平臺、鋼棧橋設(shè)計及計算書

1、XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書1目目 錄錄1 1、計算范圍及說明、計算范圍及說明 .1 12 2、棧橋計算過程（手算）、棧橋計算過程（手算） .1 12.1 活載計算 .12.2 主要計算工況 .52.3 鋼面板計算 .52.4 行車道 I20B計算.52.5 I36A工字梁橫梁計算 .62.6 貝雷主梁計算 .82.7 2I36A墩頂橫梁計算 .102.8 鋼管樁計算 .102.9 釣魚法施工計算 .103 3、鉆孔平臺計算過程（手算）、鉆孔平臺計算過程（手算） .11113.1 活載計算 .113.2 主要計算工況 .113.3 I36A分配梁計算 .123.4 貝雷主梁計算 .123.

2、5 鋼管樁計算 .133.6 鉆機并排施工 .134 4、電算復(fù)核、電算復(fù)核 .14144.1 模型建立說明 .144.2 荷載加載 .144.3 各工況分析 .155 5、結(jié)論、結(jié)論 .2020XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書11 1、計算范圍、計算范圍及說明及說明計算范圍為棧橋的基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)承載能力，主要包括：行車走道板I36a 工字梁橫梁順橋向貝雷梁橫橋向 I32a 工字鋼7208mm 鋼管樁。依照公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 ，臨時工程 Q235B 鋼材的容許應(yīng)力取值：彎應(yīng)力及綜合應(yīng)力 145Mpa1.4=203Mpa；剪應(yīng)力85Mpa1.4=119Mpa。臨時工程 16Mn 鋼材

3、的容許應(yīng)力取值：彎應(yīng)力及綜合應(yīng)力 210Mpa1.4=294Mpa；剪應(yīng)力 120Mpa1.4=168Mpa。根據(jù)公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)，對于橋梁細部構(gòu)件驗算，主要采用車輛荷載，車輛荷載根據(jù)實際情況，取實際運營車輛。2 2、棧橋計算過程（手算）、棧橋計算過程（手算）2.12.1 活載活載計算計算(1)棧橋荷載分析本橋梁上主要活載為 30 噸的 T 梁平板運梁車、50 噸履帶吊以及混凝土運輸車。各車型參數(shù)如下：三軸低平板運輸車（額定載重三軸低平板運輸車（額定載重 30t30t） XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書2三軸低平板運輸車參數(shù)三軸低平板運輸車參數(shù)9m9m3 3混凝

4、土運輸車參數(shù)混凝土運輸車參數(shù)XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書350t50t 履帶吊參數(shù)（中聯(lián)履帶吊參數(shù)（中聯(lián) QUY50QUY50）同時參考公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)，公路 I 級車輛荷載參數(shù)如下：項 目數(shù)值備注最大起重量幅度 tm553.7基本臂時自重 t48主臂長度 m13-52固定副臂長度 m6-15固定副臂最大起重量 t5主臂固定副臂最大長度 m4315回轉(zhuǎn)速度 rpm0-3.0行走速度 km/h0-1.6爬坡能力 40接地比壓 Mpa0.066總外形尺寸長寬高 mm68003300302025404700760履帶架縮回履帶軌距接地長度履帶板寬度 mm35404

5、700760履帶架伸出XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書4(2)活載取值根據(jù)以上可知，30 噸的 T 梁平板運輸車單軸重 8t，混凝土運輸車單軸重約 10t，均小于公路 I 級車輛荷載后軸單軸重 14t，故本次計算汽車荷載以公路 I 級車輛荷載進行計算。50t 履帶吊運行時，履帶軌距接地長度履帶寬度=35447076cm，本次設(shè)計依據(jù)此參數(shù)進行計算。單輛砼運輸車荷載為 3 個集中荷載 70kN、140kN 和 140kN，輪距為4.0m、1.4m，計入沖擊系數(shù) 1.1 后，其集中荷載為 77kN、154kN 和154kN。 50t 履帶吊進行振動樁施工時（振動錘重 8 噸，鋼管樁重 3.5 噸）

6、 。因此，線性荷載集度為（500+80+35）/4.7=130.85KN/m，計入沖擊系數(shù)1.3 后，其線荷載為 170KN/m。50t 履帶吊進行 T 梁吊裝施工時（吊裝重量 150KN） 。因此，線性荷載集度為（500+150）4.7=138.3KN/m，計入沖擊系數(shù) 1.3 后，其線荷載為180KN/m。XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書52.22.2 主要計算工況主要計算工況主要有 3 種工況：(1)釣魚法安裝棧橋，履帶吊在最前沿吊裝振動錘加鋼管樁；(2)運梁車載荷 1 榀 30 噸的 T 梁，2 臺 50 噸履帶吊在平臺外側(cè)就位；(3)履帶吊在平臺外側(cè)抬吊安裝 30 噸 T 梁，此時，

7、運輸車在棧橋內(nèi)側(cè)。2.32.3 鋼面板計算鋼面板計算(1)結(jié)構(gòu)型式本平臺面板為 5mm 厚花紋 A3 鋼板，焊接在中心間距 250mm 的 I20b 工字鋼縱梁上。(2)荷載履帶吊機履帶寬度（760mm）及 9 立方米混凝土罐車輪胎寬度（前輪寬 300mm，中后輪寬 600mm）均大于工字鋼橫梁間距，荷載直接作用在I20b 工字鋼上，故 5mm 面板可不作檢算，滿足要求。2.42.4 行車道行車道 I20bI20b 計算計算(1)結(jié)構(gòu)型式本平臺走道板結(jié)構(gòu)形式為 I20b25cm+I1060cm+5mm 鋼板，I20b 順橋向布置于間距 1.5mI36a 橫梁上，I10 間斷焊接于 I20b 空

8、隙并使走道板成為整體。(2)50t 履帶吊荷載50t 履帶吊吊裝時線荷載為 180KN/m，履帶寬度 76cm，I20b 工字鋼縱梁中心間距 250mm，最不利情況應(yīng)為三根工字鋼縱梁受力。則 1.5m 跨徑單根 I20b 縱梁所受均布荷載為：q=18032=30kN/m,再在此荷載基礎(chǔ)上考慮 1.2 履帶吊偏載系數(shù)，XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書6則。30 1.242/qkN m=(3)混凝土運輸車荷載混凝土運輸車前輪著地寬 30cm（由一根縱梁承受） ，中后輪著地寬60cm（由兩根縱梁承受） 。則單根縱梁在前輪或后輪作用下受集中力為772=38.5KN。對于 I20b 縱梁，最不利荷載工況

9、為車輛輪胎正好作用于 1.5m 簡支梁跨中位置。此時結(jié)構(gòu)自重對受力影響不大，予以忽略。(4)力學(xué)計算履帶吊：； (按連續(xù)梁)；2210.12542 1.511.88LMqLKNm=42LQkN=汽車：；(按連續(xù)梁)； 10.25 38.5 1.514.434qMpLKNm=38.5qQkN=此時汽車荷載為控制荷載。3250.2Wcm=，滿足要求。 maxmax6314.4357.6203250.2 10MKNmMPaMPaWmss-=，滿足要求。 maxmax38.523.71190.0090.18QKNMPaMPaAmmtt=，合格。33max88 38.5 1.515000.512.538

10、4384600PlfmmmmEIEI=2.52.5 I36aI36a 工字梁橫梁計算工字梁橫梁計算(1)結(jié)構(gòu)型式XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書7橫梁采用 I36a 工字鋼，工字鋼橫梁安裝在凈距 3000mm 的單層三排貝雷梁上，計算時可保守按照簡支梁 3000mm 跨徑。最大受力位置出現(xiàn)在履帶吊轉(zhuǎn)向區(qū)域。(2)50t 履帶吊荷載50t 履帶吊吊裝 T 梁時荷載最大，總重（500+150）1.3=845KN，履帶長度 470cm，單條履帶作用于 4.71.5=3 根 I36a 工字鋼跨中，集中荷載為 84523=141 KN。(3)混凝土運輸車荷載混凝土運輸車前輪著地寬 30cm（由一根縱梁承

11、受），中后輪著地寬60cm（由兩根縱梁承受）。則單根縱梁在前輪或后輪作用下受集中力為772=38.5KN。此集中荷載作用于 1.5m 跨徑 I36a 工字鋼跨中，此力值小于履帶吊荷載，不予計算。(4)力學(xué)計算輪胎作用于跨徑 3m 簡支梁，其力學(xué)圖示如下：10.25 141 3105.84qMpLKNm=(按連續(xù)梁)；141qQkN=3887.6Wcm=，滿足要求。 maxmax63105.8119203887.2 10MKNmMPaMPaWmss-=，滿足要求。 maxmax14150.41190.010.28QKNMPaMPaAmmtt=XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書82.62.6 貝雷主

12、梁計算貝雷主梁計算(1)結(jié)構(gòu)型式主梁由三組三排單層貝雷梁組成，組與組間距 4000mm，安裝在 2 根I36a 橫梁上。最大跨徑為 9m。根據(jù)棧橋布置以及其使用情況，中間一組三排單層貝雷梁受力最大，其荷載為單臺履帶吊（吊裝 T 梁）的一半和平板運輸車的一半。(2)荷載結(jié)構(gòu)自重：面板：9m8.9m0.0057850=3143Kg；I20b：36 根31.059m=10060Kg（保守計算，包含 I10 橫肋）；I36a：6 根609m=3240Kg；貝雷自重：27 片270=7290Kg；9m 跨徑貝雷上恒載總重：（3343+10060+3240+7290）=23.9t其他未計構(gòu)件按 1.2 系

13、數(shù)考慮，貝雷上恒載總重為23.9t1.2=28.7t。故單組貝雷（三片單層）每延米恒載為 28793=10.6KN/m。活載：50t 履帶吊吊裝 T 梁時，荷載通過 3 根 I36a 工字鋼傳遞至貝雷，根據(jù)前面計算，單根 I36a 傳遞下來的集中荷載為 84523=141 KN。T 梁運輸車考慮滿載時也作用于 9m 跨，后輪集中力為 1442=77KN (此力值通過 I36a 傳遞至貝雷,僅考慮兩個集中力)。(3)力學(xué)計算自重引起的彎矩和剪力分別為：22max11110.69107.688MqlKNm=（按連續(xù)梁）max1239QkN=受力圖示如下:XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書9彎矩圖：y

14、x12( 1 )820.001018.50890.00剪力圖：yx12( 1 )273.33273.33132.33 132.33-85.67-85.67-296.67-296.67 max21018MKNm=max2296.7QkN=則考慮自重后，彎矩及剪力如下：max107.610181125.6MKNm=+=max2239296.7535.3QkN=+=根據(jù)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊，查表 3 得，單排單層不加強貝雷片的容許彎矩 788.2KNm，容許剪力為 245KN。故：，合格。max1125.6788.232365.5mMKNmMKN=，合格。 max535.3245 3735Q

15、kNQKN=XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書102.72.7 2I36a2I36a 墩頂橫梁計算墩頂橫梁計算根據(jù)以上計算可知，在最不利荷載作用下，單側(cè)貝雷剪力為535.3KN，鋼管樁頂分配梁采用 2 根 I36a 工字鋼。由于貝雷對 I36a 工字鋼的作用點位于橋墩頂支點位置，故主要驗算I32a 工字鋼的抗剪性能。單側(cè)貝雷剪力為 495.7KN。單片貝雷底反力：535.33=178.4KN。，滿足要求。 maxmax178.429.71190.010.32QKNMPaMPaAmmtt=2.82.8 鋼管樁計算鋼管樁計算根據(jù)以上計算，貝雷橋梁主跨支點處最大剪力荷載為 535.3KN，此豎向荷載均

16、需由樁基承擔(dān)，故樁基可按照單墩 550KN 豎向承載能力進行設(shè)計。鋼管（7208）采用打樁振動錘擊下，支承在中風(fēng)化巖面上，按兩端鉸接進行鋼管樁的承載力，鋼管樁的長度按 24m 計。長細比 =95 ()240.252li=2222()(0.720.704 )0.25244Ddi+=查計算手冊得 =0.552,那么N=0.55217894215=2123659N=2123KNN=550 KN2.92.9 釣魚法施工計算釣魚法施工計算50t 履帶吊進行振動樁施工時總重=500+80+35=615KN,計入沖擊系數(shù) 1.3后，其線荷載為 170KN/m。根據(jù)前面計算，50t 履帶吊在吊裝 T 梁以及行

17、走過程中橋面及上部型鋼均滿足要求。故釣魚施工時僅驗算貝雷及以下部分。(1)貝雷驗算：XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書11釣魚法施打鋼管樁時，履帶吊行走至棧橋前端，偏保守取履帶全部荷載作為集中力作用于鋼管頂部貝雷，其力值取 615KN。貝雷剪力：6156=102.5 KN 102.5KN，故2I36a 工字鋼也滿足要求。(3)鋼管樁驗算：根據(jù)前面計算，單鋼管頂部恒載支反力為 2392=119.5KN，釣魚法施施作鋼管時單根鋼管反力 6152=307.5 KN。單根鋼管反力=119.5KN+307.5 KN=427KN550KN(鋼管承載力設(shè)計值)，故鋼管樁滿足要求。3 3、鉆孔平臺計算過程（手算

18、）、鉆孔平臺計算過程（手算）3.13.1 活載計算本計算采用參考山東地址探礦機械廠 YCJF20 型沖擊反循環(huán)鉆機進行計算。鉆機總重 20t，鉆孔過程中考慮 1.5 沖擊系數(shù)。根據(jù)資料，鉆機外形尺寸為長寬高=6.83.03.5（m） ，鉆機荷載由底座承擔(dān)并傳遞到平臺上，故在鉆機工作過程中前后的輥軸向下傳遞的最大線荷載集度為2001.523=50KN/m。 XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書123.23.2 主要計算工況主要計算工況鉆機施工時平臺受力。3.33.3 I36aI36a 分配梁計算分配梁計算(1)結(jié)構(gòu)型式橫梁采用 I36a 工字鋼，工字鋼橫梁安裝在間距 3000mm 的貝雷梁上，I36

19、a 工字鋼間距 1.5m。由于鉆機工作過程中前后的輥軸均通過 I36a 分配梁直接作用于貝雷，故僅需驗算此分配梁的剪力。(2)力學(xué)計算單支點剪力：(按連續(xù)梁)；200 1.52150qQkN=，滿足要求。 maxmax150251190.010.32QKNMPaMPaAmmtt=3.43.4 貝雷主梁計算貝雷主梁計算(1)結(jié)構(gòu)型式鉆機輥軸力值通過 I36a 橫梁傳遞至貝雷梁，鉆孔區(qū)域貝雷梁為單層雙排，貝雷跨徑 6m。(2)荷載結(jié)構(gòu)自重：I36a：2 根606m=720Kg；貝雷自重：4 片270=1080Kg；6m 跨徑單層雙排貝雷上恒載總重：（720+1080）=1800Kg其他未計構(gòu)件按

20、1.2 系數(shù)考慮，貝雷上恒載總重為 1.8t1.2=2.2t。故單組貝雷（三片單層）每延米恒載為 226=3.7KN/m?；钶d：保守按鉆機荷載全部作用于貝雷跨中位置，集中力為 3002=150KN。(3)力學(xué)計算XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書13自重引起的彎矩和剪力分別為：221113.7616.6588MqlKNm=（按連續(xù)梁）122QkN=其受力圖示如下:120.25 15062254MpLKNm=(按連續(xù)梁)；2150QkN=則考慮自重后，彎矩及剪力如下：max22516.65241.65MKNm=+=max15022172QkN=+=根據(jù)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊，查表 3 得，單

21、排單層不加強貝雷片的容許彎矩 788.2KNm，容許剪力為 245KN。故：，合格。max241.65788.221576.4mMKNmMKN=，合格。 max1722452490QkNQKN=3.53.5 鋼管樁計算鋼管樁計算根據(jù)以上計算，貝雷橋梁主跨支點處最大剪力荷載為 1722=344KN，此豎向荷載均需由樁基承擔(dān)，樁基承載能力與棧橋相同考慮 550KN。3.63.6 鉆機并排施工鉆機并排施工以上 I36a 和貝雷的計算均為單鉆機作用于平臺時貝雷受力狀況，當(dāng)鉆機并排兩臺同時施工時：(1)I36a 計算XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書14，滿足要求。 max25250119MPaMpaMP

22、att=(2)貝雷計算中間貝雷受力為其上計算的 2 倍，即：，合格。max241.652483.3788.221576.4mMKNmMKN=，合格。 max17223442452490QkNQKN=因此同一墩柱鉆機同時施工時，平臺仍然滿足使用要求。4 4、電算復(fù)核、電算復(fù)核4.14.1 模型建立模型建立說明說明本次計算采用 MIDAS CIVIL 軟件建立棧橋及平臺模型，根據(jù)不同工況分別計算各構(gòu)件的力學(xué)性能是否符合施工要求?？紤]到計算的迅速和建模的難易度，鋼管樁及以下部分不予模擬，用豎向約束進行模擬。各構(gòu)件采用的有限元單元類型見下表。構(gòu)件有限元模擬類型表構(gòu)件名稱截面形式模擬單元類型材料備注橋面

23、板5mm 鋼板板單元A3 鋼縱向分配梁I20b梁單元A3 鋼橫向分配梁I36a梁單元A3 鋼貝雷弦桿雙槽鋼10桁架單元16Mn 鋼貝雷腹桿I8桁架單元16Mn 鋼貝雷支撐架角鋼 63*4桁架單元A3 鋼下橫梁2I36a梁單元A3 鋼本次電算采用正版 MIDAS CIVIL 結(jié)構(gòu)分析軟件，版本號 CIVIL 2010(V7.8.0)，秘鑰號 0E2F647FC301A9D5。XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書154.24.2 荷載加載荷載加載棧橋恒載程序自動加載，同時考慮 1.2 系數(shù)。棧橋活載依據(jù)實際情況，通過均布荷載及集中荷載來模擬履帶吊、平板車等荷載作用。平臺活載依據(jù)實際情況，通過均布荷載來

24、模擬鉆孔設(shè)備以及堆載（按平臺自重 1.6 系數(shù)考慮）等荷載作用。4.34.3 各工況分析各工況分析(1)運梁車滿載于跨中，2 臺履帶吊就位運梁車荷載采用公路 I 級車輛荷載，通過集中荷載加載與棧橋走道；履帶吊通過履帶壓力加載，接地壓力=（5001.3）4.720.76=91Kpa，加載面積與履帶接地面積相同。加載圖示如下：反力圖示反力圖示XX 標段 鋼平臺及鋼棧橋計算書16位移圖示位移圖示應(yīng)力圖示應(yīng)力圖示根據(jù)以上計算可以看出，最大反力出現(xiàn)在作用位置附近鋼管樁，樁基反力為 45.5t55t；最大位移均出現(xiàn)在平板車輪胎處 I36a 上橫梁跨中位置，為 2.8mm3000400=7.5mm；主梁最大應(yīng)力出現(xiàn)在履帶吊與平板車之間貝XX