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1、目 录1 设计说明- 1 -1.1 栈桥构造- 1 -1.1.2 贝雷梁- 2 -1.1.3 桩顶横梁- 2 -1.1.4 钢管桩基础- 2 -1.2 设计主要参考资料- 2 -1.3 设计标准- 3 -1.4 主要材料力学性能- 3 -2 作用荷载- 3 -2.1 永久作用- 3 -2.2 可变作用- 3 -2.2.1 混凝土罐车- 3 -2.2.2 流水压力- 4 -2.2.3 风荷载- 4 -2.2.4 制动力- 4 -2.3 荷载工况- 4 -3 栈桥结构计算分析- 4 -3.1 计算模型- 4 -3.2 计算分析- 5 -3.3 计算结果汇总- 6 -4 基础计算- 7 -4.1 钢
2、管桩入土深度- 7 -4.2 钢管桩稳定性- 8 -5 结论- 9 -栈桥计算书1 设计说明1.1 栈桥结构栈桥设计为下承式贝雷钢栈桥，负担施工中材料、物资运输功效、人员通行通道。栈桥跨径9m，宽度6m，栈桥顶标高+2.20m。基础采取610mm，壁厚8mm钢管桩，桩顶横梁为2HN450200型钢，其上为2组贝雷梁，每组2片，用45cm贝雷支撑架相连。贝雷梁下弦杆上部署HN350175横向分配梁，用骑马螺栓和贝雷梁连接，紧贴贝雷片腹杆部署。横向分配梁上间隔35cm铺I22b纵向分配梁，和横向分配梁点焊连接。桥面采取10mm厚花纹钢板。栈桥跨径部署及横断面见下图。图1.1-1 栈桥总体立面部署图
3、图1.1-2 栈桥横断面图1.1.2 贝雷梁栈桥采取4片3000mm1500mm单排单层不加强型贝雷片作为承重梁。每两片贝雷片经过450mm标准连接花架连接成一组，共2组。紧贴着贝雷片内侧于桥面钢板上安装两道护轮木，左右侧各一道。1.1.3 桩顶横梁贝雷梁支承在2根HN450200工字钢桩顶横梁上，2根HN450200横梁间采取间断焊接。分配梁焊接在钢管桩顶牛腿上，以确保分配梁横向稳定性。贝雷片下垫10mm厚橡胶垫板，并经过焊接在横梁上限位器限制横向和纵向位移。1.1.4 钢管桩基础基础采取6108mm钢管桩，每排2根，中心间距4650mm。1.2 设计关键参考资料(1) 公路桥涵设计通用规范
4、（JTG D60-）；(2) 港口工程桩基规范(JTS 167-4-)；(3) 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-）；(4) 钢结构设计规范（GB50017-）。1.3 设计标准桥面宽度：6m；验算荷载：8m混凝土罐车；跨径部署：2.7m+9.0m+2.7m；河沟水位：现场实测最高潮位1.0m（施工常水位）； 河床高程：取-2m。1.4 关键材料力学性能栈桥除贝雷梁为Q345钢、贝雷销子为30CrMnTi外，其它钢材均采取Q235钢。 表1.4-1 钢材强度设计值（Mpa）构件牌号抗剪Q235钢Q235钢215125贝雷销子30CrMnTi1105208贝雷梁16锰钢3101802 作
5、用荷载2.1 永久作用本栈桥永久作用为材料自重恒载，型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，材料自重采取Midas Civil软件自动计入。2.2 可变作用2.2.1 混凝土罐车工地使用8m混凝土罐车共3轴，空载时整机重量12.5t，为前一后二形式，满载8m混凝土总重量为32t，轴距为3.2251.35，轮距1.8m，空载轴重为37.543.843.8kN，满载轴重为97112112kN，详见图2.2-1。图2.2-1 8m混凝土罐车轮距示意图（单位：m）2.2.2 流水压力栈桥所处位置河沟水流流速较小，流水压力可忽略不计。2.2.3 风荷载栈桥桥面标高和河沟两岸地面线齐平，桥面和水位线高差
6、较小，故风荷载可忽略不计。2.2.4 制动力混凝土罐车满载时320kN，制动力为10竖向荷载，其值为32kN，由4根钢管共同分担，平均每根承受8kN纵向水平力。2.3 荷载工况计算时取8m混凝土罐车满载时行走工况：自重1.1满载罐车1.4+制动力1.4。3 栈桥结构计算分析3.1 计算模型利用Midas Civil建立栈桥模型，详见图3.1-1。钢管桩桩底为固结约束。图3.1-1 栈桥计算模型3.2 计算分析8m混凝土罐车满载行走时，栈桥受力计算分析以下。应力计算图3.2-1 正应力图（单位：MPa） 图3.2-2 剪应力图（单位：MPa）图3.2-3 位移图（单位：mm）3.3 计算结果汇总
7、经过计算分析，各构件应力、变形均较小，未超出钢材设计强度范围，计算结果汇总以下表所表示。表3.3-1 内力变形计算结果汇总表部位正应力（MPa）剪应力（MPa）变形（mm）工22b纵梁76.739.31.3HN350横梁110.845.11.3贝雷梁173.088.60.82HN450200桩顶横梁14.430.90.1610钢管桩25.91.50Q345材质（贝雷）：最大正应力max173.0MPaw=310MPa，满足要求。最大剪应力max88.6MPa w=180 MPa，满足要求。最大位移fmax=0.8mm9000/400=22.5mm，满足要求。Q235材质（除贝雷外其它构件）：最
8、大正应力max110.8MPaw=215 MPa，满足要求。最大剪应力max45.1MPa w=125 MPa，满足要求。最大位移fmax=1.3mm4650/400=23.3mm，满足要求。4 基础计算4.1 钢管桩入土深度依据下图计算模型所表示，单根钢管桩所受最大竖向力为245.1kN，据此计算钢管桩入土深度。图4.1-1 桩底反力图依据港口工程桩基规范（JTJ254-98）第4.2.4条：管桩竖向许可承载力按下式计算。式中：单桩垂直极限承载力设计值（kN）；单桩垂直承载力分项系数，取1.45；桩身截面周长（m）；单桩第i层土极限侧摩阻力标准值（kPa），按表4.1-1采取； 桩身穿过第i
9、层土长度（m）；单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；A 桩身截面面积。取XLDS1钻探孔位处地勘图，计算钢管桩入土深度及受力情况，该部位地层信息及土层摩阻力如表4.1-1：表4.1-1 XLDS1土层摩阻力统计序号土层名称底面高程（m）分层厚度（m）桩周摩阻力（kPa）1填土1.740.502淤泥质粘土-7.068.8203细砂-14.567.5354粉质粘土-17.563.0405细砂-26.068.5356含淤泥质粉质粘土-45.0619.0207中风化花岗岩-56.6211.56设钢管桩入第三层深度为L，计算得：计算得，L=0.27m，钢管桩入土总深度H=8.8+0.27=9.07m，取入土深度9.94m（考虑河床标高）。4.2 钢管桩稳定性稳定性应按下式进行验算：式中：对x-x轴心受压构件稳定系数；所计算构件段范围内对轴最大弯矩；参数，；对轴毛截面模量；等效弯矩系数；钢管桩桩顶标高为+1.06m，河床标高为-1.0m，则钢管桩实际长度12m。则，查询钢结构设计规范（GB50017-）中附录C中表C-2，利用内插法计算，钢管桩。则，5 结论从以上计算结果看，栈桥结构在强度、刚度、稳定性等方面均满足规范要求，并留有一定富余。栈桥结构能确保施工期间同行需求，能确保人员、车辆安全。