下承式貝雷鋼棧橋設(shè)計(jì)計(jì)算書

目 錄1 設(shè)計(jì)說(shuō)明- 1 -1.1 棧橋構(gòu)造- 1 -1.1.2 貝雷梁- 2 -1.1.3 樁頂橫梁- 2 -1.1.4 鋼管樁基礎(chǔ)- 2 -1.2 設(shè)計(jì)主要參考資料- 2 -1.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)- 3 -1.4 主要材料力學(xué)性能- 3 -2 作用荷載- 3 -2.1 永久作用- 3 -2.2 可變作用- 3 -2.2.1 混凝土罐車- 3 -2.2.2 流水壓力- 4 -2.2.3 風(fēng)荷載- 4 -2.2.4 制動(dòng)力- 4 -2.3 荷載工況- 4 -3 棧橋結(jié)構(gòu)計(jì)算分析- 4 -3.1 計(jì)算模型- 4 -3.2 計(jì)算分析- 5 -3.3 計(jì)算結(jié)果匯總- 6 -4 基礎(chǔ)計(jì)算- 7 -4.1 鋼管樁入土深度- 7 -4.2 鋼管樁穩(wěn)定性- 8 -5 結(jié)論- 9 -棧橋計(jì)算書1 設(shè)計(jì)說(shuō)明1.1 棧橋構(gòu)造棧橋設(shè)計(jì)為下承式貝雷鋼棧橋，負(fù)擔(dān)施工中的材料、物資的運(yùn)輸功能、人員的通行通道。棧橋跨徑9m，寬度6m，棧橋頂標(biāo)高+2.20m?；A(chǔ)采用610mm，壁厚8mm鋼管樁，樁頂橫梁為2HN450200型鋼，其上為2組貝雷梁，每組2片，用45cm貝雷支撐架相連。貝雷梁下弦桿上布置HN350175橫向分配梁，用騎馬螺栓與貝雷梁連接，緊貼貝雷片腹桿布置。橫向分配梁上間隔35cm鋪I22b縱向分配梁，與橫向分配梁點(diǎn)焊連接。橋面采用10mm厚花紋鋼板。棧橋跨徑布置及橫斷面見下圖。圖1.1-1 棧橋總體立面布置圖圖1.1-2 棧橋橫斷面圖1.1.2 貝雷梁棧橋采用4片3000mm1500mm單排單層不加強(qiáng)型貝雷片作為承重梁。每?jī)善惱灼ㄟ^(guò)450mm標(biāo)準(zhǔn)連接花架連接成一組，共2組。緊貼著貝雷片內(nèi)側(cè)于橋面鋼板上安裝兩道護(hù)輪木，左右側(cè)各一道。1.1.3 樁頂橫梁貝雷梁支承在2根HN450200工字鋼樁頂橫梁上，2根HN450200橫梁間采用間斷焊接。分配梁焊接在鋼管樁頂牛腿上，以保證分配梁的橫向穩(wěn)定性。貝雷片下墊10mm厚橡膠墊板，并通過(guò)焊接在橫梁上的限位器限制橫向和縱向的位移。1.1.4 鋼管樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)采用6108mm鋼管樁，每排2根，中心間距4650mm。1.2 設(shè)計(jì)主要參考資料(1) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）；(2) 港口工程樁基規(guī)范(JTS 167-4-2012)；(3) 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）；(4) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）。1.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橋面寬度：6m；驗(yàn)算荷載：8m混凝土罐車；跨徑布置：2.7m+9.0m+2.7m；河溝水位：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)最高潮位1.0m（施工常水位）； 河床高程：取-2m。1.4 主要材料力學(xué)性能棧橋除貝雷梁為Q345鋼、貝雷銷子為30CrMnTi外，其余的鋼材均采用Q235鋼。 表1.4-1 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）構(gòu)件牌號(hào)抗剪Q235鋼Q235鋼215125貝雷銷子30CrMnTi1105208貝雷梁16錳鋼3101802 作用荷載2.1 永久作用本棧橋永久作用為材料自重恒載，型鋼橋面系、貝雷梁及墩頂分配梁等結(jié)構(gòu)自重，材料自重采用Midas Civil2013軟件自動(dòng)計(jì)入。2.2 可變作用2.2.1 混凝土罐車工地使用的8m混凝土罐車共3軸，空載時(shí)整機(jī)重量12.5t，為前一后二的形式，滿載8m混凝土總重量為32t，軸距為3.2251.35，輪距1.8m，空載軸重為37.543.843.8kN，滿載軸重為97112112kN，詳見圖2.2-1。圖2.2-1 8m混凝土罐車輪距示意圖（單位：m）2.2.2 流水壓力棧橋所處位置河溝水流流速較小，流水壓力可忽略不計(jì)。2.2.3 風(fēng)荷載棧橋橋面標(biāo)高與河溝兩岸地面線齊平，橋面與水位線高差較小，故風(fēng)荷載可忽略不計(jì)。2.2.4 制動(dòng)力混凝土罐車滿載時(shí)320kN，制動(dòng)力為10的豎向荷載，其值為32kN，由4根鋼管共同分擔(dān)，平均每根承受8kN的縱向水平力。2.3 荷載工況計(jì)算時(shí)取8m混凝土罐車滿載時(shí)行走的工況：自重1.1滿載罐車1.4+制動(dòng)力1.4。3 棧橋結(jié)構(gòu)計(jì)算分析3.1 計(jì)算模型利用Midas Civil2013建立棧橋模型，詳見圖3.1-1。鋼管樁樁底為固結(jié)約束。圖3.1-1 棧橋計(jì)算模型3.2 計(jì)算分析8m混凝土罐車滿載行走時(shí)，棧橋受力計(jì)算分析如下。應(yīng)力計(jì)算圖3.2-1 正應(yīng)力圖（單位：MPa） 圖3.2-2 剪應(yīng)力圖（單位：MPa）圖3.2-3 位移圖（單位：mm）3.3 計(jì)算結(jié)果匯總通過(guò)計(jì)算分析，各構(gòu)件應(yīng)力、變形均較小，未超過(guò)鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度范圍，計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤硭尽１?.3-1 內(nèi)力變形計(jì)算結(jié)果匯總表部位正應(yīng)力（MPa）剪應(yīng)力（MPa）變形（mm）工22b縱梁76.739.31.3HN350橫梁110.845.11.3貝雷梁173.088.60.82HN450200樁頂橫梁14.430.90.1610鋼管樁25.91.50Q345材質(zhì)（貝雷）：最大正應(yīng)力max173.0MPaw=310MPa，滿足要求。最大剪應(yīng)力max88.6MPa w=180 MPa，滿足要求。最大位移fmax=0.8mm9000/400=22.5mm，滿足要求。Q235材質(zhì)（除貝雷外的其它構(gòu)件）：最大正應(yīng)力max110.8MPaw=215 MPa，滿足要求。最大剪應(yīng)力max45.1MPa w=125 MPa，滿足要求。最大位移fmax=1.3mm4650/400=23.3mm，滿足要求。4 基礎(chǔ)計(jì)算4.1 鋼管樁入土深度根據(jù)下圖計(jì)算模型所示，單根鋼管樁所受最大豎向力為245.1kN，據(jù)此計(jì)算鋼管樁入土深度。圖4.1-1 樁底反力圖根據(jù)港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）第4.2.4條：管樁豎向容許承載力按下式計(jì)算。式中：?jiǎn)螛洞怪睒O限承載力設(shè)計(jì)值（kN）；單樁垂直承載力分項(xiàng)系數(shù)，取1.45；樁身截面周長(zhǎng)（m）；單樁第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa），按表4.1-1采用； 樁身穿過(guò)第i層土的長(zhǎng)度（m）；單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；A 樁身截面面積。取XLDS1鉆探孔位處地勘圖，計(jì)算鋼管樁入土深度及受力情況，該部位地層信息及土層摩阻力如表4.1-1：表4.1-1 XLDS1土層摩阻力統(tǒng)計(jì)序號(hào)土層名稱底面高程（m）分層厚度（m）樁周摩阻力（kPa）1填土1.740.502淤泥質(zhì)粘土-7.068.8203細(xì)砂-14.567.5354粉質(zhì)粘土-17.563.0405細(xì)砂-26.068.5356含淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土-45.0619.0207中風(fēng)化花崗巖-56.6211.56設(shè)鋼管樁入第三層深度為L(zhǎng)，計(jì)算得：計(jì)算得，L=0.27m，鋼管樁入土總深度H=8.8+0.27=9.07m，取入土深度9.94m（考慮河床標(biāo)高）。4.2 鋼管樁穩(wěn)定性穩(wěn)定性應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算：式中：對(duì)x-x的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)對(duì)軸的最大彎矩；參數(shù)，；對(duì)軸的毛截面模量；等效彎矩系數(shù)；鋼管樁樁頂標(biāo)高為+1.06m，河床