福建特大橋鋼棧橋施工設計計算書

1、中國建筑股份有限公司莆田聯(lián)十一線A5標 PAGE 莆田聯(lián)十一線A5標三江口特大橋鋼棧橋施工設計計算書計 算 :復 核 :審 核 :審 定 中國建筑股份有限公司莆田聯(lián)十一線A5標項目部2016年4月1. 設計依據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2015）公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007）公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范（JTJ025-86）公路橋涵施工技術規(guī)范(JTJ041-2000)鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003）港口工程設計荷載規(guī)范（JTJ215-98）昂 黃紹金 柏劉陌生 裝搬配式公路鋼橋板多用途手冊巴 路橋施工板計算手冊（人疤民交通出版社藹）ISBN 骯

2、7-114-芭03855-罷0鞍水文、地質懊、潮汐、氣象藹資料：傲木蘭溪水文資盎料：Q=35扒20m3/s挨，H1%=3拔.70m，V扒1%=1.0頒5m/s。簡搬要地質資料：班1-1素填土捌 （Q4邦ml絆）；1-3耕罷值土（Q4扒ml按）；3-1-敗1淤泥 （Q拔4吧ml-m版），=55疤kpa；3-隘2淤泥質黏土白 （Q4昂ml-m斑），=70盎kpa；3-伴3粉質黏土 稗（Q4佰ml-m盎）,=20扮0kpa；3八-4粉砂 （奧Q4罷ml-m半）,=11把0kpa；3拔-5中砂 （胺Q4瓣ml-m岸），=30昂0kpa； 氨3-8卵石 跋（Q4昂ml-m巴），=55芭0kpa； 伴6-

3、1全風化吧花崗巖 (鞍5壩2把),，=3班50kpa；瓣 6-2-1把 砂土狀強風癌化花崗巖（哎5阿2拌），=45稗0kpa；6絆-2-2 碎般塊狀強風化花班崗巖（唉5傲2藹）,=75埃0kpa；6澳-3 中風化扮花崗巖（愛5白3扮），=18熬00kpa；翱6-4 微風懊化花崗巖（扒5霸3按），=38百00kpa。俺根據(jù)勘察地質拔資料，橋址地骯面下20m范拜圍內(nèi)主要為沖跋海積層，下伏班基巖為燕山晚佰期花崗巖及其啊風化層。伴2. 設計參翱數(shù)拌 設計控制胺荷載：罷A、50t履跋帶吊機，吊重靶20奧t襖B、主梁運輸耙車，重100俺t敗C懊、40t罷混凝土罐車八 設計使用凹壽命：3年白 橋面寬度胺：藹

4、8盎m；唉 橋面標高懊：+6m；扮 設計車速吧：15km/哀h；盎3. 設計說胺明凹施工棧橋負擔捌三江口特大橋霸主橋以及部分藹引橋施工中的白材料、機械、癌混凝土、主橋唉鋼梁等的運輸胺功能，同時也背作為鉆孔平臺案施工過程中的案起始平臺。哎3.1 棧橋唉橋型布置扳棧橋總長為5昂93m，荔城敗側第一跨為2敗4m扳，其他為標準胺橋跨背9辦m，布置為白4扳跨一聯(lián)（挨9x4=36鞍m傲），愛棧橋橋面寬8俺m，鋼棧橋均昂布置在線路右翱側。阿3.2 拜結構說明胺（暗1矮）下部結構瓣 昂 鋼棧橋基礎柏采用鋼管樁，扳9m跨棧橋基班礎連續(xù)墩采用瓣6301敖0mm螺旋鋼按管，24m跨啊棧橋基礎采用背8201凹0mm螺

5、旋鋼把管，連續(xù)墩采吧用單排樁，橫按橋向布置3根白，間距3.1皚5m；制動墩伴采用529扳10mm雙藹排樁，橫橋向骯布置3根，鋼俺管樁橫橋向間哎距3.15m背，縱橋向間距唉1.8m。鋼白管樁間用槽鋼耙橫向連接，以敗提高穩(wěn)定性。疤鋼管樁頂采用昂雙拼40a工盎字鋼作為橫梁俺，橫梁長度為敖9m。皚（2）上部結斑構扒 棧橋主壩梁采用321懊貝雷梁，靶貝雷梁單跨跨安度為9m、2啊4m，橫橋向扮布置4組，每背組2排，排間鞍距為90cm胺，兩組貝雷梁壩間間距1.2皚m，24m跨扳貝雷梁底板用背加強弦桿加強辦。阿 棧橋橋爸面板采用板厚敗20cm預制扮鋼筋混凝土橋昂面板，橋面板罷采用C30混伴凝土。扳 棧橋總隘體

6、布置圖、連哀續(xù)墩斷面圖及盎制動墩斷面圖俺見附件。板3.3.荷載扳參數(shù)罷（1）基本可敖變荷載拌汽車荷載：骯混凝土罐車、胺主梁運輸車等瓣，考慮最大重霸車100t（稗主梁運輸車）背，不允許50澳t以上重車會把車。根據(jù)公骯路橋涵設計通絆用規(guī)范哎（JTG D啊60-20哀15扳）表愛4.3.1-安3規(guī)定，其技懊術指標如下：矮 白項目澳單位阿技術指標翱項目跋單位佰技術指標扮車輛重力標準挨值耙KN案550扒輪距班m伴1.8壩前軸重力標準按值按KN板30頒前輪著地寬度懊及長度岸m頒0.3 x 挨0.2靶中軸重力標準哎值襖KN敗2 x 12板0拔中、后輪著地罷寬度及長度吧m笆0.6 x 埃0.2叭后軸重力標準霸

7、值澳KN盎2 x 14板0拜 瓣 傲 挨 挨車輛荷載的主啊要技術指標挨 熬 澳 澳 啊 叭 捌 安 礙 皚 盎 笆 車輛立面布藹置圖澳 瓣 岸 霸 般 車罷輛平面布置圖疤本棧橋通行重暗車取相同輪距奧，荷載比例擴巴大，則為按55KN、4巴40KN、5哎10KN。半50t履帶吊吧荷載:自重5靶0背t拔，起吊作業(yè)唉20俺t。接觸面積班為翱2皚46罷6昂0760絆mm吧2瓣（2）其他可叭變作用柏行人荷載：扒2.5白kN/m霸；哎管道荷載：霸2.0kN/搬m；瓣風載：最大笆風力按敖12級凹考慮靶，風速為癌32.6佰m/s翱。礙風載按頒公路橋涵設拌計通用規(guī)范鞍進行計算跋，背其中：爸（按施工架設氨期間取值）

8、；俺 傲（桁架風載系拜數(shù)）；傲 爸（按最不利地霸形地理條件選暗?。?；跋版（按A類地表跋，離地面或水壩面巴5m吧計）；拌 板（按擺A疤類取陣風風速半系數(shù)）；，瓣12半級風載時：求得: 板單片貝雷片及澳橋面板迎風面斑積：邦；風載為：壩每聯(lián)棧橋風載疤水平力為：案假定百風載白作用點在絆沖刷線上百，盎鋼管樁在沖刷哀線上的長度為把10傲m傲。水流力：擺水流流速1.班05m/s，哎水流力為拔, 斑K水流阻力哀系數(shù)，樁為圓柏形，取0.6哎3；敗水容重，取岸10kN/m按邦；V水流速愛度；壩重力加速度壩，取9.8m哎/s瓣擺；敖A單樁入水辦部分在垂直于邦水流方向的投阿影面積；瓣棧橋鋼管樁水安中長度h=1奧0班m

9、，水面流速暗為1.05按m/s,把河床處流速為挨0m/s。水流力班沖刷線以上樁艾長 H =暗1安0m，作用點隘位于樁頂1/把3H 板4、氨主要材料設計癌指標皚 皚根據(jù)鋼結構懊設計規(guī)范（稗GB5001拜7-2003拔) 以及 把裝配式公路鋼艾橋多用途使作罷手冊主要材百料的設計指標岸如下 熬材料名稱矮材質俺抗彎拉極限應凹力w（柏MPa）?？辜魳O限應力笆（疤MPa）跋一般型鋼構件耙Q235俺215頒125笆貝雷梁懊16Mn傲273矮208罷5、安混凝土橋面板澳計算版混凝土橋面板昂寬2m，長斑8巴m，厚0.2罷m，按單向板拌計算。汽車荷班載兩個后軸間扒距1.4m，隘小于橋面板寬阿2.0m，按安一塊板承

10、受兩盎個后軸車輪計佰算。 荷載計算氨汽車荷載輪壓案 q=1.4岸x佰255扮/2/0.6哎/0.2=艾1487隘 KN/m阿2熬 （控制設計奧） 扒履帶吊機著地矮壓力 q=1昂.4x700敖/2/4.6扒5/0.76捌=138.6埃 KN/m奧2 內(nèi)力計算柏由于55t汽案車荷載控制設凹計，本算單以皚此為例計算。挨根據(jù)棧橋斷面熬布置圖，橋面哎板最大跨度為擺1.伴2稗米。輪寬20瓣cm，考慮按伴45擴散角捌，板有效寬度吧0.6m，計襖算簡圖如下：昂 翱 計算得辦： 伴Mmax =傲 4襖0.2凹 KN.M啊Qmax =挨 捌89.3瓣 KN 配筋計算懊橋面板有效寬盎度 b=60八0 mm(考骯慮按

11、45擴阿散角，板有效艾寬度0.6m靶)扳梁高度 h 盎= 200 安mm，a襖s哀 = 20 芭mm，a半s敖瓣= 20 m骯m盎h藹0板 = 180氨 mm 梁安自重 3 K敖N/m 隘混凝土選用C瓣30，版fc啊 跋=唉 14.3 皚N/mm隘2 襖 半 a皚1矮 = 1笆 盎 瓣 襖f盎t 熬=埃 1.43 霸N/mm百2 般 敗 b百1拜 = 0.8半鋼筋選用 H稗RB335 頒級鋼 安fy暗 瓣=跋 氨fy扮 搬=捌 300 N艾/般2暗 巴b叭 挨=擺 0.55吧A、 單筋矩笆形截面在縱向唉受拉鋼筋達到耙充分發(fā)揮作用澳或不出現(xiàn)超筋氨破壞所能承受礙的最大彎矩設拔計值Mmax把 礙 擺

12、 背 敗= 106扳.7 疤KN.M哎B、單筋矩形澳截面已知彎矩版求配筋斑M實際 = 挨4佰0.2阿 巴KN.M按 八 扳 辦 柏 澳673.19巴mm吧2搬 （需襖要的鋼筋截面稗積）奧取鋼筋直徑 岸 骯 16 愛mm ，實取敖4 根班實際配筋面積哎 絆A挨S礙 扳=擺 804.2骯5胺2敗 挨 奧 案滿足構造及受礙力要求。 抗剪計算八混凝土橋面板氨截面抗剪如下拜：耙V愛 巴=懊 班0.7胺h奧f俺t啊bh艾0擺 岸=笆 108 K班N 叭 Q = 叭98敖KN絆滿足構造及受艾力要求棧橋結構驗算邦 捌棧橋的設計荷敗載按以下兩種背方式組合：班 工況安一 ：1.2罷倍自重荷載+靶1.4倍主梁百運輸

13、車汽車荷胺載，其中汽車扒荷載考慮1.爸3倍的沖擊系藹數(shù)。稗 工況扮二 ：1.2耙倍自重荷載+稗1.4倍履帶班吊荷載，其中搬履帶吊荷載考扳慮1.3倍的按沖擊系數(shù)。扒 棧橋八的設計驗算按按9m跨、24板m跨分兩次驗襖算，本次驗算扒通過MIDA骯S/Civi艾l結構分析軟阿件計算完成。艾6.1 、9八m標準跨棧橋耙驗算扮下圖為兩跨9稗m跨度棧橋的氨Midas分斑析模型圖 疤 阿 背 埃 圖6.1矮 棧橋熬Midas分吧析模型圖埃6.1耙.1、貝雷梁阿驗算結果分析凹 敗 耙（1）貝雷梁邦強度驗算礙 靶 邦 鞍圖6.2按 工況一貝雷啊梁應力計算結襖果啊 唉 藹 絆 安圖6.3佰 按工況二貝雷梁班應力計算

14、結果百圖叭 啊 由以上斑計算結果圖可頒知，工況一下叭貝雷梁所受應襖力為188M案Pa，工況二伴下貝雷梁所受挨應力為135挨MPa。岸最大應力18般8MPa 稗w =27芭3MPa。故絆貝雷梁強度滿靶足要求。佰貝雷梁擾度驗拌算阿 擺 愛 安 6.4跋 扮工況一貝雷梁笆位移計算結果俺圖 把 半 安 跋 斑 6.5按 斑工況二貝雷梁盎位移計算結果罷圖邦 傲由以上計算結襖果可知，工況吧一下貝雷梁最背大擾度為芭5.5mm，百工況二下貝雷半梁最大擾度為背4.7mm。般貝雷梁最大擾邦度5.5mm辦 f =半 L/400挨=22mm，鞍故貝雷梁擾度啊滿足要求。愛6.1靶.2、樁頂橫擺梁驗算結果分扒析 板 搬（

15、1）橫梁強奧度分析氨 八 哎 愛 6.6佰 岸工況一橫梁應隘力計算結果圖般 礙 6.7吧 佰工況二橫梁應啊力計算結果圖礙由以上計算結按果圖可知，工隘況一橫梁的最叭大應力為阿79.8MP按a，工況二橫岸梁的最大應力鞍為62.2M盎Pa。案橫梁所受最大傲應力79.8搬MPa 熬w =215百MPa，故橫邦梁強度滿足要八求。橫梁擾度分析唉 隘 鞍6.8稗 把工況一橫梁位頒移計算結果圖凹 6.9暗 隘工況一橫梁位笆移計算結果圖斑 笆由以上計算結澳果可知，工況背一和工況二橫拜梁的最大位移板均為盎2mm。俺 橫爸梁最大位移2跋mm f扒 = L/4氨00=7.8壩mm，故橫梁霸擾度滿足要求藹。案6.1霸.

16、3、鋼管樁柏驗算結果分析巴 按 斑（1） 鋼管阿樁強度分析佰 6.10矮 礙工況一鋼管樁拌應力計算結果矮圖愛 爸 背 6皚.10爸 暗工況二鋼管樁罷應力計算結果辦圖愛 暗由以上計算結瓣果可知，工況澳一與工況二鋼皚管樁最大應力礙均為捌13.5MP昂a。把鋼管樁所受最絆大應力13.癌5MPa 埃w =21熬5MPa，故哀鋼管樁強度滿稗足要求。版鋼管樁穩(wěn)定性敖分析昂 般 頒 6.佰11哀 疤工況一鋼管樁俺反力計算結果版圖伴 叭 藹 辦6.12翱 澳工況二鋼管樁扳反力計算結果稗圖稗 搬由以上計算結敖果可知，工況哀一鋼管樁反力八為皚837KN，般工況二鋼管樁巴反力為676八KN。取工況皚一鋼管樁反力伴8

17、37KN為叭計算依據(jù)。哎 a背、壩鋼管樁皚長細比斑鋼管樁規(guī)格為班癌630*10爸mm，拜回轉半徑昂，把鋼管樁長度按拔30m計算，哀長細比矮=1拜50氨，鋼管樁長細班比扮滿足要求。藹b版、絆鋼管樁穩(wěn)定性搬驗算：擺 伴查礙扒鋼結構設計與襖計算扳矮 安P520頁唉知：埃穩(wěn)定系數(shù)熬0.啊357啊，矮 挨A1骯9400扳mm吧2挨，靶 邦 愛斑w安=捌215盎MPa傲，鋼管樁穩(wěn)定稗性滿足要求。扮鋼管樁承載能頒力分析疤 胺 佰 扒 根據(jù)唉公路橋涵地八基與基礎設計辦規(guī)范沉樁的挨單樁軸向受壓絆容許承載力：藹 耙 愛 氨 鋼管唉樁參數(shù)：挨鋼管樁采用外霸徑 案 D = 襖630胺 mm，壁厚疤d八 按=拔 10m

18、m靶鋼管樁樁底投挨影面積 百 A = 隘0.312盎m艾2扳鋼管樁周長 百 暗 U艾 = 板1.979笆m皚 土層摩阻力按統(tǒng)計見愛下表隘：傲 板 土層摩阻力版統(tǒng)計表班編號矮土層名稱襖土層厚度（m般）背樁側土摩阻力傲標準值百 (kPa)翱地基承載力基邦本允許值昂 (kPa)藹3-1-1岸淤泥絆15艾12傲55班3-8拜卵石伴3.6叭180骯550艾6-2-1班砂土狀強風化伴花崗巖骯9.9笆110巴450搬6-2-2笆碎塊狀強風化按花崗巖搬2.1挨150唉750柏 不計地基承把載力，按鋼管樁長度按邦穿過淤泥層扮與矮卵石層盎，打入強風化罷花崗巖1m癌，打入深度共敗19.6爸m。扮鋼管樁單樁容背許承載

19、力： 盎 絆由上面計算可捌知鋼管樁最大扒反力N=83按7頒kN壩敗=928.1搬51KN 捌承載力滿足要案求。熬6.1.4、敖棧橋整體穩(wěn)定頒性驗算哀(1)襖、荷載分析般棧橋爸最不利受力為埃在最高潮水位胺時水流力、風邦荷載產(chǎn)生的同扮向傾覆彎矩，八取一聯(lián)棧橋（襖4芭孔）進行整體案穩(wěn)定性分析。艾(2)拔、傾覆力岸水流傾覆力矩耙：澳風力傾覆力矩按：擺整體傾覆力矩瓣：敖(3)半、抗傾覆力百水流力、風荷笆載產(chǎn)生的同向伴力矩作用下，皚棧橋有向水流班方向傾覆的趨案勢，棧橋通過礙自身重量和鋼辦管樁與土層的拌摩阻力產(chǎn)生的扒抗傾覆彎矩來敗保持棧橋穩(wěn)定邦。棧橋班外側兩根壩鋼管樁橫橋向芭間距為百6.3半m,所以抗傾熬覆

20、壩力臂俺取把3.15奧m。凹 罷(4)阿、整體穩(wěn)定分辦析埃棧橋整體穩(wěn)定挨安全系數(shù)白，滿足整體穩(wěn)般定性要求。懊6.耙2、24瓣m跨棧橋驗算霸由上面搬9m跨棧橋驗頒算結果可知，版工況一較工況襖二對棧橋結構扳影響大，故本岸次只驗算工況半一時棧橋的受礙力情況，下圖拜為24m單跨俺棧橋的Mid爸as分析模型霸圖挨。般 阿 耙 矮 艾圖6.13棧皚橋昂Midas分擺析模型圖絆6.氨2.1、貝雷罷梁驗算結果分柏析 皚貝雷梁強度驗埃算昂 敖 板 靶圖6.14工奧況一貝雷梁應阿力結果圖壩 由以上計算八結果圖可知，瓣工況一下貝雷胺梁所受最大應按力為235M澳Pa。礙 最大應力2哀35MPa 骯w =2柏73MPa

21、。壩故貝雷梁強度礙滿足要求.白貝雷梁擾度驗般算背 班 扮 圖6半.15工況一熬貝雷梁位移結藹果圖阿 由以上計算阿結果圖可知，辦工況一貝雷梁氨所受最大擾度傲為18mm。斑 最大擾度1傲8mm L按/400=6頒0mm。故貝矮雷梁擾度滿足班要求鞍6.叭2.2、樁頂叭橫梁結果分析啊 橫梁強度分析 扒 把 礙 圖6.16埃工況一橫梁應扒力結果圖哎 由以上計拔算結果圖可知翱，工況一橫梁艾所受最大應力翱為155MP捌a。百 最大應力捌155MPa霸 w =絆215MPa盎。故貝雷梁強矮度滿足要求橫梁擾度分析岸 胺 按 圖6拌.17工況一敖橫梁位移結果唉圖翱 由以上計算案結果圖可知，吧工況一橫梁所佰受最大擾

22、度為伴7.5mm。扒 最大擾度7凹.4mm 霸L/400=唉7.8mm。笆故貝雷梁擾度胺滿足要求胺6.斑2.3、鋼管盎樁驗算結果分壩析 吧鋼管樁強度分骯析辦 懊 巴 圖6.18哎工況一鋼管樁埃應力結果圖半由以上計算結靶果可知，工況扮一鋼管樁最大斑應力均為爸18MPa。拜鋼管樁所受最鞍大應力18M半Pa w跋 =215M矮Pa，故鋼管瓣樁強度滿足要哀求。版（2）鋼管樁按穩(wěn)定性分析稗 襖 吧 6.板19頒 背工況一鋼管樁隘反力計算結果邦圖般 拜由以上計算結懊果可知，工況白一鋼管樁反力昂為昂1222.2般KN。扳 a百、隘鋼管樁版長細比八鋼管樁規(guī)格為巴澳820*10八mm，敗回轉半徑笆，艾鋼管樁長度按澳30m計算，凹長細比斑=1傲50擺，鋼管樁長細哎比絆滿足要求。挨b盎、昂鋼管樁穩(wěn)定性襖驗算：稗 暗查搬胺鋼結構設計與半計算捌拜 百P520頁胺知：礙穩(wěn)定系數(shù)壩0.暗536胺，巴 半A扮25729疤mm瓣2柏，氨 版 案埃w版=敖215奧MPa吧，鋼管樁穩(wěn)定鞍性滿足要求。吧鋼管樁承載能懊力分析埃 艾 敗 愛 根據(jù)傲公路橋涵地拌基與基礎設計