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1、精品_精品资料_第三部分：设计运算书一、 设计依据本栈桥依据以下资料进行设计：杭州湾跨海大桥 -A 标段土建工程施工招标文件参考资料.杭州湾跨海大桥施工图第五卷第四册第一和其次分册.大路桥涵设计通用规范 JTJ 021 89）.大路桥涵的基与基础设计规范 JTJ 02485）.二、总体设计原就1、设计范畴本次栈桥设计范畴： K71+717.1K81+157.5,长 9440.4m.与试验段的栈桥连接,栈桥使用范畴： K71+717.1K81+497.5,长 9780.4m.2、采纳形式本桥是施工期间的暂时栈桥,工程完成后必需拆除,因此采纳装配式大路钢桥.梁部采纳贝雷架和六四式军用梁组成桁架,墩
2、身与基础采纳钢管通天桩.3、栈桥宽度与平纵断面依据“招标文件参考资料”及补遗资料的规定,栈桥宽度与平纵断面为：净宽 8.0m.桥面高程 7.0m,按平坡设计.平面与主桥平行.依据要求设置桥上会让点, K75497.5K81497.5 之间每 400 一处. K71第469页717.1K75 497.5 之间每 600 一处.全桥共设置 20 处会让点.会让点桥面全宽 12m,长为一联的长度,边角处设置移动式公厕.4、跨度受施工条件及工期的影响,栈桥只能从十塘向海上逐孔悬拼施工.桥墩基础的打入桩施工受机械和造价的掌握,孔跨采纳在12 16m 左右的简支梁.5、桥墩及基础栈桥基础采纳钢管桩,桩尖设
3、环向加强箍,材质均为Q235 钢,接桩采纳焊接接头,桩与桩之间设剪力撑.桥墩为通天桩上设型钢盖梁,墩柱之间设剪力撑,桥梁使用时为连续梁结构,中间墩是单排墩柱,联间墩为双排墩柱.6、设计荷载依据招标文件要求,栈桥荷载等级为汽车超20 级,挂车 120.另外,对可能的超大、超重车辆及架桥机等机械设备进行检算.三、 梁部结构设计本次栈桥设计范畴： K71+717.1K81+157.5,长 9440.4m.与试验段的栈桥连接,栈桥养护使用范畴： K71+717.5K81+497.5,长 9780.4m.由于栈桥桥位的处南岸滩涂区,潮位变化大,大部分没有条件进行船舶水上施工作业,只能从十塘岸边向深水区单
4、头推动,逐孔施工,受施工条件和荷载掌握,比较经济和快速的跨度为1216m 的简支梁.设计考虑两种桁架形式：贝雷架和军用梁.梁式：采纳贝雷架可以便利的进行先简支后连续的施工方法,组成4x12m 或可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3x16m 的连续梁.军用梁的其次孔以后是平行四边形的梁架,拼接时需要扒杆或吊机帮助施工.履带吊机 QUY50 ,吊重 50t,自重 50t）.打桩架桥机 .混凝土泵送车 五十铃, CXZ81Q ,自重 28.3t）.依据设计规范,本桥按两行车队布载,考虑汽车冲击力.由于离心力率只有 0.013,设计时不与考虑.挂车和履带车不计冲击力,挂车只按一辆检算,
5、履带车间距不小于 50m.本栈桥的处杭州湾水域,风力较大,必需考虑风对桥梁结构的影响.由于是施工栈桥,因此按 50 年重现期考虑, V 32.7m/s.汽车制动力按一行车队的总重力的 10考虑.桥址区的的震基本烈度为度,栈桥设计时不考虑的震力的影响.桥位处的 20 年重现期的高潮位高程为5.30m,波浪高 1.4m,由此推算的不加安全值的桥面高程为8.43m,因此 7.0m 的桥面会受到波浪的突击,必需实行措施保证桥梁的横向稳固.梁部采纳有限元结构运算软件进行分析运算,结构节点、单元划分见下图.贝雷架： 7 钟杆件类型, 1344 个节点, 3302 个单元.杆件截面特性运算：弦杆： 210
6、槽钢.竖杆 中间）： 8 槽钢.竖杆 两边）： 28 槽钢.斜撑： 8 槽钢.上横联杆： I22a 工字钢.下横联： 75x75x5 角钢.支座军用梁： 8 种杆件类型, 1692 个节点, 4071 个单元.杆件截面特性运算：标准弦杆： 16b 槽钢.斜腹杆： 8 槽钢.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_中竖杆： 50x50x5 角钢.端弦杆： 16a 槽钢.端压杆： 10 槽钢.斜拉杆： 10 槽钢.斜压杆： 8 槽钢.上横联杆： I22a 工字钢.支座第 473页梁,竖杆和斜腹杆的截面不够.增加桁片,少明白决不了应力集中问题,多了 不合理,可以实行杆件加强的措施. 16m
7、的跨度时,就需要增加桁片,由此引起桥墩盖梁加强,桁片横向布局不合理.同时随着跨度的增加,悬臂施工桩基 的难度加大,安全度降低.因此我们举荐采纳4x12m 的梁式布置,并优先考虑可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_详细运算数据 答应值号杆 件汽超挂车履带t2012050备 注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Q0=0.2x1.2+1.0x0.33+0.4x1.5x1129.4=132.14kg/m.每联梁的总风力： Q48.60xQ0=48.6x132.14kg/m=6422kg.加载运算时,按每一种检算荷载依据加载原就进
8、行影响线加载,得出每种杆件的最大受力值,以及支座处同一种工况的各支座受力情形,为桥墩设计供应数据.4、运算结果：通过有限元结构运算软件的分析运算,贝雷架的杆件受力匀称,比较适合大路桥梁使用.六四式军用梁在桁片分别时,竖杆过细成了掌握设计的主要杆 件,影响了整个梁片的承载才能.通过运算比较, 12m 的跨度时, 8 片贝雷架能够满意受力要求,4 片军用1标准弦杆31.59 38.70 33.26-44.5轴向力2端弦杆16.0514.5415.21+50轴向力3斜腹杆21.3830.5922.7221x2杆件加强4中竖杆10.11 10.71 10.34-7.2x2杆件加强主桁结构在各种荷载情形
9、下的变形图 单个工况）,设计最大挠度为1.65cm.通过分析运算结果,梁部主要受挂车120 荷载掌握,其次为履带 50 和汽车超 20 级荷载.风荷载不掌握设计,为安全起见,对局部进行防风措施加强.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_四、桥墩及桩基设计K70+550K71+835一般冲刷线高程：17.0m.K71+885K72+285一般冲刷线高程：15.0m.K72+285K74+000一般冲刷线高程：9.0m.K74+000K77+685一般冲刷线高程：5.0m.K77+735K80+135一般冲刷线高程：2.0m.依据连续梁的布
10、置,桥面按高程7.0m 平坡设计,墩顶设计高程为5.17m军用梁 5.01m）.的面线高程从岸边的1.9m 到最深的 5.36m,并且全桥范畴冲刷施工暂时栈桥按一般冲刷考虑）深度分六个梯度：运算结果显示,桩柱最大设计荷载大于54t.墩柱强度检算 中间墩）：墩顶运算荷载： 54.23t.墩柱自重 , 14.17m630） 199.8x22.17=4429.6kg=4.43t 820152.9x14.17=2166.6kg=2.17t 630） N=54.23+4.43=58.66t 820第 474页可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_K80+135K81+435一般冲刷线高程： 0
11、.0m.第一,依据弯道布置运算确定桥墩设计里程,本桥处在 R 10000m 曲线、直线、 R 6000m 曲线、直线上,依据运算：偏心距很小、偏角平均为 6 53”,按里程进行折线布置.1、桥墩设计：考虑施工便利,桥墩桩柱之间的系梁高程掌握在2.0m 左右,与主桥的承台顶等高,以削减水下焊接工作量.连续梁为 4x12m 一联,设 2 个联间墩, 3 个中间墩.中间墩仅承担从梁部传递的竖向力,在横向外侧设置抗风、抗震措施.纵向水平力由联间墩承担.桥墩设置为联间墩双排墩柱, 8 根墩柱.中间墩单排墩柱, 4 根墩柱. 依据梁部支座运算的各组反力,进行墩柱结构运算,双排桩的联间墩按三维框架结构运算,
12、单排桩按门式框架结构运算.N=54.23+2.17=56.4t 630） =58660/254.47=230.5kg/cm 2=23.05MPa =56400/194.78=289.6kg/cm 2=28.96MPa 长细比运算： r=0.35x0.82+0.80/2=0.2835mr=0.35x0.63+0.61/2=0.217m=22.17/0.2835=78.2 =14.17/0.217=65.3 =0.562. =0.665.x =0.562x140=78.68MPa 23.05MPax =0.665x140=93.1MPa 28.96MPa考虑冲刷线的影响,墩顶到一般冲刷线的高度从
13、3.3m 到 22.17m,设计中依据冲刷线的不同,设置了 630壁厚 8mm）、720壁厚 10mm）、820壁厚 10mm）三种直径和壁厚的桩柱,以满意不同的受力需要.考虑海上气候条件等特别性,桥墩设计留有较大的安全度,以满意特别的、不行预见的情形下桥梁的安全需要.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、桩基设计：与桥墩对应,桩基设置了 630壁厚 8mm）、720壁厚 10mm）、820/2=Ux0.9x7.33x0.5x2+0.7x3.13x0.5x10.7x3.13x19/2=2.58x49.322x0.5=63.625t=
14、63625kg 62979kg 可 设计 桩 底 ： 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_位区浅部 20m 18m）深度范畴度的震时会产生液化现象.设计中对土体的桩周土的极限摩阻力按 50考虑 度的震）.依据墩柱的运算支点反力和弯距,由于桩顶是系梁连接,刚度有限,故对桩身37m.720：-9.0m , h=11m.桩身自重 11x175.1=1926kg .N=55110+1926=57036kg.第 475页可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_按单桩进行运算,取最大值.单桩
15、承载力运算：630、720、820 三种桩的最大桩顶设计荷载分别为： 55044kg、55110kg、55186kg.630壁厚 8mm）： A=194.78cm2.S= .D=1.98m.q=152.9kg/m .720壁厚 10mm）： A=223.05cm2.S=.D=2.26m.q=175.1kg/m . 820/2=Ux0.9x7.33x0.5x5+0.7x3.13x0.5x60.7x3.13x15/2=2.26x55.931x0.5=63.201t=63201kg 61238kg 可 设计 桩 底 ： 33m.630：-5.0m ,h=7m.桩身自重 7x152.9=1070kg
16、. N=55044+1070=56114kg.桩长 25m,N=56114+25X152.9=59937kg.P=Ux i f i l i /2=Ux0.9x7.33x0.5x10+0.7x3.13x0.5x3 0.7x3.13x12/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_820：-17.0m , h=19m.桩身自重 19x199.8=3796kg .N=55186+3796=58982k.g30m.=1.98x62.564x0.5=61.938t=61938kg 59937kg. 可 设 计桩 底 ： 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎
17、下载精品_精品资料_桩长 23m, N=58982+23X199.8=63577kg.P=Ux i f i l i /2=Ux0.7x3.13x0.5x10.7x3.13x22/2=2.58x49.298x0.5=63.594t=63594kg 63577kg 可设计 桩底 ： 40m.820：-15.0m , h=17m.桩身自重 17x199.8=3397kg .630：-2.0m ,h=4m.桩身自重 4x152.9=612kg . N=55044+612=55656k.g桩长 23m,N=55656+23X152.9=59172kg.P=Ux i f i l i /2=Ux0.9x7.
18、33x0.5x13+0.7x3.13x0.5x3 0.7x3.13x7/2=1.98x61.504x0.5=60.889t=60889kg 59172kg. 可 设计桩底：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_25m.630：0.0m, h=2m.桩身自重 2x152.9=306kg .a、梁部：军用梁 497.2t,贝雷架 7640.5t.b、桥面系： 12581.6t.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_N=55044+306=55350k.g2、下部：桩长 24m, N=55350+24X152.9=59019kg.P
19、=Ux i f i l i /2=Ux0.9x7.33x0.5x14+0.7x3.13x0.5x40.7x3.13x6/2a、桥墩型钢： 1880.2t.b、钢管桩： 22865.2t.=1.98x63.707x0.5=63.070t=63070kg59019kg 可设计桩底： 24m.c、打钢管桩： 4168 根, 109942m.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为了施工便利,便于桩身下沉,钢管桩不设桩头,这样桩长平均增加6m.在冲刷线 17.0m 时,桩底设计高程为40.0m.实际入土深度大于36m.在岸边无冲刷时,桩的入土深度26m.总用钢量： 45465t.六、施工方案
20、第 476页可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、施工留意事项：五、主要工程数量依据设计运算,全桥共设计 4x12m 连续梁 194 联,在桥梁外端布设一孔 12m的简支梁.桥梁全长 9440.40m.K71+717.50 K71+874.90 军用梁 820,桩底高程 40.0m.K72+887.20K72+312.30 军用梁 820,桩底高程 37.0m.K72+324.60 K74+013.30 贝雷架 720,桩底高程 33.0m.K74+025.60K77+755.50 贝雷架 630,桩底高程 30.0m.K77+76
21、7.80 K80+136.90 贝雷架 630,桩底高程 25.0m.K80+149.20K81+157.50 贝雷架 630,桩底高程 24.0m.全桥主要工程数量：1、上部：栈桥位于杭州湾南岸滩涂区,长9440.4m.栈桥作为南岸滩涂 9 公里多桥梁下部施工的依靠,栈桥施工速度的快慢直接影响着整个滩涂区桥梁下部的施工及全桥的工期.栈桥施工的难点在钢管桩施工.受海水涨落潮的影响,利用船舶施工钢管桩是困难的,造价也高.利用履带吊车吊导向架定位,只能在十塘大堤邻近海床面高、浪小区可以实现,但有效作业时间短、施工速度慢,也担心全.应用大路、铁路双导梁架桥机的原理,利用铁路六四式军用梁拼成双导梁,导梁前端悬臂设置钢管桩导向架,中部顶面设置简易吊机,后端设配 重,下部设置垫梁和自动走行系统,构成多功能打桩、架桥机.这种多功能打桩、架桥机结构简洁、操作简便,昼夜施工不受涨落潮影响,施工速度快,造价低,作业安全.所以除K71+717.5K72+285 段由于涨潮时水深、流急、浪高、局部冲刷深、钢管桩桩径需加大、桩长加深而需要采纳小型打桩船施工外,其余全部采纳多功能打桩、履带吊或架桥机架梁.可编辑资料 - - - 欢迎下载