特大橋D4合同段鋼棧橋設(shè)計(jì)計(jì)算書 4700字

特大橋D4合同段鋼棧橋設(shè)計(jì)計(jì)算書4700字第一章：項(xiàng)目簡(jiǎn)介

一.項(xiàng)目概況

新造珠江特大橋?yàn)閺V州新洲至化龍快速路上的控制性項(xiàng)目，全長(zhǎng)1980m。主橋?yàn)橹骺鐬?50m的雙塔斜拉橋。22、23主墩以及21輔助墩為水中根底，需搭設(shè)棧橋及平臺(tái)進(jìn)行施工。根據(jù)項(xiàng)目所處地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件，擬采用貝雷桁架在南、北兩岸搭設(shè)鋼棧橋。

二.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、施工鋼棧橋。二次分配梁i28a與貝雷之間采用直徑為φ16mm的騎馬螺栓進(jìn)行連接固定。鋼棧橋的兩端設(shè)置φ48鋼管作為防護(hù)欄。鋼棧橋的布置圖如下：

2、鉆孔施工平臺(tái)。二次分配梁i28a與貝雷之間采用直徑為φ16mm的騎馬螺栓進(jìn)行連接固定。鋼棧橋的兩端設(shè)置φ48鋼管作為防護(hù)欄。鋼棧橋的布置圖如下：

3、主墩碼頭。鉆孔平臺(tái)采用貝雷桁架作為主承重結(jié)構(gòu)，[20型鋼作為一次分配結(jié)構(gòu)、i28按照1m間距分布作為二次分配結(jié)構(gòu)，i32型鋼作為四周圈梁將荷載傳遞給鋼管樁根底。鋼管樁采用直徑630mm、壁厚8mm螺旋鋼管，鋼管樁中心距4m。二次分配梁i28a與貝雷之間采用直徑為φ16mm的騎馬螺栓進(jìn)行連接固定。鋼棧橋的兩端設(shè)置φ48鋼管作為防護(hù)欄。

第二章：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算各相關(guān)參數(shù)確實(shí)定

一.計(jì)算目的

為了使鋼棧橋、鉆孔施工平臺(tái)及主墩碼頭在新造珠江特大橋施工的整個(gè)過(guò)程中能夠平安可靠地投入運(yùn)用，需對(duì)鋼棧橋的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性等方面的計(jì)算與驗(yàn)算。

二.參考資料

1、設(shè)計(jì)院及相關(guān)部門提供的該工程相關(guān)技術(shù)資料

2、?公路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(jtj041-)——人民交通出版社

3、?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版)——中國(guó)建筑工業(yè)出版社

4、?公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(jtj025-86)

5、?結(jié)構(gòu)力學(xué)》——人民交通出版社

6、?路橋施工計(jì)算手冊(cè)》——人民交通出版社

7、?實(shí)用土木項(xiàng)目手冊(cè)》——人民交通出版社

8、?公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)》——(jtgd60-)

三.計(jì)算過(guò)程中采用的局部參數(shù)

a3鋼材的允許應(yīng)力：【σ】=170mpa

a3鋼材的允許剪應(yīng)力：【τ】=85mpa

a3鋼材的彈性模量：e=2.1105mpa

16mn鋼材的允許應(yīng)力：【σ】=210mpa

16mn鋼材的允許剪應(yīng)力：【τ】=120mpa

16mn鋼材的彈性模量：e=2.1105mpa

四.設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)及荷載確實(shí)定

1.上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算荷載為50t履帶吊及砼罐車，50t履帶吊自重約為50t，其計(jì)算工況為最重荷載在棧橋上行駛時(shí)對(duì)棧橋的影響，考慮可能出現(xiàn)的履帶吊停留在棧橋上吊裝作業(yè)時(shí)的情況，吊重按20t考慮，那么考慮1.1的沖擊系數(shù)最后取77t進(jìn)行計(jì)算。

2.結(jié)構(gòu)自重按實(shí)際重量計(jì)入或由計(jì)算軟件自動(dòng)計(jì)入;

3.流水壓力

因新造珠江特大橋施工圖設(shè)計(jì)表明中未提供相關(guān)數(shù)據(jù)，出于平安考慮，施工區(qū)域流水設(shè)計(jì)流速300cm/s。根據(jù)?公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)》，那么流水壓力為：fw=kaγv2/2g

其中：k—為形狀系數(shù)，圓形取0.8;γ—為水的重力密度，取10kn/m3;v—為設(shè)計(jì)水流速，1.4m/s;那么：水流壓力fw=0.80.631032/29.81=2.212kn/m

即鋼管樁在水中的自由段承受2.212kn/m的水流壓力。

五.結(jié)構(gòu)計(jì)算工況確實(shí)定

1.主橋施工棧橋

工況一：

鋼棧橋搭設(shè)施工時(shí)，50t履

帶吊懸吊振樁錘打樁。此時(shí)由于前面的鋼管樁還在振打，50t履帶吊必需停留在懸臂跨上，此工況下主要考慮懸臂時(shí)對(duì)貝雷的受力大小及鋼管樁的承載力。計(jì)算荷載為履帶吊的自重、振樁錘重同時(shí)考慮一定的沖擊系數(shù)，最后荷載值取77t。

最大荷載組合為：恒載+活載+水流壓力

工況二：

鋼棧橋搭設(shè)好后，正常投入使用時(shí)，各種施工車輛在上面行駛或停留。在整個(gè)施工過(guò)程中，最大荷載有砼運(yùn)輸車滿載時(shí)為30t左右，考慮沖擊系數(shù)取33t;履帶吊自重50t，吊重20t，考慮沖擊系數(shù)取77t。

最大荷載組合為：恒載+活載+水流壓力

2、主墩鉆孔施工平臺(tái)：

主墩鉆孔施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)搭設(shè)過(guò)程受力狀態(tài)與使用過(guò)程受力狀態(tài)根本一致，所以僅按照使用過(guò)程進(jìn)行分析。

最大荷載有砼運(yùn)輸車滿載時(shí)為30t左右，考慮沖擊系數(shù)取33t;履帶吊自重50t，吊重20t，考慮沖擊系數(shù)取77t。

3、主墩碼頭：

主墩鉆孔施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)搭設(shè)過(guò)程受力狀態(tài)與使用過(guò)程受力狀態(tài)根本一致，所以僅按照使用過(guò)程進(jìn)行分析。

最大荷載有砼運(yùn)輸車滿載時(shí)為30t左右，考慮沖擊系數(shù)取33t;履帶吊自重50t，吊重20t，考慮沖擊系數(shù)取77t。

經(jīng)過(guò)初步分析：主橋鋼棧橋、鉆孔施工平臺(tái)、碼頭均按照履帶吊控制設(shè)計(jì)。

第三章：結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算及驗(yàn)算

一、主棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算:

1.工況一

一次分配梁[20的計(jì)算：

根據(jù)荷載分布情況以及履帶寬度，按最不利考慮，單條履帶荷載考慮由3條[20a型鋼承當(dāng)，其大小為77÷3=25.67kn/m,按5跨連續(xù)梁考慮，其計(jì)算結(jié)果如下：由上圖計(jì)算結(jié)果可知，[20a承受的最大組合應(yīng)力為σ=-108.05mpa二次分配梁i28的計(jì)算：

根據(jù)一次分配梁[20的計(jì)算結(jié)果得知，在懸吊振樁的情況下，一次分配梁對(duì)二次分配兩產(chǎn)生的作用力最大為29.32kn，那么施加在二次分配梁上的作用力按單邊最外側(cè)3個(gè)23cm等間距29.32kn大小(實(shí)際要略小)的作用力計(jì)算，那么二次分配梁的計(jì)算結(jié)果如下：由上圖計(jì)算結(jié)果可知，i28承受的最大組合應(yīng)力為σ=87.04mpa整體計(jì)算：

由于懸吊振樁錘施工時(shí)，履帶吊為居中布置，棧橋的各結(jié)構(gòu)都是等間距對(duì)稱布置的，所以貝雷計(jì)算時(shí)可將各重量簡(jiǎn)化為均布荷載進(jìn)行計(jì)算。履帶吊的履帶長(zhǎng)度為5m，那么貝雷懸臂局部按2片貝雷6m考慮，每片貝雷加花架按300kg考慮，那么施加在貝雷上的荷載為：

貝雷：3501/3=116.7kg/m[20:22.632251=565.8kg/m

那么施加在貝雷上的結(jié)構(gòu)自重按均布荷載為9.44kn/m，單側(cè)雙排加強(qiáng)貝雷的均布荷載為2.36kn/m，施加的活載為單條履帶77kn/m，貝雷的計(jì)算結(jié)果如下：由上圖可知，雙排加強(qiáng)貝雷最大位移為f=4.98mm結(jié)論：綜合上述結(jié)果可知，鋼棧橋在工況一荷載作用下，有足夠的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)平安可靠。

2.工況二

在工況二中，計(jì)算荷載取履帶吊的55t。由于在工況一中計(jì)算荷載也為55t，所以在工況二里不再進(jìn)行一次分配梁和二次分配梁的獨(dú)自計(jì)算，而直接進(jìn)行貝雷及棧橋的整體穩(wěn)定計(jì)算。

整體計(jì)算：

由工況一的計(jì)算可得知貝雷上的結(jié)構(gòu)自重荷載為11.8kn/m，單條履帶活載為77kn/m(荷載長(zhǎng)度為5m)，貝雷彎矩計(jì)算時(shí)活載布置到跨中，剪力計(jì)算時(shí)布置到支點(diǎn)處，貝雷取一聯(lián)4跨連續(xù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下：由上圖計(jì)算結(jié)果可知，雙排加強(qiáng)貝雷最大變形撓度為f=27.39mm由上圖計(jì)算結(jié)果可知，鋼管樁最大反力為f=541.33kn

鋼棧橋的整體穩(wěn)定計(jì)算：由上圖計(jì)算結(jié)果可知，鋼棧橋第一階失穩(wěn)系數(shù)為10.61。

結(jié)論：綜合上述結(jié)果可知，鋼棧橋在工況二荷載作用下，有足夠的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)平安可靠。

二、主墩鉆孔施工平臺(tái)：該分配梁計(jì)算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計(jì)算結(jié)果一致。

1、二次分配梁i28的計(jì)算：

該分配梁計(jì)算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計(jì)算結(jié)果一致。

2、整體計(jì)算：由上圖計(jì)算結(jié)果可知，鋼管樁最大反力為f=301.89kn

三、主墩碼頭計(jì)算：該分配梁計(jì)算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計(jì)算結(jié)果一致。

1、二次分配梁i28的計(jì)算：

該分配梁計(jì)算結(jié)果與主棧橋的一次分配梁計(jì)算結(jié)果一致。

2、整體計(jì)算：由上圖計(jì)算結(jié)果可知，雙排加強(qiáng)貝雷最大變形撓度為f=17.49mm第四章：鋼管樁的入土深度計(jì)算

一.主橋鋼棧橋

根據(jù)第三章中各工況的計(jì)算結(jié)果，鋼管樁的單樁最大承載力為工況一570.63kn，考慮其它不確定的影響因素，φ6308mm鋼管樁的最大單樁承載力按600kn進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中22墩附近孔位土質(zhì)力學(xué)性能，

qmc4：承載力取[σ]=100kpa，摩阻力取[τ]=40kpa，

層厚6.2m,層頂標(biāo)高-1.5m;

pz1⑦1：承載力取[σ]=350kpa，摩阻力取[τ]=75kpa，層厚3m;那么單樁進(jìn)入pz1⑦1土層深度為：根據(jù)設(shè)計(jì)給出的勘察資料，河床標(biāo)高為-1.5m，

樁頂標(biāo)高為：+5.427m;

樁底標(biāo)高為：