汉江公路大桥贝雷栈桥计算书
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目录三、设计参数................................................ 错误!未定义书签。
四、计算内容................................................ 错误!未定义书签。
五、贝雷梁几何特性及桁架容许内力............................ 错误!未定义书签。
1、贝雷片截面特性......................................... 错误!未定义书签。
2、贝雷梁桥几何特征....................................... 错误!未定义书签。
3、桁架容许内力表......................................... 错误!未定义书签。
六、施工栈桥计算............................................ 错误!未定义书签。
1、设计荷载............................................... 错误!未定义书签。
1.1、50t履带吊机....................................... 错误!未定义书签。
1.2、30t重载汽车....................................... 错误!未定义书签。
1.3、贝雷片自重......................................... 错误!未定义书签。
1.4、砼桥面板自重....................................... 错误!未定义书签。
1.5、汽车制动力及冲击荷载............................... 错误!未定义书签。
1.6、风荷载............................................. 错误!未定义书签。
栈桥荷载计算书XX大桥钢栈桥总宽6m,计算跨径为12m。
栈桥结构自下而上分别为:φ600钢管桩、28b型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁、25b 型工字钢分配横梁(间距0.40m)、20a型槽钢桥面。
单片贝雷:I=250497.2cm4,E=2×105Mpa,W=3578.5cm3[M]=788.2 kn•m, [Q]=245.2 kn则4EI=2004×106 kn•m2(一)荷载布置1、上部结构恒载(按12m跨度计)(1)20a型槽钢:q1=(6m/0.3+1)×22.63×10/1000=4.75kn/m(2)25b型工字钢分配横梁:q2=42.0×9/0.40×6×10/1000/9=6.3kn/m(3)“321”军用贝雷梁:每片贝雷重287kg(含支撑架、销子等):q3=287×4×10/3/1000=3.83kn/m(4)28a型工字钢下横梁:q4=6×43.4×10/1000=2.60 kn/根2、活载(1)按城—B级标准车辆计算(2)人群、机具、堆方荷载:q5=1.5kn/m2×6=9 kn/m考虑栈桥实际情况,同方向车辆间距大于15m,即一跨内同方向半幅桥内最多只布置一辆重车。
(二)上部结构内力计算1、贝雷梁内力计算荷载组合:q= q1+ q2+ q3+ q5=23.88kn/m(如下图)23.88KN·m贝雷梁均布荷载受力分布图汽车荷载分布图活载按城—B标准车辆荷载并考虑1.2的安全系数,采用“桥梁博士系统软件进行”验算,结果如下:恒载情况: M中=ql2/8=23.88×122/8=429.8kn·mR=143.3 kn活载情况:M中=1160kn·mR=425 kn荷载组合情况:M中=1589.8kn·m<[M]=788.2×4=3152.8 kn·mR=143.3+425=568.3kn<[Q]=245.2×4=980.8 kn·m故在恒载及活载组合条件下贝雷架满足强度要求。
栈桥结构计算书一. 计算依据1、《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89);2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86);3、《桥梁工程》(人民交通出版社)。
二、栈桥结构简介栈桥设计为单跨简支梁桥,桥长L=12m,计算跨径为11m,采用C25片石混凝土基础(桥台),桥台高5m,桥台顶面浇注30cm厚C30钢筋混凝土作为支撑垫石,浇注支撑垫石时注意预埋20cm*20cm*1cm 钢板,然后其上安装横向分配梁,横向分配梁采用2I32工字钢,长6m,横向分配梁上搭设贝雷梁,贝雷梁共7排,每排间距0.9m,单排含4片国标贝雷片,7排贝雷梁采用横向连接片连接固定。
三.设计荷载1、纵向荷载布置考虑为汽车-20级重车辆荷载标准2、考虑本栈桥实际情况,为确保栈桥安全,故设计为单向形式,同方向车辆间距不小于6米,即一跨内同方向只布置一辆重车。
3、栈桥上行车速度不大于5Km/h。
四.栈桥结构受力验算根据栈桥纵断面设计图,可知本栈桥计算跨径为L计=11m(按简支梁计算,如图所示)。
最不利荷载是当汽车重心处于跨中位置,检算结构强度和刚度,下面详细计算之。
计算参数:钢材弹性模量E=2.05×105N/mm2;321国标贝雷片桁片惯性矩I0=250500cm4,本桥布置7列,组合贝雷梁I组=0.017535m4。
1、刚度变形验算结构受力分析图弯矩图最大弯矩显示挠度图最大挠度显示根据计算结果可知,Mmax=606KN.m, 查表321国产贝雷桁片容许弯矩M0=975KN/m,那么有,Mmax<M0,贝雷梁桁片弯矩满足结构受力要求。
根据计算结构显示,活载下本桥最大挠度f活=2mm。
本栈桥全桥的自重约为q=17.9KN/m,桥的销孔间隙挠度与自重挠度之和按交通部公式计为:f容=L/250=12000/250=48mm。
⑴、间隙挠度f0=0.05×n2 =0.05×42=0.8cm=8mm,其中,n为贝雷梁单列片数,若n为奇数,则计算公式为:f0=0.05×(n2-1)⑵、空载挠度f自=5ql4/384EI=1mm综上所述,总挠度fmax= f0+f自+f活,那么有:Fmax=8+1+2=11mm<f容=L/250=12000/250=48mm,栈桥挠度符合设计规范要求,合格!2、桥墩承载力计算结构为单跨静定简支梁,那么可分别求出两个桥台所受的结构反力,计算模型如下图所示:60KN120KN120KNA BFb 对A点取矩,那么Fb*11m=60KN*1.5m+120KN*5.5m+120KN*6.9m 可得:Fb=143.45KN,即,Fa=300KN-143.45KN=156.55KN,取桥墩最大承载压力为156.55KN推算桥台基础承载力!桥台结构图如下所示:基底计算应力:P=(F+G)/A,其中桥墩自重G=26KN/m3*6m*(1*0.3+(1+1.6)*3/2+1*2.2)=998.4KN,基底面积A=2.2m*6m=13.2m2那么,P=(998.4KN+156.55KN)/13.2m2=87.496Kpa查公路桥涵与基础设计规范(JTG D63-2007),卵石中密土地基承载力容许值[fa]=650Kpa,显然,P<[fa],安全。
18米贝雷梁栈桥计算书18米贝雷梁栈桥计算书一、计算依据㈠、《建筑结构静力计算实用手册》;㈡、《xxx互通立交桥工程》施工图;㈢、《公路桥涵施工技术规范》;㈣、《公路桥涵设计规范》;㈤、《贝雷梁使用手册》;二、设计要点1、设计荷载为55吨,栈桥净宽5.0米,单跨18米,桥梁总长72米。
2、桥面以0.15m×0.15m方木并排铺设,方木下以I20工字钢为纵梁,I20工字钢下I36工字钢为横梁,架设在贝雷梁纵梁上。
3、桥梁台、墩、基础为片石混凝土。
4、用国产贝雷片支架拼装成支架纵梁,支架结构均采用简支布置。
三、施工荷载计算取值㈠、恒载1、方木自重取7.5KN/m3;2、钢构自重取78KN/m3;3、I20工字钢自重:0.28KN/m;4、I36工字钢自重:0.66KN/m;5、贝雷自重取1KN/m(包括连接器等附属物);6、片石混凝土自重取20KN㈡、荷载组合根据《建筑荷载设计规范》,均布荷载设计值=结构重要性系数×(恒载分项系数×恒载标准值)。
恒载分项系数为1.2。
㈢荷载分析混凝土罐车为三轴车,考虑自重为550kn,根据车辆的重心,前轮轴重110kn,两个后轴分别为220kn后轴间距为1.3米,轮间距为1.9米。
图2四、各构件验算(一)桥面检算栈桥桥面方木直接搁置于间距L=1米的I20工字钢, 取单位长度(2.4米)桥面宽进行计算。
假设一根后轴作用在计算部位。
桥面五跨连续梁考虑,1、荷载组合桥面: q=1.2×220/2=132kN2、截面参数及材料力学性能指标1、方木力学性能W= a3/6=1503/6=5.63×105mm3I= a4/12=1504/12=4.22×107mm42、承载力检算(按三等跨连续梁计算)方木的力学性能指标按《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)中的A-3类木材并按湿材乘0.9的折减系数取值,则: [σ]=12×0.9=10.8MPa,E=9×103×0.9=8.1×103MPa a强度M max=0.289Fl=0.289×132×1=38.2KNmσmax=M max /W=38.2×103×103/5.63×106=6.78MPa≤[σ0] 合格b刚度荷载:q=1.2×220/2=132knf=2.716×Fl3/(100EI)=2.716×132×10003/(100×8.1×103×4.22×107)=0.011mm≤[f0]=1000/400=2.5mm 合格(二)纵梁I20工字钢检算横梁方木搁置于间距1米的I20工字钢纵梁上, I20工字钢纵梁架设在间距2m的I36工字钢, 按最不利情况,车轴一侧的荷载都作用在一根工字钢上,纵梁五跨连续梁考虑.1、荷载组合F=1.2×220/2=132kNq=7.5×0.15×0.15×0.7×(5/0.15)/5=0.17Kn/m2、截面参数及材料力学性能指标W=2.37×105mm3I=2.37×107mm4[σ]=203MPa, E=206GPa3、承载力计算a强度M max1=0.227Fl=0.227×132×3 =90KN.mM max2=0.778q1l2=0.227×0.17×12=0.132KN.mσmax1=M max1 /W=90×106/(2×2.37×105)=189.9MPaσmax2=M max2 /W=0.132×106/(2×2.37×105)=0.27MPa σ=σmax1+σmax2=189.9+0.27=190.17≤[σ0]合格b刚度荷载:F=1.2×220=264kNq2=7.5×0.15×0.15×0.7×(5/0.15)/5=0.17Kn/mf1=1.466Fl3/(100EI)=1.466×264×30003/(100×2.06×105×2.37×107)=0.021mmf2=0.521ql4/(100EI)=0.521×0.17×30004/(100×2.06×105×2.37×107)=0.015mmf=f1+f2=0.021+0.015=0.036mm≤[f0]=3000/400=75mm 合格(三) I36工字钢横梁检算I36工字钢为每7个一组,架设在间距为3米的贝雷梁上,取不理情况两个后轴作用在一根横梁上,荷载考虑为均布荷载。
栈桥设计与计算书1栈桥设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)(3) 《海港水文规范》(JTJ213-98)(4) 《装配式公路钢桥多用途使用手册》(5) 《温州大、小门岛石化产业基地围垦工程波浪数学模型研究》(6) 《某大桥工程工程地质勘察中间报告》2栈桥结构设计2.1技术标准(1)设计荷载:汽-超20,挂-120(2)施工控制活载:100t履带吊(3)设计行车速度:15km/h(4)设计使用寿命:5年2.2栈桥结构形式栈桥全长5.765km,乐清侧2.4Km, 小门岛侧3.365km,桥面宽8.0m,按双车道设计。
顶面设计标高为7.0m,纵向平坡。
在栈桥外侧每隔400m左右设会让点一座,全线共计12座。
会让点长36m,宽4m,设计标准同栈桥。
栈桥采用多跨连续梁方案,梁部结构为四组双排单层321贝雷桁架,梁高1.5m;栈桥采用7×15m跨一联。
下部结构采用打入式钢管桩基础,按摩擦桩设计。
根据受力,钢管桩单排采用4φ800mm、3φ800mm两种布置形式,制动墩设双排桩。
最小桩间距3d,壁厚考虑5年腐蚀2mm。
钢管桩顶设两HN450×150 mm型钢分配梁,桩间焊接型钢剪刀撑及钢管横撑。
桥面采用正交异形板,每块3.78×8m。
其中横肋采用I10,间距75cm,纵肋采用[10,间距35cm,桥面板为8mm厚16Mn花纹钢板,并作防滑处理。
栈桥结构简图如图2.2所示。
15m 乐清15m桥面标准化模块贝雷桁架纵梁H型钢分配梁钢管桩15m15m图2.2 栈桥结构示意表2.2 栈桥桥式布置序号起止里程区段长度跨度桩形式桩长m m mm m浅水一区K1+432~K3+097 1665 15 3φ800×10 34浅水二区K3+097~K3+517 420 15 3φ800×10 36深水一区K3+517~K3+832 315 15 4φ800×10 42深水二区K4+488~K5+013 525 15 4φ800×10 42浅水三区K5+013~K6+168 1155 15 3φ800×10 38深水三区K6+168~K7+323 1155 15 4φ800×10 42浅水四区K7+323~K7+953 630 15 3φ800×10 363栈桥结构设计计算书3.1 荷载及荷载组合(1)荷载永久荷载:栈桥自重;基本可变荷载:①汽-超20;②挂-120;③施工用100t履带吊;④人群荷载其他可变荷载:①风力;②波浪力;③潮流水冲力。
栈桥计算书一、结构形式栈桥总宽为6米,跨径布置型式为栈桥设计:第一段4-4*11.4+1-5*14.4m连续梁全长239.4m,中间设置加强墩,主梁为I40a工字钢;第二段(6-3*12.0+10.5m)+(9-12.0+10.5m) 连续梁全长483.05m,主梁为321贝雷片;第三段(4-12.0+10.5m)+1-3*12.0+10.5m连续梁全长138.25m,主梁为321贝雷片。
桥面宽设计为6m,两边设置高度1.2m栏杆,全长860.7m 共77跨。
第一段:自下而上依次为Φ630×8mm钢管桩,I45a下横梁, I40a纵向分配梁,δ12桥面钢板,υ48*3.5mm @1500mm栏杆。
第二段、第三段:自下而上依次为Φ630×8mm钢管桩,I45a下横梁,“321”军用贝雷梁,I32a横向分配梁,δ8桥面钢板,υ48*3.5mm @1500mm 栏杆。
二、荷载布置第一段:1、上部结构恒重(6米宽计算)⑴δ12钢板:6×1×94.2÷100=5.652KN/m⑵I40a纵向分配梁:13×67.598÷100=8.788KN/m⑶I45a横梁:1.189KN/m⑷栏杆:0.4KN/m⑸Σ=5.652+8.788+1.189+0.4=16.029KN/m2、活荷载⑴30t砼车⑵履带吊50t⑶20t运材料车⑷施工与人群荷载:4KN/m2第二段、第三段:1、上部结构恒重(6米宽计算)⑴δ8钢板:6×1×62.8÷100=3.768KN/m⑵I32a横向分配梁: 3.464KN/m⑶贝雷梁: 6.6 KN/m⑷I45a横梁:0.51KN/m⑸栏杆:0.4KN/m⑹Σ=3.768+3.464+6.60+0.51+0.4=14.742KN/m2、活荷载⑴30t砼车⑵履带吊50t⑶20t运材料车⑷施工与人群荷载:4KN/m2考虑栈桥实际情况,同方向车辆间距不小于15米,即一跨内同方向最多只布置一辆重车。
目录1 设计说明........................................................ - 1 -1.1 栈桥构造 ................................................... - 1 -1.1.2 贝雷梁............................................... - 2 -1.1.3 桩顶横梁............................................. - 2 -1.1.4 钢管桩基础........................................... - 2 -1.2 设计主要参考资料 ........................................... - 2 -1.3 设计标准 ................................................... - 3 -1.4 主要材料力学性能 ........................................... - 3 -2 作用荷载........................................................ -3 -2.1 永久作用 ................................................... - 3 -2.2 可变作用 ................................................... - 3 -2.2.1 混凝土罐车........................................... - 4 -2.2.2 流水压力............................................. - 4 -2.2.3 风荷载............................................... - 4 -2.2.4 制动力............................................... - 4 -2.3 荷载工况 ................................................... - 4 -3 栈桥结构计算分析................................................ -4 -3.1 计算模型 ................................................... - 5 -3.2 计算分析 ................................................... - 5 -3.3 计算结果汇总 ............................................... - 7 -4 基础计算........................................................ - 8 -4.1 钢管桩入土深度 ............................................. - 8 -4.2 钢管桩稳定性 .............................................. - 10 -5 结论........................................................... - 11 -栈桥计算书1 设计说明1.1 栈桥构造栈桥设计为下承式贝雷钢栈桥,负担施工中的材料、物资的运输功能、人员的通行通道。
1、工程概况本栈桥工程为广西北海金滩14K㎡场地施工用辅助通道。
设计宽度8米,设计长度1755.6米,跨径采用15米。
2、结构验算2.1 验算依据(1)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2015)(2)《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)(3)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)(4)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)(5)《公路桥涵钢结构设计规范》(GB50017-2003)(6)《建筑桩基技术规程》(JGJ94-2008)(7)《钢管桩施工技术规程》(YBJ233-1991)(8)《桥梁施工图设计文件》(9)《广西北海金滩14K㎡场地岩土勘察报告》2.2 荷载参数作用于栈桥的荷载分为恒荷载及可变荷载。
恒荷载主要为栈桥结构自重,可变验算荷载为设计荷载:55t渣土运输车。
2.2.1 恒载由计算程序自动考虑。
2.2.2 可变荷载(1)55 吨渣土运输车渣土运输车共3 轴,其具体尺寸如下图,前轮着地面积为0.3×0.2m,后轮着地面积为0.6×0.2m。
单轮最大设计荷载为5.5t。
55吨渣运输车轴距布置图(单位:mm)2.3 荷载工况按最不利的原则考虑以下控制工况:(1)验算控制工况考虑栈桥实际情况,单跨长度为15m,同一跨内最多布置两辆重车,贝雷梁、桥面系验算控制工况为:工况1:结构自重+55t渣土运输车荷载+55t渣土运输车荷载, 55t渣土运输车移动荷载作用于标准贝雷梁段;工况2:结构自重+55t渣土运输车荷载+55t渣土运输车荷载, 55t渣土运输车移动荷载作用于通航口加强弦杆贝雷梁段;2.4 结构材料1、钢弹性模量E=2.1×105 mpa;剪切模量G=0.81×105 mpa;密度ρ=7850 Kg/m;线膨胀系数α=1.2×10-5;泊松比μ=0.3;抗拉、抗压和抗弯强度设计值f d =190MPa;抗剪强度设计值fvd=110MPa;2、贝雷梁中各杆件理论容许应力:抗拉、抗压和抗弯强度设计值fd=200MPa;抗剪强度设计值fvd=120MPa。
24m装配式公路钢桥(321式贝雷钢桥)设计荷载:公路-I I级设计:复核:审批:鄂州市危桥加固改造工程沙咀桥建设指挥部设计院二〇一〇年十月一、概况:鄂州市公路管理处拟对鄂州市泽林镇团结村境内的沙咀老桥进行拆除重建,老桥为2跨10.5m钢筋砼拱桥,桥宽4m,拱圈已开裂下挠,现已中断交通,考虑到该桥开放通行的迫切需要,拟建一座24m装配式公路钢桥,在原有桥台后开挖并浇筑钢筋砼扩大基础。
二、本项目采用的规范、标准和资料1、《岩土工程勘察报告》湖北中南勘察基础工程有限公司2、《公路桥涵设计通用规范》JTG-D60-20043、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20074、《公路工程技术标准》JTG B01—20035、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-20006、《装配式公路钢桥制造》JT/T728-20087、《公路桥涵设计图——装配式公路钢桥》交通部公路规划设计院1965年修订8、《装配式公路钢桥使用说明(内部资料)》交通部公路规划设计院9、《装配式公路钢桥使用手册》渝忠权编10、《装配式公路钢桥多用途使用手册》广州军区工程科研设计所三、钢桥结构型式和结构计算:1、车道荷载和车辆荷载效应:根据《公路桥涵设计通用规范》JTG-D60-2004第4.3.1第3款,沙咀桥作为村内交通,受武黄路通道净高影响,重型车辆较少,其车道荷载效应可取公路-II级的0.8倍,车辆荷载效应取0.7倍折减系数。
车道均布荷载取值6.3KN/m,车道集中荷载取值156KN,车辆荷载取值385KN,可变作用系数1.4。
2、钢桥自重荷载300KN,永久作用效应系数1.2。
3、本项目桥梁跨度24m,公路桥涵结构设计安全等级为三级,结构重要性系数0.9。
4、24m双排单层加强贝雷梁桥的自振频率:HzmEIlfcc8.312140.011548681006.224214.3211221=⨯⨯⨯==π,汽车荷载冲击系数22.00157.0ln1767.01=-=fμ。
目录三、设计参数 (2)四、计算内容 (2)五、贝雷梁几何特性及桁架容许内力 (2)1、贝雷片截面特性 (2)2、贝雷梁桥几何特征 (2)3、桁架容许内力表 (3)六、施工栈桥计算 (3)1、设计荷载 (3)1.1、50t履带吊机 (3)1.2、30t重载汽车 (3)1.3、贝雷片自重 (4)1.4、砼桥面板自重 (4)1.5、汽车制动力及冲击荷载 (4)1.6、风荷载 (4)1.7、水流压力 (4)2、砼面板计算 (5)2.1、荷载计算 (5)2.2、内力计算 (5)2.3、配筋计算 (5)2.4、抗剪计算 (5)3、贝雷梁主桁、分配梁及钢管桩计算(采用有限元程序计算) (6)3.1、荷载组合 (6)3.2、结构及边界条件模拟 (6)3.3、荷载工况组合 (7)3.4、贝雷桁架内力计算 (7)3.5、分配梁计算 (8)3.6、钢管桩反力计算 (10)3.7、钢管桩强度及稳定性计算 (11)4、钢管桩基础计算 (11)4.1、单桩荷载 (11)4.2、钢管桩外形尺寸 (12)4.3、钢管桩容许承载力计算公式 (12)4.4、钢管桩计算 (12)5、施工栈桥主栈桥整体稳定性分析 (14)6、变宽段分配梁计算 (14)6.1、分配F3梁计算 (14)6.2、分配F2梁计算 (15)7、6M宽支栈桥计算 (16)7.1、砼面板计算 (16)7.2、贝雷梁主桁、分配梁及钢管桩计算(采用有限元程序计算) (17)7.3、钢管桩基础计算 (22)7.4、支栈桥整体稳定性分析 (22)三、设计参数1、设计行车速度:15km/h2、设计荷载:300kN重载汽车;500kN履带吊机+200kN吊重3、栈桥桥宽:0.45m(施工用管线槽、栏杆)+8.0m(行车道)+0.45m(施工用管线槽、栏杆)=8.9m4、正常使用风力:6级风,相应风速14m/s最大抵抗风力:12级风,相应风速40m/s5、设计最高水位:+17.500m四、计算内容栈桥砼桥面板、贝雷桁架、分配梁、钢管桩内力计算及其基础承载力、栈桥整体稳定性。
目录第一章设计计算说明 (1)1.1设计依据 (1)1.2工程概况 (1)1.3钢栈桥设计 (2)1.3.1主要技术参数 (2)1.3.2栈桥结构 (4)第二章钢栈桥计算 (4)2.1贝雷栈桥计算过程与结果 (5)2.2型钢栈桥计算过程与结果 (16)第三章钢管桩打入深度计算 (28)第四章结论及注意事项 (28)4.1栈桥施工注意事项 (28)4.2栈桥运行注意事项 (29)武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥钢栈桥计算书第一章设计计算说明1.1设计依据《武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥施工图纸》;《钢结构设计规范》GB50017-2003;《路桥施工计算手册》;《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》;《装配式钢桥使用手册》;《装配式公路钢桥多用途使用手册》;《实用土木工程手册》杨文渊;1.2工程概况武汉城市圈环线高速公路孝感南段汉江特大桥位于汉川市沉湖镇,桥位位于沉湖镇上游的棉花洲滩段微弯河段上,桥位上距杜台分洪闸5.8km,下距沉湖汉江铁路桥3.2km;主跨跨越汉江,起讫里程为K134+835~K135+225,全长为390m。
主要工程内容包括:汉江特大桥下部工程、预应力混凝土连续梁及连续刚构桥梁。
汉江特大桥主桥以(105+180+105)m连续刚构跨越汉江。
1#、4#墩为过度墩,2#、3#墩为主墩。
2#墩位于应城侧河滩,3#墩位于汉江河道近仙桃侧,基础采用20根φ2.5m钻孔桩、桩长128m。
根据桥梁施工需要,在武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥轴线位置设置138m钢栈桥,桥宽6m,均为321贝雷钢栈桥(具体布置见《武汉城市圈环线高速公路汉江特大桥钢栈桥施工方案图》)。
钢栈桥采用打入φ630×10mm钢管桩基础,主栈桥上部结构选用“321”贝雷作为主体结构。
1.3钢栈桥设计1.3.1主要技术参数(1)钢栈桥标高的确定:栈桥标高的确定一方面要能够方便汉江大桥的基础及上构的施工,同时要保证栈桥的主体结构不至浸水,综合本项目的设计施工水位25m,及栈桥穿过的4号过度墩承台标高,确定本栈桥桥面标高27.9m。
(2)荷载确定根据本栈桥实际使用情况,桥面荷载考虑以下两种主要荷载:钢栈桥使用中最重车辆9m3的混凝土运输车;钢栈桥架设时履带吊的荷载。
混凝土运输车的轴重大轴距短,双车并行时最不利,所以将其作为计算荷载;将履带吊架梁工况作为检算荷载。
1台9m3的混凝土运输车车辆荷载的平面和立面布置如下(参考车型:三一重工生产的SY5250GJB4(9m3欧Ⅲ):底盘型号SYM1250T4整备质量14000kg整车外形尺寸(长×宽×高) 9200×2490×3880mm满载总质量40000 kg轴距3575 mm+1350mm↑P1 ↑P2 ↑P3 Pn/2↑ Pn/2↑三一重工9m3砼罐车P1=6t,P2=P3=17t,合计:40t。
履带吊架梁时荷载平面及立面如下(参考车型:三一重工生产的SCC500E 履带起重机,自重50t,最大起吊重量50t):履带吊自重50t,本项目吊重按20t考虑,合计70t。
履带吊型号SCC500E整备质量50000kg履带尺寸5720×700mm×2履带着地面积4500×700mm×2工作时履带间隙3000mm本项目满载总质量70000 kg↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑70t均布荷载35t均布荷载 35t均布荷载三一重工SCC500E履带起重机(自重50t,最大起吊重量50t)(3)钢弹性模量E s=2.1×105MPa;(4)材料许用应力:A3钢:[σ]=210MPa;[τ]=160MPa。
16Mn钢:[σ]=273MPa;[τ]=208MPa。
1.3.2栈桥结构贝雷钢栈桥采用跨径12m连续梁结构,栈桥宽6m。
栈桥基础采用打入φ630×10mm钢管桩基础,桩顶安装2I45a型钢横梁,布置6排贝雷梁,间距0.9+1.8+0.9+1.8+0.9m,贝雷梁上按照0.75m间距布置I25a横梁,横梁布置在贝雷竖杆位置,横梁上按30cm间距铺设I18型钢,型钢上铺设8mm花纹钢板作为桥面。
型钢栈桥采用采用6m简支梁结构,栈桥宽6m。
栈桥基础采用打入φ630×10mm钢管桩基础,桩顶安装2I45a型钢横梁,布置8排I45a型钢,间距6×0.9m,I45a型钢上按照0.75m间距布置I25a横梁,横梁布置在贝雷竖杆位置,横梁上按30cm间距铺设I18型钢,型钢上铺设8mm花纹钢板作为桥面。
型钢栈桥中间墩上I45a型钢接头处焊接一块90×45×1cm腹板连接钢板,减少该处跳车,伸缩缝处不焊接。
钢栈桥两侧焊接HW150mm型钢作为路沿石,同时两侧焊接1m高钢管扶手,用白色安全网围挡。
第二章钢栈桥计算钢栈桥计算分别选取两种栈桥的标准跨径作为计算模型,利用MIDAS CIVIL2010计算程序进行验算。
贝雷栈桥计算分以下8个工况进行:钢栈桥计算工况一览表型钢栈桥MIDAS CIVIL程序能够通过调整重力系数对支架本身自重进行加载,本例中除开自重外,需加载砼罐车荷载与履带吊荷载。
贝雷栈桥按照60m一联设计,取其最不利位置加载计算。
2.1贝雷栈桥计算过程与结果工况1(双砼罐车跨中无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况2(双砼罐车跨中偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况3(双砼罐车支点无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况4(双砼罐车支点偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况5(履带吊跨中无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况6(履带吊跨中偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况7(履带吊支点无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况8(履带吊支点偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力2.2型钢栈桥计算过程与结果工况1(双砼罐车跨中无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况2(双砼罐车跨中偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况3(双砼罐车支点无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况4(双砼罐车支点偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况5(履带吊跨中无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况6(履带吊跨中偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况7(履带吊支点无偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力工况8(履带吊支点偏载):计算模型计算位移计算应力计算支点反力贝雷栈桥计算汇总表说明:1、计算贝雷弦杆最大应力均位于贝雷节点与II45a型钢接触节点,实际上为面接触,且该处为贝雷销接加强处,实际应力小于计算值,除开该点外,贝雷上下弦杆最大应力-167.6MPa~195.1MPa(工况6),小于16Mn钢许用应力[σ]=273MPa;2、贝雷立杆最大应力为支点处的I8立杆,此处需进行加强,梁端立杆加强措施见下图:梁端立杆加强断面图梁端立杆加强侧面图未设加强措施前单根立杆最大轴力188KN(工况8),I8的截面几何特征为:Ix=99cm4,W x =25.8cm3,ix=3.21cm,A=9.58cm2,[]10的截面几何特征为:Ix=396.6cm4,Wx=79.4cm3,ix=3.94cm,A=25.48cm2,强度计算:σ=N/A=4×188KN/(3×25.48+4×9.58)cm2=66.53MPa,加强后满足强度要求;加强后立杆应力较小,不需要进行稳定性验算。
第三章钢管桩打入深度计算根据本项目计算的最大支点反力(贝雷栈桥计算,工况8,最大支点反力75.6t。
)验算钢管桩需要打入的计算深度。
按照侧阻力和桩端承载能力计算的打入桩深度和承载力见下表:钢管桩打入深度与承载力计算表编号地层厚度摩阻力桩径摩阻力1 粗砂 1.5 35 0.63 103.90822 粉质粘土 6.3 50 0.63 623.44913 淤泥质粉质粘土7.3 20 0.63 288.96374 粉土0.7 35 0.63 48.49048合计1064.8 桩基设计荷载共108.65t。
桩身打入地层共16m。
第四章结论及注意事项根据计算,本项目的栈桥承载能够满足施工需要。
4.1栈桥施工注意事项a、钢管桩打入时需按照设计要求达到入土深度,锤桩终止按照打入深度和最后一分钟贯入量小于5cm双控;b、若不能打入设计深度,应及时通知工程部,分析原因后采取相应措施,可临时增加一排(2根)钢管作为加强和止推墩;c、钢管桩平面位置偏差控制在双排桩80mm,单排桩50mm以内,垂直度控制在1%以内;d、钢管桩施打完成后,应立即进行钢管桩的横向连接,焊接剪刀撑及钢管平联,夜间时应提前进行照明设施的安装;e、所有钢结构的焊接,包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接都必须在监理及相关质检人员的监督下进行合格检验;f、如果受到大风等自然灾害的袭击,应尽早撤离所有施工机械和作业人员到安全区域,已经施工完成的应采取一定的措施保证安全过度;g、贝雷梁支点处必须按照计算书中要求加强,未加强前履带吊不能前行作业;4.2栈桥运行注意事项本栈桥工程运行期为1年,建立健全维护栈桥的相关制度,安排专人负责并做好维护记录。
a、检查贝雷片连接处的销子、定位销的松动脱落情况;b、检查骑马螺栓松动情况,对螺栓、螺帽脱落的部位及时安装复原;c、检查警示灯、路灯线路及灯泡的完好情况,发现损坏的及时修复;d、为防止过往船只碰撞栈桥,在栈桥尾部等小型船只过往较为频繁的部位插打钢管桩避免发生碰撞事故(此措施是否可行还需上报审批);e、对栈桥面板和防滑钢筋发生翘曲或损坏的部位,及时修复或更换;f、对栈桥焊缝脱落处进行加强补焊;g、对栏杆在施工过程中损坏部位及时修复,并对栏杆的警示漆不明显区段进行重新油漆。
h、为了增加钢管桩的刚度、稳定性,采用在钢管桩内填砂、桩顶封砼。
钢管桩横向之间用剪刀撑或平联连接,并将桩顶型钢横梁与钢管桩施焊固结成整体。