貝雷梁鋼棧橋設(shè)計計算書

1、1、工程概況本棧橋工程為廣西北海 金灘 14K場地施工用輔助通道。設(shè)計寬度 8米， 設(shè)計長度1755.6米,跨徑采用 15米。2、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算驗(yàn)算依據(jù)（1）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （JTG/T F50-2015）（2）公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計規(guī)范（ JTG D64-2015）（3）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（ JTGD60-2015）（4）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（ JTG D63-2007）（5）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB50017-2003）（6）建筑樁基技術(shù)規(guī)程 （JGJ94-2008 ）（7）鋼管樁施工技術(shù)規(guī)程 （YBJ233-1991 ）（8）橋梁施工圖設(shè)計文件（9）廣西北海 金灘 14K 場地

2、巖土勘察報告荷載參數(shù) 作用于棧橋的荷載分為恒荷載及可變荷載。 恒荷載主要為棧橋結(jié)構(gòu)自重， 可 變驗(yàn)算荷載為設(shè)計荷載： 55t 渣土運(yùn)輸車。2.2.1 恒載 由計算程序自動考慮?？勺兒奢d（1）55 噸渣土運(yùn)輸車渣土運(yùn)輸車共 3 軸，其具體尺寸如下圖，前輪著地面積為 0.3 0.2m，后輪 著地面積為 0.6 0.2m。單輪最大設(shè)計荷載為 5.5t 。55 噸渣運(yùn)輸車軸距布置圖（單位： mm）荷載工況按最不利的原則考慮以下控制工況：（1）驗(yàn)算控制工況考慮棧橋?qū)嶋H情況，單跨長度為 15m，同一跨內(nèi)最多布置兩輛重車，貝雷梁、橋面系驗(yàn) 算控制工況為：工況 1：結(jié)構(gòu)自重 +55t 渣土運(yùn)輸車荷載 +55t

3、 渣土運(yùn)輸車荷載， 55t 渣土運(yùn)輸車移動荷 載作用于標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁段；工況 2：結(jié)構(gòu)自重 +55t 渣土運(yùn)輸車荷載 +55t 渣土運(yùn)輸車荷載， 55t 渣土運(yùn)輸車移動荷 載作用于通航口加強(qiáng)弦桿貝雷梁段；結(jié)構(gòu)材料1、鋼彈性模量 E=2.1105 mpa；剪切模量 G=0.81105 mpa；密度 =7850 Kg/m；線膨脹系數(shù) =1.2 10-5 ；泊松比=0.3 ；抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f d=190MPa；抗剪強(qiáng)度設(shè)計值 f vd=110MPa；2、貝雷梁中各桿件理論容許應(yīng)力： 抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 f d=200MPa； 抗剪強(qiáng)度設(shè)計值 f vd=120MPa。采用空間有限元分

4、析軟件 Midas/civli 2015 建立整體空間有限元計模型， 對棧橋結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行分析。15m跨徑標(biāo)準(zhǔn)型貝雷片計算模型21m跨徑通航口加強(qiáng)弦桿貝雷片計算模型內(nèi)力 （或應(yīng)力 ） 方向及正負(fù)號的約定工況 1主要計算結(jié)論兩輛滿載 55t 渣土運(yùn)輸車同時行駛在同跨橋面上， 采用兩個車道面， 每個車道面一輛滿 載渣土運(yùn)輸車。車道荷載面定義2.6.1 橋面板 10mm鋼板驗(yàn)算 采用有限元板單元模擬橋面鋼板，經(jīng)有限元分析，橋面板最大組合應(yīng)力為21.9MPa，小于規(guī)范允許值 140MPa，滿足規(guī)范要求橋面板應(yīng)力圖（最大應(yīng)力 21.9MPa）橫向分配梁 I22a 驗(yàn)算通過截面應(yīng)力計算和組合，橋面橫向分

5、配梁 I22 最大組合應(yīng)力為 43.8MPa，小于規(guī)范允許值 140MPa，滿足規(guī)范要求；最大剪應(yīng)力為 11.3MPa，小于規(guī)范允許值 85MPa，滿足規(guī)范要求橋面橫向分配梁 I22 組合應(yīng)力圖橋面橫向分配梁 I22 剪應(yīng)力圖貝雷片驗(yàn)算依據(jù)貝雷梁使用手冊，貝雷梁 16Mn鋼中各桿件理論容許應(yīng)力： 200Mpa，剪 應(yīng)力為 120Mpa。通過空間有限元分析，貝雷梁應(yīng)力如下圖所示，其最大內(nèi)力：(1) 各桿件最大組合應(yīng)力為 195.4Mpa，小于容許應(yīng)力 (200Mpa)，滿足要求。(2) 各桿件最大剪應(yīng)力為 110Mpa，小于容許應(yīng)力 (120Mpa)，滿足要求貝雷片最大組合應(yīng)力圖( 195.4M

6、pa)貝雷片最大剪應(yīng)力圖( 110Mpa)承重橫梁 2I45a 驗(yàn)算1、通過截面應(yīng)力計算和組合，承重橫梁 2I45a 最大組合應(yīng)力為 62.3MPa， 小于規(guī)范允許值 140MPa，滿足規(guī)范要求。2、承重橫梁 2I45a 最大剪應(yīng)力為 22.9MPa，小于規(guī)范允許值 85MPa，滿足規(guī) 范要求。承重橫梁 2I45a 最大組合應(yīng)力圖（ 62.3Mpa）承重橫梁 2I45a 最大剪應(yīng)力圖（ 22.9Mpa）鋼管立柱 （ 630 12mm驗(yàn)） 算 鋼管樁的最大反力為 403.9kN。鋼管立柱支座反力圖取受力最大鋼管分析，鋼管截面特性：A 23286mm2,回轉(zhuǎn)半徑： i=219mm長細(xì)比：15000

7、21968.5 200依據(jù)規(guī)范，軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)0.845鋼管強(qiáng)度： =403900/23286=17.34Mpa，滿足規(guī)范要求鋼管立柱穩(wěn)定性計算：=403900/(0.845*23286 )=20.52Mpa，滿足規(guī)范要求。支架變形驗(yàn)算貝雷梁支架最大變形： 15.8mm15000/400=30mm。棧橋變形圖（ mm）工況 2主要計算結(jié)論橋面板 10mm鋼板驗(yàn)算 采用有限元板單元模擬橋面鋼板，經(jīng)有限元分析，橋面板最大組合應(yīng)力為26.6MPa，小于規(guī)范允許值 140MPa，滿足規(guī)范要求。橋面板應(yīng)力圖（最大應(yīng)力 26.6MPa）橋面橫向分配梁 I22 驗(yàn)算通過截面應(yīng)力計算和組合，橋面橫向分

8、配梁 I20 最大組合應(yīng)力為 32.3MPa， 小于規(guī)范允許值 140MPa，滿足規(guī)范要求；最大剪應(yīng)力為 7.8MPa，小于規(guī)范允許 值 85MPa，滿足規(guī)范要求。橋面橫向分配梁I22a 組合應(yīng)力圖貝雷片驗(yàn)算 依據(jù)貝雷梁使用手冊，貝雷梁 16Mn鋼中各桿件理論容許應(yīng)力： 200Mpa，剪應(yīng)力為 120Mpa。 通過空間有限元分析，貝雷梁應(yīng)力如下圖所示，其最大內(nèi)力：(1) 各桿件最大組合應(yīng)力為 167.4Mpa，小于容許應(yīng)力 (200Mpa)，滿足要 求。各桿件最大剪應(yīng)力為 120.5Mpa，小于容許應(yīng)力 (120Mpa)，滿足要求。貝雷片最大剪應(yīng)力圖貝雷片最大組合應(yīng)力圖承重橫梁 2I45a 驗(yàn)

9、算通過截面應(yīng)力計算和組合，承重橫梁 2I45a 最大組合應(yīng)力為 65.9MPa，小于 規(guī)范允許值 140MPa，滿足規(guī)范要求；最大剪應(yīng)力為 29.1MPa，小于規(guī)范允許值 85MPa，滿足規(guī)范要求。承重橫梁 2I45a 組合應(yīng)力圖承重橫梁 2I45a 剪應(yīng)力圖承重縱梁 2I45a 驗(yàn)算通過截面應(yīng)力計算和組合，承重橫梁 2I45a 最大組合應(yīng)力為 65.9MPa，小于 規(guī)范允許值 140MPa，滿足規(guī)范要求；最大剪應(yīng)力為 29.1MPa，小于規(guī)范允許值 85MPa，滿足規(guī)范要求。承重縱梁 2I45a 組合應(yīng)力圖承重縱梁 2I45a 剪應(yīng)力圖2.7.6 鋼管立柱 ( 63012mm驗(yàn)) 算鋼管樁的

10、最大反力為 265.8kN取受力最大鋼管分析，鋼管截面特性：A 23286mm2,回轉(zhuǎn)半徑： i=219mm長細(xì)比： 15000 68.5 200219依據(jù)規(guī)范，軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)0.845鋼管強(qiáng)度： =265800/23286=11.4Mpa，滿足規(guī)范要求。 鋼管立柱穩(wěn)定性計算：=265800/(0.845*23286 )=13.5Mpa，滿足規(guī)范要求。2.7.8 支架變形驗(yàn)算貝雷梁支架最大變形： 9.9mm808kN計算得： Lx1.33m，即鋼管樁打入河床面以下 2.8m+0.7m+1.7m+1.3m=6.5m，鋼管樁入土深度不小于 6.5m。3、結(jié)論與建議3.1 結(jié)論通過對施工方案進(jìn)行多工況計算復(fù)核，可得出結(jié)論具體以下：（