m貝雷棧橋設(shè)計(jì)計(jì)算書

PAGE棧橋計(jì)算書1、計(jì)算依據(jù)⑴、《某大橋設(shè)計(jì)圖紙》（第一分冊(cè)、第二分冊(cè)）⑵、《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》⑶、《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》⑷、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000)⑸、《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》（人民交通出版社）⑹、《橋梁施工工程師手冊(cè)》（第二版）（人民交通出版社）2、工程概況xx段某大橋變更后全長為3205.9m，中心里程K137+191.55。該橋第93～107孔橋跨布置：30m+21m+3-50m+21m+4-30m+100m+4-30m。其中大橋上部的21m、50m、30m跨徑部分為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，第103孔100m跨徑部分為下承式鋼管混凝土梁拱組合橋斜交21°跨越某江。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，我項(xiàng)目部擬在某大橋第96#墩～102#墩之間修建T梁預(yù)制場，另外梁拱組合橋的拱肋分為5個(gè)節(jié)段拼裝，梁拱組合橋的中橫梁設(shè)計(jì)要求先分段預(yù)制后拼裝。拱肋和和中橫梁擬采用凈跨42.0m、凈高28.0m的龍門吊吊裝。某大橋某江以北、鐵路以南段（第96#墩～102#墩），由于蕭甬鐵路橫跨，便道無法貫通，因此為了保證T梁預(yù)制時(shí)材料運(yùn)輸?shù)耐〞?，以及拱肋、橫梁的拼裝的方便，擬在第103孔梁拱組合橋的兩側(cè)修建兩幅棧橋，其中左幅棧橋?qū)?.0m，右幅棧橋?qū)?.0m。在左幅棧橋靠梁拱組合橋側(cè)2.0m范圍內(nèi)和右幅棧橋上均鋪設(shè)龍門吊的雙軌軌道基礎(chǔ)，龍門吊采用雙軌走行，軌道中心間距1435mm，左右幅軌道中心間距為42.0m，左幅棧橋剩余的5.0m范圍作為車輛和行人的水上通道。某大橋跨某江梁拱組合橋全長100m，該處某江寬約60m，考慮施工進(jìn)度和施工難度，棧橋單跨跨徑定為12m貝雷棧橋(單層四排上下不加強(qiáng))，結(jié)構(gòu)形式為5跨連續(xù)，全長60m，上下游各一幅，水中采用φ600×8mm鋼管樁基礎(chǔ)，岸邊采用C15片石砼重力式橋臺(tái)。左幅棧橋行車部分和左右幅棧橋行走龍門吊軌道部分的縱梁均采用4片貝雷桁片組成。3、左、右幅棧橋龍門吊走行部分計(jì)算3.1、龍門吊桁架重等荷載：上下加強(qiáng)貝雷橫梁自重：枕木自重：枕木自重：其線集度：P50軌道自重：所以恒載集度為：門架立柱：立柱采用φ325×10mm和φ108×6mm鋼管拼裝而成，鋼管自重按集中力考慮，將斜桿及水平桿自重平均分配給φ325×10mm支腿，斜桿、水平桿及支腿總重：（8.36×8+5.897×8+6.621×24+2.46×56+5.4×4+2.8×12+1.11×52）×0.151+（18×8+10.332×8）×0.77684=255.2kN門架頂橫梁及聯(lián)系縱梁共重：0.381×9×8+0.381×4.5×8=41.38kN走行天車：2臺(tái)（含卷揚(yáng)機(jī)吊具）按25kN/臺(tái)計(jì)，共重50kN。走行平車：4臺(tái)，按20kN/臺(tái)計(jì)，共重80kN。門吊自重：拱肋最大節(jié)段自重：181kN3.2棧橋受力分析3.2.1集中荷載龍門吊負(fù)載運(yùn)行至棧橋時(shí)，因門吊左右立柱各設(shè)2個(gè)支腿，前后支腿間距8.0m，結(jié)合龍門吊計(jì)算書，門吊在工況二時(shí)立柱所受的支反力為最大，最大支反力，此支反力通過2個(gè)支腿傳遞給棧橋，故3.2.2均布荷載棧橋縱梁選用4片貝雷桁片，其自重：4×300/3.0÷100＝4枕木及軌道：故其均布荷載集度：3.3棧橋縱梁(貝雷梁)檢算3.3.1材料及力學(xué)性能縱梁為4片貝雷桁片，16Mn鋼,截面特性如下（取折減系數(shù)0.95）：W＝4×3578.5＝14314＝4×250497.2＝1001988.8，允許彎矩：［M］＝4×788.2×0.95＝2995.16允許重力：［Q］＝4×245.2×0.95＝931.763.3.2棧橋工況劃分根據(jù)門吊負(fù)載運(yùn)行軌跡，棧橋受力可劃分為以下10種工況：工況1：門吊后支腿運(yùn)行至橋臺(tái)位置，F(xiàn)作用于1＃、5＃節(jié)點(diǎn)；工況2：門吊運(yùn)至第一跨跨中，F(xiàn)作用于2＃、6＃節(jié)點(diǎn)；工況3：門吊前支腿運(yùn)行至第一支墩，F(xiàn)作用于3＃、7＃節(jié)點(diǎn)；工況4：門吊前后支腿運(yùn)行至第一支墩兩側(cè)，F(xiàn)作用于5＃、9＃節(jié)點(diǎn)；工況5：門吊后支腿運(yùn)行至第一支墩，F(xiàn)作用于7＃、11＃節(jié)點(diǎn)；工況6：門吊運(yùn)行至第二跨跨中，F(xiàn)作用于8＃、12＃節(jié)點(diǎn)；工況7：門吊前支腿運(yùn)行至第第二支墩，F(xiàn)作用于9＃、13＃節(jié)點(diǎn)；工況8：門吊前后支腿運(yùn)行至第二支墩兩側(cè)，F(xiàn)作用于11＃、15＃節(jié)點(diǎn)；工況9：門吊后支腿運(yùn)行至第二支墩，F(xiàn)作用于13＃、17＃節(jié)點(diǎn)；工況10：門吊運(yùn)行至第三跨跨中，F(xiàn)作用于14＃、18＃節(jié)點(diǎn)；棧橋工況圖及受力見圖如圖1，圖2。圖1：工況圖（單位：m）圖2：受力簡圖（單位：m）3.3.3內(nèi)力計(jì)算采用清華大學(xué)SMSOLVER軟件進(jìn)行電算，經(jīng)計(jì)算，工況三時(shí)出現(xiàn)最大彎矩和最大彎矩，工況四時(shí)出現(xiàn)最大支反力，3.3.4縱梁檢算3.3.4.1棧橋縱梁抗剪檢算根據(jù)計(jì)算分析工況三時(shí)在第一跨右端出現(xiàn)最大剪力，＝442.77＜［Q］＝931.76，滿足要求。3.3.4.2棧橋抗彎檢算龍門吊作業(yè)時(shí)在工況三出現(xiàn)最大彎矩，最大彎矩出現(xiàn)在3#點(diǎn)，縱梁所受最大彎矩為：＝727.34＜［M］＝2995.16，（可）3.3.4.3縱梁剛度檢算＝5.4mm＜[12000/400]=30.0mm，（可）3.4臨時(shí)支墩墩頂分配梁檢算3.4.1荷載計(jì)算工況四時(shí)墩頂出現(xiàn)最大支反力，Rmax=558.89kN墩頂縱向分配梁采用2I40a，墩頂橫向分配梁采用2I36a。F2＝Rmax/4＝139.7kNF1＝Rmax/2＝279.4kN3.4.2墩頂2I40a縱向分配梁檢算縱梁選用2I400a×142×10.5，W＝2×1085.7＝2171.4cm3（可）2I40a抗剪強(qiáng)度：τ＝（可）2I40a撓度:（可）3.4.3墩頂2I36a橫向分配梁檢算最大彎矩，選用2I36a×136×10，W＝2×877.6＝1755.2cm3（可）τ＝（可）3.5棧橋基礎(chǔ)經(jīng)工況分析計(jì)算，橋臺(tái)處最大支反力：中間支墩最大支反力：3.5.1橋臺(tái)3.5.1.1地基承載力要求棧橋橋臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸如圖3。橋臺(tái)片石砼基礎(chǔ)底面積：A＝2.5×3＝7.5橋臺(tái)砼自重G＝195考慮到橋臺(tái)中心與支座中心10cm的偏心，引起基礎(chǔ)應(yīng)力重分布，取1.20的增加系數(shù)，則地基承載力要求：［σ］=210≥1.20×75.9＝91.1橋臺(tái)施工前應(yīng)現(xiàn)場實(shí)測地基承載力，如［σ］不足，可采取加大基礎(chǔ)面積等措施。3.5.1.2橋臺(tái)整體穩(wěn)定橋臺(tái)支座需與棧橋縱梁聯(lián)接，門吊負(fù)載運(yùn)行到棧橋時(shí)其縱向牽引力按5％考慮，棧橋橋向縱坡為平坡。門吊總高度：h＝28+1.5＝29.5m，支腿為φ325×10mm與φ108×6mm鋼管拼裝構(gòu)件，則縱向面積為121m2，查全國基本風(fēng)壓分布圖，寧波的基本風(fēng)壓為龍門吊橫向輪廓面積為A=170.26桁架結(jié)構(gòu)按桁架輪廓面積的40%乘以橫向風(fēng)壓。所以風(fēng)力V=170.26×1298.6×40%=88400=88.4橋臺(tái)或棧橋縱梁縱向力橋臺(tái)自重產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩：=0.7×2×3×2.4×(2.5-0.35)+1.25×0.6×3×2.4×(1.2+0.3)+1.2×1.0÷2×3×2.4×1.2×2/3傾覆力矩:=1.25×132.1=165.1K=332..3/1665.1==2.001>[11.5]，可以。3.5.1.3橋橋臺(tái)砼強(qiáng)度度檢算橋臺(tái)枕梁采用CC25鋼筋砼:C25砼抗壓：：枕梁C25砼頂面預(yù)預(yù)埋4塊250××250××16mmm鋼板，可以。C25砼抗剪：：按兩側(cè)面面抗剪計(jì)，剪剪切面積，可以。C15片石砼基基礎(chǔ):抗壓：枕梁經(jīng)計(jì)計(jì)算滿足要要求,未破壞,按剛性梁梁計(jì)，可以。3.5.2鋼管管樁基礎(chǔ)3.5.2.1截面參數(shù)數(shù)及材料力力學(xué)性能指指標(biāo)①、φ600mm鋼管管樁樁徑：，截面積積：，周長：,自重：g=1..18kNN/m。3.5.2.22荷載組合合據(jù)上計(jì)算，支墩墩頂最支反反力為558..89kNN縱梁分配梁重：：2I40aa+4I366a自重G＝2×3.1×667.566+4×33.1×660＝11.663kN鋼管樁之間的橫橫向聯(lián)型鋼鋼按8000kg計(jì)，取8kN墩頂豎向支反力力：F＝558..89+111.633+8＝578..5kN單樁所承受的最最大力為墩墩頂豎向支支反力加樁樁身自重作作為控制荷荷載，即：：(樁入土深度：LL)3.5.2.33承載力檢檢算據(jù)規(guī)范規(guī)定：沉沉樁的容許許承載力按按下式計(jì)算算：式中：－單樁軸軸向受壓容容許承載力力，kN；U－樁的周長，mm；－承臺(tái)底面或局局部沖刷線線以下各土土層厚度，m；－與對(duì)應(yīng)的各土土層與樁壁壁的極限摩摩阻力，kPa；－樁尖土的極限限承載力，kPa；、－分別為震動(dòng)沉沉樁對(duì)各土土層樁周摩摩阻力和樁樁底承壓力力的影響系系數(shù)，對(duì)于于錘擊沉樁樁其值取為為1.0。樁長估算：設(shè)樁樁長為L，不考慮慮樁尖端承承力。得：，即樁的入入土深度不不小于144.2m。4、左幅棧橋行車部部分計(jì)算4.1、棧橋所受受荷載棧橋計(jì)算分8mm3砼運(yùn)輸罐罐車和50t履帶自行行式起重吊吊車分別從從棧橋上通通過兩種工工況，其中中8m3砼攪拌運(yùn)運(yùn)輸罐車按按30t汽車考慮慮；50t履帶自行行式起重吊吊車按50t計(jì)算，參參照設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范，單根根履帶著地地長度為44.5m，寬寬度為0..7m，線線荷載集度度為5.6tt/m。4.2、I14縱梁的檢檢算4.2.1、荷載計(jì)算算荷載分為恒載和和活載兩種種，其中恒恒載主要為為棧橋各構(gòu)構(gòu)件自重，活載主要為滿載砼運(yùn)輸罐車或50t履帶自行式起重吊車。恒載集度為：33.3kNN/m罐車傳遞給I114的荷載為：35kN50t履帶吊傳傳遞給I14的荷載為：28kN/mm4.3.2、計(jì)算模型4.3.2.11、罐車作用時(shí)時(shí)罐車兩后輪間距距為1.44m，前輪輪與距最近近其最近的的后輪間距距為4.00m，由于于I14縱梁梁下方的I25a分配梁間間距為1..5m/道，計(jì)算時(shí)時(shí)按兩跨連連續(xù)梁來考考慮，故以以后輪自重重作為控制制荷載，計(jì)算模型型如下：4.3.2.2、履帶吊作用時(shí)履帶吊作用時(shí)，履帶著地長度為4.5m，線荷載集度為5.6t/m，I14縱梁下方的I25a分配梁間距為1.5m/道，計(jì)算時(shí)按四跨連續(xù)梁來考慮，計(jì)算模型如下：4.3.3、計(jì)算算結(jié)果4.3.3.1、罐車行走時(shí)時(shí)當(dāng)x=0或1.66m時(shí)，有最大剪力力，此時(shí)當(dāng)x=0.8m時(shí)時(shí)，有最大彎距、變形形和支反力力，4.3.3.2履履帶吊行走走時(shí)當(dāng)x=0或1.55m時(shí)，當(dāng)x=0..75m時(shí)，有最最大彎距、剪力力、變形和和支反力，4.3.4、結(jié)果果分析經(jīng)分析比較砼運(yùn)運(yùn)輸罐車和和履帶吊兩兩種荷載工工況，砼運(yùn)運(yùn)輸罐車作作用時(shí)，II14縱梁產(chǎn)生最最不利工況況。⑴、強(qiáng)度σmax===1107.44MPa<<[σmax]==145MPa可τmax===555MPaa<[τmax]==85MPa可⑵、剛度可4.4、I25aa橫梁計(jì)算I25a橫梁間間距1.55m/根，其下貝貝雷片間距距為45cmm+1555cm+445cm，I14縱梁將其承受受的荷載以以集中力的的形式傳遞遞給I255a橫梁。4.4.1、計(jì)計(jì)算模型根據(jù)棧橋I144縱梁布置形式式，計(jì)算模模型分以下下兩種情況況：⑴、模型一P=114kNN⑵、模型二P=114kNN4.4.2、計(jì)計(jì)算結(jié)果4.4.2.11、模型一一⑴、彎矩⑵、剪力4.4.2.22、模型二二⑴、彎矩⑵、剪力4.2.3、結(jié)結(jié)果分析經(jīng)分析工況與計(jì)計(jì)算模型一一相一致時(shí)時(shí)，I255a橫梁產(chǎn)生的的內(nèi)力、變變形以及向向下傳遞的的荷載最大大。強(qiáng)度σ===85.21MPPa<[σ]=1455MPa可τ===64MPa<[τ]=885MPaa可可⑵、剛度可⑶、支反力4.5、主梁（貝貝雷梁）計(jì)計(jì)算4.5.1、材料料及力學(xué)性性能主梁采用4片貝貝雷桁片，其截面特性如下(考慮0.95的折減系數(shù))：W＝4×3578..5＝143114，＝4×25504977.2＝10011988..8，允許彎矩：［MM］＝4×7888.2××0.955＝29955.16允許剪力：［QQ］＝4×2445.2××0.955＝931..764.5.2、計(jì)算算模型計(jì)算模型分砼運(yùn)運(yùn)輸罐車和和履帶吊兩兩種車輛負(fù)負(fù)載工作時(shí)時(shí)的情況情情況，其根根據(jù)車輛的的行駛軌跡跡，罐車及及履帶吊均均分為13種工況況。4.5.2.11、罐車作用時(shí)時(shí)4.5.2.22、履帶吊作用用時(shí)4.5.3、計(jì)算算結(jié)果采用清華大學(xué)SSMSOLLVER軟件進(jìn)行行電算，經(jīng)經(jīng)分析比較較，結(jié)果如如下：⑴罐車行走時(shí)工況六時(shí)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)最大剪剪力，Qmax=308..154工況二時(shí)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)最大彎彎矩和最大大變形，Mmax=621..57，工況四時(shí)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)最大支支反力，Rmax=385..127⑵履帶吊行走時(shí)工況四時(shí)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)最大剪剪力，Qmax=495..95工況三時(shí)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)最大彎彎矩和最大大變形，Mmax=10144.94，工況五時(shí)結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)最大支支反力，Rmax=593..054.5.4、結(jié)果果分析比較上面計(jì)算結(jié)結(jié)果可知，履履帶吊工作作時(shí)棧橋受力力最大故以以履帶吊行行走時(shí)產(chǎn)生生的最不利利工況作為為棧橋計(jì)算算控制工況況。⑴、強(qiáng)度＝495.95＜＜［Q］＝9311.76可Mmax=10114.944kN·m＜［M］＝31522.8kkN·m可⑵、剛度可⑶、支反力4.6、墩頂分配配梁（貝雷雷片下側(cè)）計(jì)算墩頂（貝雷片下下側(cè)）縱向向分配梁采采用2I40aa，橫向分分配梁采用用2I36aa。計(jì)算時(shí)以以貝雷縱梁梁最不利工工況下的最最大支反力力作為計(jì)算