮处于一端时，所受剪力最大 最大剪应力为MPaMP208a0.136，满足要求。6.4.3 挠度分析 当车辆处于跨中时，挠度最大 齐济（黄河后）特大桥小清河
10、栈桥计算书 9 最大挠度值为18mm12000mm/400=30mm,满足要求。6.4.4 反力分析 当车轮处于一端时，所受反力最大 最大支点反力为 217.9KN。6.5 下横梁 2I28b 工字钢计算 6.5.1 组合应力分析 齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 10 最大组合应力MPaMP215a6.96，满足要求。6.5.2 剪应力分析 最大剪应力为MPaMP85a1.55，满足要求。6.5.3 挠度分析 最大挠度值为0.79mm1550mm/400=3.875mm,满足要求。齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 11 6.5.4 反力分析 最大支点反力为 447.8KN。6.6 钢
11、管桩受力分析 6.6.1 钢管桩入土深度计算 桥址区域地基为粉土粉质性土，按沉桩承载力计算，查公路桥涵地基与基础设计规范（JTJD63-2007）得沉桩的容许承载力：rkprikiiniaqAqluR211 式中：Ra单桩轴向受压容许承载力（kN）；（临时结构安全系数取 2）；u桩的周长（m）；il地面以下各土层厚度(m)；pA桩端截面面积(m2)；n土层数；ikq与 li对应的各土层与桩侧摩阻力标准值(kpa)；rkq桩端处土的承载力标准值(kpa)，取 0；i、r分别为震动沉桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数，采用液压式振动沉桩其值均取为 1.0。采用530*8mm 钢管立柱，有效
12、桩长从河床面向下计算。承载力计算时不计钢管桩端承力，则沉桩容许承载力为：ikiiniaqlUR121，i、按土取值 1.0。齐济（黄河后）特大桥小清河栈桥计算书 12 根据地质工程报告：第一层：粉土mli5.1，KPaqik30；第二层：粉质黏土mli12，KPaqik50；单桩承载力 Ra467.6KN。KNLRa8.447)50305.1(53.021 得 L=9.8m 钢管桩入土深度为：L=1.5+9.8=11.3m。钢管桩长度：11.3+4.5=15.8m,钢管桩长度取 16m。6.6.2 钢管桩强度刚度计算 管桩受竖直力由下横梁传递而至，大小为N=447.8KN。则：=447.81000/（3.14(530530-522522)/4）67.78MPa215MPa,合格！6.6.3 钢管稳定性计算 立杆截面面积131.2cm2,惯性矩 I=44695.5cm2,回转半径 i=18.5mm,钢管自由长度l=2.0m,长细比 1501085.182000il,满足要求。查规范得=0.952。=F/(A*)=447.8/（3.14(530530-522522)/4)*0.952=71.2MPa210MPa,合格！