钢栈桥计算书
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钢栈桥计算书
目录
1、设计概况......................................................... 3
2、设计目标......................................................... 3
3、设计规范......................................................... 3
4、设计等级......................................................... 3
5、材料及参数....................................................... 4
6、设计荷载......................................................... 4
6.1 恒载 ........................................................ 5
6.2 活载 ........................................................ 5
7、荷载组合......................................................... 5
8、计算结果......................................................... 5
8.1 计算模型及边界条件设置 ....................................... 5
8.2 计算结果分析 ................................................. 6
8.2.1 桥面板强度计算结果 ........................................ 6
8.2.2 桥面纵向分配梁强度计算结果 ................................ 7
8.2.3 贝雷片强度计算结果 ........................................ 8
8.2.4 贝雷梁刚度计算结果 ....................................... 10
8.2.5 花架强度计算结果 ......................................... 10
8.2.6 桩顶分配梁强度计算结果 ................................... 11
8.2.7 桩顶分配梁刚度计算结果 ................................... 12
8.2.8 桩间联系强度计算结果 ..................................... 13
8.2.9 钢管桩强度计算结果 ....................................... 15
8.2.10 钢管桩稳定性计算结果 .................................... 16
9、施工注意事项.................................................... 19
主钢栈桥计算书
1、设计概况
栈桥平台通道宽为 6.0m，为多跨型钢连续梁桥，计算跨径布置为 12m。桥梁结构布置形式为：桥面板采用 8mm 厚钢板，钢板下设 I10a纵向分配梁，间距为 30cm；纵向分配梁下采用 321 型贝雷梁，贝雷梁每隔 3 米设置一道支撑架，支撑架采用 L63*5 角钢，贝雷梁与桥面横向分配梁采用卡扣螺栓固定，贝雷梁与栈桥下部结构采用柱顶分配梁与钢管桩，柱顶分配梁采用双拼I45b，跨中钢管桩采用φ630×10mm，间距4.5m，为了保证钢管立柱结构的稳定，钢管间设剪刀撑，剪刀撑采用槽钢[16b，结构杆件之间采用栓接连接。栈桥每隔4-5跨设置一处制动墩。由于钢管桩支撑位置贝雷片竖杆应力集中，故在钢管桩支撑位置处的贝雷片竖杆采用双拼8#槽钢进行加强，保证竖杆强度。
2、设计目标
本次计算的设计目的为：
（1）确定通行车辆荷载；
（2）确定各构件计算模型及边界约束条件；
（3）验算各构件强度与刚度；
（4）验算钢管桩稳定性。
3、设计规范
(1) 装配式公路钢桥多用途使用手册[M] （人民交通出版社）
(2) 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）
(3) 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650—2020）
(4) 《港口工程荷载规范》JTS144-1-2010
(5) 《钢结构设计规范》（GB50017-2017）
(6) 《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）
(7) 《路桥施工计算手册》（人民交通出版社）
4、设计等级
(1) 设计荷载：验算荷载考虑单车道 70t 砼罐车、80t履带吊整机工作质量、80t旋挖钻机，履带长度为6.054m，冲击系数采用1.3Hz，由于考虑验算荷载较大，故此处忽略行人荷载及其它荷载。结构重要性系数取1.0.
(2) 设计行车速度：履带吊（旋挖钻）行驶速度不超过 5km/h，汽车行
驶速度不超过 30km/h；
（3）栈桥相邻跨内仅允许通行一辆汽车荷载（70t罐车、80t履带吊、80t旋挖钻三者其中一辆）
(4) 本计算主要依据《装配式公路钢桥多用途使用手册》、《钢结构设
计规范》、《公路桥涵设计通用规范》、《公路工程技术标准》 等规范
中的相关规定，通过 MIDAS/Civil2019 有限元分析软件完成，除贝雷片强度外其余设计采用采用极限状态设计法设计，贝雷片采用容许应力法设计。
5、材料及参数
根据《钢结构设计规范》、《装配式公路钢桥多用途使用手册》主要
材料设计指标如下：
表 5.2钢材设计强度值
构件 材料种类 型号
抗弯、抗压
强度设计值(MPa) 剪应力强度设计值（MPa）
桥面板 Q235 8mm钢板 215 125
分配梁 Q235 I10工字钢 215 125
横梁 Q235 I45b工字钢 215 125
钢管立柱 Q235 Φ630×10钢管 215 125
钢管立柱横梁 Q235 16b槽钢 215 125
支撑架 16Mn L63×5角钢 305 175
表 5.3贝雷片各杆件理论容许承载能力值
6、设计荷载
6.1 恒载
本设计采用 Midas Civil 建模分析，自重恒载由程序根据有限元模型设定的截面和尺寸自行计算施加，自重系数取-1。
6.2 活载
根据现场实际施工情况，栈桥桥面单车道通行 70t 砼罐车、80t 履带吊、80t旋挖钻机，模型建模时，汽车荷载作为移动荷载分析，采用车道面加载，车道面宽度取 4.0m。
7、荷载组合
设计荷载按下式进行组合：
验算构件强度：1.2 倍恒载+1.4 倍活载；
验算构件刚度：1.0 倍恒载+1.0 倍活载。
8、计算结果
8.1 计算模型及边界条件设置
图为栈桥 Midas 分析整体模型图，选取栈桥2跨计算（中间跨）。其中，桥面板采用板单元，其余均采用梁单元。
边界条件设置如下：桥面板与纵向分配梁采用共结点连接，贝雷梁与
横向分配梁、桩顶分配梁，桩顶分配梁与钢管立柱均采用弹性连接中的一般连接，端部承台部分约束 Dx、Dy、Dz,钢管立柱采用锚固模拟，约束 Dx、Dy、Dz、Rx、Ry、Rz。
8.2 计算结果分析
计算结果分析中钢管桩以强度、刚度、稳定性均满足要求进行控制，
其他构件以强度、刚度均满足要求进行控制。
8.2.1 桥面板强度计算结果
图为桥面板强度计算结果。 由图可以看出
桥面板最大有效应力为：
σ=55.61MPa < [σ]= 215MPa
故桥面板强度设计满足安全要求。
图6-1 桥面板最大有效应力
8.2.2 桥面纵向分配梁强度计算结果
由图可以看出
桥面纵向分配梁最大组合应力为：
σ=93.92MPa < [σ]= 215MPa
桥面纵向分配梁最大剪应力为：
τ=22.16MPa<[τ]=125MPa
故桥面纵向分配梁强度设计满足安全要求。
图6-2 分配梁最大组合应力
图6-3 分配梁最大剪应力
8.2.3 贝雷片强度计算结果（荷载标准值组合，容许内力）
由图可以看出标准组合下
贝雷片弦杆最大轴力为： F=227.25KN < [F]= 560KN 贝雷片竖杆、斜杆最大轴力为：
F= 132.48KN<[F]=171.5KN
故栈桥贝雷片强度设计满足安全要求。
图6-4 标准组合下弦杆最大轴力
图6-5 标准组合下竖杆、斜杆最大轴力图 8.2.4 贝雷梁刚度计算结果
由图可以看出 贝雷梁最大位移为：8.32mm
故贝雷梁刚度设计满足安全要求。
图6-6 贝雷片竖向等值线图
8.2.5 花架强度计算结果
由图可以看出
花架最大组合应力为：
σ=170.39MPa < [σ]=215MPa
花架最大剪应力为：
τ=4.91MPa<[τ]=125MPa
故花架强度设计满足安全要求。
图6-7 花架最大组合应力
图6-8 花架最大剪应力
8.2.6 桩顶分配梁强度计算结果
由图可以看出
桩顶分配梁最大组合应力为：
