2-1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。
目录一概述 (1)1设计说明 (1)1.2设计依据 (2)1.3技术标准 (3)1.4荷载工况 (3)二荷载工况验算 (4)2.1上部结构恒重(6米宽计算) (4)2.2车辆荷载 (4)三荷载工况 (5)3.1荷载工况一 (6)3.1.1 履带吊荷载 (6)3.1.2 计算分析 (6)3.2荷载工况二 (9)3.3荷载工况三 (11)3.4荷载工况四 (13)3.5荷载工况五 (15)4.2Φ630钢管计算 (17)4.1入土深度计算 (18)4.2钢管桩稳定性计算 (18)4.2.1 单根钢管桩流水压力计算 (18)4.2.3钢栈桥横桥向风力计算 (19)一概述1 设计说明根据*****大桥的具体地质情况、水文情况和气候情况,施工海域受季风、大雾及风浪影响较大,为满足施工总体进度要求以及安全生产和环保方面的需要,我部拟采用全栈桥方案。
拟建栈桥长约1.2km,桥面宽6m,设计顶标高+5.4m,结构形式为3榀6道单层贝雷桁架,桁架间距0.9m、1.22m、0.9m、1.22m、0.9m,每双片桁架间使用花架连接;栈桥标准跨径为分为12m和15m 两种,跨度分布为(3m+7×12m)+(6×12m)×2+(6×15 m)×10+(2×15m+2×12m+3m);栈桥基础采用两根Φ720×8mm钢管桩基础,为加强基础的整体稳定性,每排钢管桩间均采用[16号槽钢附加缀板连接成整体,栈桥每90米设置一道伸缩缝,宽度为0.1m,该处设置双排钢管桩基础;桥面系由I16工字钢横梁、U型卡栓、I12工字钢分配纵梁、1cm厚桥面板、为Φ12防滑钢筋、防护栏杆组成。
栈桥结构形式如下图示。
侧面图中铁十四局集团有限公司省道263线南北长山联岛大桥项目经理部标准断面图效果图1.2 设计依据1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)2)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)中铁十四局集团有限公司省道263线南北长山联岛大桥项目经理部3)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)4)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)5)《海港水文规范》(JTJ213-98)1.3 技术标准1)设计顶标高+5.40m,与设计桥梁基本平行;2)设计控制荷载:挂-120、履-50(最大吊重按50t考虑);3)设计使用寿命:3年;4)水位:取20年一遇最高水位+3.04m;5)河床高程取-5.20m,最大冲刷深度考虑3m,即冲刷后地面线高程为-8.2m;6)流速:v=1.53m/s;7)河床覆盖层:淤泥,厚度4.5m;8)基本风速:27.3m/s;最大风速40m/s;9)浪高:3.01m;10)设计行车速度15km/h。
钢栈桥承重梁计算书一、设计荷载:考虑到车辆制动力、冲击力、砼输送泵重力等影响,为偏安全考虑,同时为简化计算,荷载按集中荷载单车60t,另外根据《公路工程设计标准》,对于非公路桥梁,取人群荷载0.1t/m2。
二、第一跨25米承重梁计算1、采用材料:上弦杆为32b槽钢、18槽钢;竖杆、斜杆为75*75*8角钢,下弦杆为125*125*10角钢,桥面铺设钢板及木方,自重1t/m。
第一跨共4榀钢桁架,每榀桁架受力为1/4荷载。
2、B截面受力计算:(1)取跨中B截面,当荷载作用于跨中位置时,为最不利受力组合。
=(P+ql)÷2=11t支座反力P反由∑Y=0得S2=(P+ql-P)÷√2/2=(15t+0.275t/m×12.5m-11t)÷√2/2 反≈10.52t由∑M B=0,×12.5m+ql2/2=0S1×1.6m+√2/2×S2×1.6m-P反可得S1=65t由∑X=0可得 S3=72.4t(2)斜杆应力计算已知条件: A=2*11.503cm2回转半径r=3.57cm计算长度L=2.26m细长比λ=L/r=63.3查表得φ=0.871应力σ=N/A·φ=535Kg/cm2<[σ]=1700Kg/cm2满足受力要求(3)下弦杆应力计算已知条件:A=2*24.373cm2回转半径r=3.98cm计算长度L=1.6m细长比λ=L/r=40.2查表得φ=0.937应力σ=N/A·φ=1585Kg/cm2<[σ]=1700Kg/cm2满足受力要求(4)上弦杆应力计算(2[ 18 )已知条件:Wx=2*152.2cm3A=2*29.29cm2成都市路桥工程股份有限公司绵阳会客厅一号桥项目经理部 第 3 页 共 8 页回转半径r=7.24cm计算长度L=1.6ma 、压杆应力细长比λ=L/r=22.1查表得φ=0.977应力σ1=N/A ·φ=65t/2*29.29cm2·0.977=1128.6Kg/cm 2b 、集中荷载弯曲应力M=PL/4=3.75t*1.6m/4=1.5t ·mσ2=M/W=1.5t ·m/2*152.2cm 3=492.8 Kg/cm 2压弯组合应力σ=σ1+σ2=1128.6+492.8=1621.4 Kg/cm 2<[σ]=1700Kg/cm 2满足受力要求3、 A 截面受力计算Mmax=P 反*1.6235m+q*1.6235m 2/2=16.17 t ·m截面应力σ=Mmax/W=16.17*105/509.012*2=1588.4 Kg/cm 2<[σ]=1700Kg/cm 2 满足受力要求4、 支座截面验算(取河堤支座位置)支座最大剪力Qmax=P+ql/2=60t+1.1t/m ×25m/2=73.75tτmax=Q ·∑Sx/Ix ·δ=73.75t ·2420cm 3/64454.4cm 4·8cm=346kg/cm 2<[τ]=1000kg/cm 2满足要求式中∑Sx=302.5cm 3×2×4=2420cm 3Ix=8056.8cm 4×8=64454.4cm 4δ=8×1cm=8cm二、12米标准跨承重梁受力计算1、跨中截面验算(1)采用材料:H600型钢;截面模数Wx=4020cm3;截面面积A=192.5cm2;惯性矩Ix=cm4;弹性模量E=2.1×106kg/cm2;(2)受力荷载图:为偏安全考虑,按4根承重梁承受主要荷载计算,即不考虑人行道外侧两根钢梁。
钢栈桥计算书1 钢栈桥结构设计概述乐平涌大桥跨越乐平涌,为形成施工运输通道,需在乐平涌上修建钢栈桥。
钢栈桥采用单车道形式,桥宽6m 。
钢栈桥按通行25.5m 小箱梁运梁车荷载进行设计。
为保证桥上行人安全,在栈桥两侧设置高度1.2m 的钢栏杆。
根据桥位处水位调查情况,栈桥顶标高定为+3.5m 。
钢栈桥下部结构采用排架式墩,每墩由2根钢管桩组成,相邻钢管间距3.5m 。
钢栈桥标准跨度为5.5m ,栈桥墩顶横梁采用2I45b ,上部纵梁采用I45b ,间距60cm 。
桥面板为倒扣的[32b ,间距37cm 。
槽钢与纵梁焊接。
钢管桩采用直径529mm ,壁厚8mm 的螺旋焊管,使用DZ90型振动锤打设,钢管桩允许承载力应能达到60t 以上。
为保证栈桥钢管桩的稳定性,相邻钢管设[20a 剪刀撑连接。
在钢管桩顶部开槽,放置横梁,横梁底部位置,在钢管上焊接[14a 作为竖向支承加劲,减小钢管局部承压应力。
2 计算依据2.1 《公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011》; 2.2 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范 JTJ025-86》; 2.3 《钢结构设计规范 GB50017-2003》。
3 主要构件计算参数3.1 I45b 工字钢2433x x x A 111.4cm 87.45kg/m I 33759cm W 1500.4cm S 887.1cm ====截面积;每米重量;截面特性:;;,d=13.5mm 。
3.2、[32b 槽钢min14y y t mm ====243截面积A 54.913cm ;每米重量43.107kg/m ;截面特性:I 336cm ;W 49.2cm ;。
3.3、φ529×8mm 螺旋焊钢管243x x A 98.53cm kg/m I 33719.8cm W 1274.85cm i 18.49cm ====截面积;每米重量77.89;截面特性:;;。
上述型钢及钢管材料均采用Q235,弹性模量E=320610⨯MPa ,其强度设计值为:抗拉、抗压和抗弯2215/f N mm =; 抗剪2125/v f N mm =。
第1章钢便桥计算书1.1受力模型及材料参数钢栈桥验算采用有限元法,选取便桥的标准跨径作为计算模型,利用midas Civil 2019计算程序建模进行验算。
1.1.1跨径9m单排3根桩钢便桥结构模型图1.1-2 跨径9m单排3根桩便桥结构模型桥型1:栈桥上部结构为贝雷梁结构,下部结构为钢管桩加型钢承重梁结构。
栈桥基础及桥墩全部采用φ630mm厚10mm的螺旋焊接钢管桩,钢管桩按单排3根桩桩布置。
横联及斜撑采用[20a槽钢,钢管桩顶设双拼I45a工字钢帽梁。
桩顶横梁上架设贝雷梁,采用单层3组每组2片总计6片贝雷架结构,每组贝雷架采用定制支撑架连接,相邻贝雷架组采用∠75×8角钢连接,间距为90+125+90+125+90cm形成主纵梁,贝雷梁上设按30㎝间距布置I25a工字钢分配横梁与桥面10mm厚钢板经焊接固定成型的6m宽模块。
1.1.2材料参数铺装钢板厚度10mm,材料Q235钢。
分配横梁参数:材料Q235钢,截面I25a,长度6m。
主梁参数:采用321型贝雷片,材料为16Mn钢。
贝雷梁支撑架参数:材料Q235,材料为∠63×4角钢。
贝雷梁组间斜撑参数:材料Q235,材料为∠75×8角钢。
桩顶横梁参数:材料Q235钢,截面2×I45a,长度6m。
钢管桩参数:材料Q235钢,管型截面(外径630mm,厚度10mm)长度为13.4m。
根据《钢结构设计标准》GB50017-2017,钢材强度设计值可查表得:型钢材质均为Q235钢,其抗弯设计强度a 215][MP =σ,抗剪设计强度[]a 125MP =τ。
贝雷片材质为16Mn 钢,其容许弯应力[]a 273MP =σ,容许剪应力[]a 156MP =τ。
根据《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015,挠度计算可查表得:2.边界条件钢管桩的底部固结;桩顶横梁和钢管桩采用弹性连接(刚性); 桩顶横梁和贝雷片弹性连接(刚性); 贝雷片和分配横梁采用弹性连接(刚性)。
目录1 编制依据 (1)2 工程概况 (1)3 钢栈桥及钢平台设计方案 (2)3.1钢栈桥布置图 (2)3.2钢平台布置图 (2)4 栈桥检算 (3)4.1设计方法 (3)4.2桥面板承载力验算 (4)4.3 I20a工字钢分配梁承载力验算 (5)4.4贝雷片纵梁承载力验算 (6)4.5 I45b工字钢横梁承载力验算 (9)4.6桥面护栏受力验算 (10)5 桩基检算 (13)5.1钢管桩承载力验算 (13)5.2桩基入土深度计算 (13)5.3钢管桩自身稳定性验算 (14)5.4钢管桩抗倾覆性验算 (14)5.5钢管桩水平位移验算 (14)6 钻孔平台 (15)*********钢栈桥计算书1 编制依据1、现场踏勘所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料;2、国家及地方关于安全生产及环境保护等方面的法律法规;3、《钢结构设计规范》GB50017-2011;4、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-20155、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20076、《公路工程施工安全技术规范》(JTG F90-2015)7、《路桥施工计算手册》(人民交通出版社)8、*********设计图纸。
2 工程概况*********位于顺昌县水南镇焕仔坑附近,跨越富屯溪。
本项目起点桩号K7+154,终点桩号K7+498.5,桥梁全长344.5m。
*********场区属于剥蚀丘陵夹冲洪积地貌,桥址区地形较起伏,起点台较坡度约15°-20°,终点台较坡度约5°-10°。
桥梁跨越富屯溪,勘查期间水深约3-9m,溪宽约180-190m。
*********桩基施工是本工程的控制工期工程,我项目部经过对富屯溪水文、地质及其现场情况的详细调查,为保证工期,加快施工进度,跨富屯溪水中主墩计划采用钢栈桥+钢平台施工方案。
*********河中墩共7组,距河岸边最近的8#墩距岸边约20m,根据富屯溪历年洪水水位,富屯溪上下游都有水电站,无通航要求,宜搭设全桥贯通栈桥。
粤湘高速公路钢栈桥计算书编制:复核:审批:2011年08月25日钢栈桥计算书钢栈桥跨越水塘,水面宽度55m,水深4m~5m。
钢栈桥桥面标高取71.7m,高出水面3m。
钢栈桥设计跨径组合为15*5.5m,宽度6.0m,全长82.5m。
钢栈桥采用Ф630×12mm钢管桩基础,I36a工字钢横梁,2I45a工字钢主纵梁,I36a工字钢分配梁和10mm厚钢板做桥面系,栏杆立柱用8#槽钢加工焊接而成,横向用I25a工字钢做剪刀撑连接。
一、计算依据1、设计图纸和相关文件2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)3、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)4、《路桥施工计算手册》二、计算参数1、水位水塘水位67.2m暴雨水位68.7m2、钢材(A3型钢)力学性能(取临时结构1.3倍扩大系数)轴向应力[б]=182MPa弯屈应力[бw]=188.5MPa剪切应力[て]=110.5MPa弹性模量E=2.0×1011Pa3、钢栈桥纵向跨度5.5m,横向跨度4.8m。
砼罐车总重量为500KN,其中前轮100KN,后轮400KN。
工况1:砼罐车后轮在钢管桩顶部P前轮=100KNP后轮=400KN工况2:砼罐车后轮在钢栈桥跨中(顺桥向)P前轮=100KNP后轮=400KN工况3:砼罐车后轮在钢栈桥跨中(横桥向)P后轮=400KN L=4.8m三、钢管桩计算1、钢管桩入土深度计算工程地质简介:钢栈桥位于大运公园高架桥,桩号K58+675m处,钢管桩暂定入土深度16m。
根据设计岩土资料,水塘地质按淤泥质粘土考虑。
设计采用φ630×12mm钢管桩。
钢栈桥承受汽车吊和砼罐车重量(不同时承受)工况1:单桩承受最大反力Rmax =100/4+400/2=225KN单桩竖向承载力设计值(R)计算过程:桩型: 钢管桩桩基竖向承载力抗力分项系数:γs=γp=γsp=1.65桩类别:圆形桩直径d =630mm周长L=1.978m第1土层为: 淤泥质土,极限侧阻力标准值qsik=25KPa钢管桩进入土层厚度h= 16m土层液化折减系数ψL=1极限侧阻力Qsik=L×h×qsik×ψL=1.978×16×25×1= 822.85KN侧阻力设计值QsR=Qsk/γs= 822.85/1.65=498.7KN基桩竖向承载力设计值R=Qsk/γs=498.7KN > Rmax=225KN结论:钢管桩入土深度满足要求2、钢管桩强度计算钢管桩极限强度标准值ó=180MPa采用壁厚12mm,直径φ630钢管桩,工况1:单桩承受最大反力Rmax=225KN单桩竖向承载力设计值(R)计算过程:桩型: 钢管桩桩类别:圆管形桩直径d =630mm截面积As=0.0233m2钢管桩极限承载力F=б×As=180×106×0.0233=4194 KN > Rmax=225KN 结论:钢管桩强度满足要求3、钢管桩稳定计算钢管桩一端固定,一端自由工况1:单桩承受最大反力考虑到河床表面淤泥较厚,钢管桩自由长度按16m 计算L0=2×h=2×16=32mr=√(Im/Am)=0.22mλ= L0/r=32/0.22=145查轴心受压构件稳定系数表Ψ=0.3Fk=Ψ×F=0.3×4194 KN =1258KN> Rmax=225KN施工时采用45KW振动锤,额定振动压力为45t,实际施工时入土深度按45t压力控制结论:钢管桩稳定性满足要求。
钢栈桥设计计算书一、设计说明:钢栈桥桥面宽度6.0m,单向通行车道。
施工钢栈桥设计通行荷载为75T。
钢栈桥结构设计如下:以C30标号钢筋混凝土结构作重力式桥台,7根工56a作承重主梁,I20a间距80cm作为横梁,I14a 间距40cm作为分配梁,12mm钢板横作为桥面行车道板。
栏杆采用υ48(δ=3mm)钢管,立杆(高度1.2m)按间距0.8m布置,对称安装;横杆(υ48钢管)设置三排,间距0.5m,间隔涂刷红白油漆。
本设计活载按一个集中力考虑,而实际车辆活载是多个集中力作用,故偏于保守,但在外界影响方面未考虑有风力、集水冲击力等方面的影响。
栈桥温度伸缩缝布置:因栈桥仅为一跨,不设置温度缝。
桥台上上用υ16钢筋作为钢轨限位装置,确保钢轨在车荷载作用下不发生移位。
主梁、横梁、分配梁、桥面板、栏杆之间连接方式均为焊接,质量方面必须保证牢固可靠。
栈桥桥面板横桥向焊接直径6mm圆钢防滑条,间距15cm。
钢栈桥车道限载75T,考虑冲击系数为1.2,限速15Km/h,严禁在栈桥范围内急刹车。
为保证钢栈桥畅通,栈桥上严禁堆放货物。
栈桥两侧头尾均设置一道警示灯,以便夜间起到警示作用,防止车辆撞击栈桥。
二、设计数据描述2.1、栈桥允许通行能力:本栈桥以75T施工车辆为最重,则栈桥车道设计以能通行75T车辆为最不利设计考量。
动载系数取值为1.2,Q1=75*1.2=90T,取值为90T。
在8m跨度的简支梁上,公路一级荷载只有28T,低于设计荷载,故不列入计算范畴。
2.1.1、栈桥基本数据:以单个8m跨度为独立考量,简化结构形式为简支梁,采用单车道计算模型。
工56a纵梁:P1=7*8*106.2=5.6TI25a横梁:P2=10*6.6*38.1=2.52TI14a分配梁:P3=17*8*16.9=2.3T12mm钢板桥面行车道板:P4=7.85*6*8*0.012=4.52Tυ48(δ=3mm)钢管栏杆及其他附属内容:P5=1T2.1.2、工56a主梁检算:6.0 6.0力学计算简图 (m)A、弯矩、剪力检算:单孔跨度Lmax=8m;计算时所受车辆荷载考虑为集中荷载;弯矩最不利工况:当车荷载位于跨中时;剪力最不利工况:当车荷载位于支点端部时。
目录
1. 设计说明 (1)
1.1 栈桥构造 (1)
1.2 设计依据 (3)
1.3 设计标准 (3)
1.4主要材料力学性能 (3)
2. 荷载 (4)
2.1 永久荷载 (4)
2.2 可变荷载 (4)
2.2.1 履带吊 (4)
2.2.2 混凝土罐车 (4)
2.3 荷载工况 (5)
3. 栈桥结构计算分析 (5)
3.1 混凝土面板计算 (5)
3.2 计算模型 (5)
3.3 工况1计算分析 ........................................................ 错误!未定义书签。
3.4工况2计算分析 (8)
3.7计算结果汇总 (12)
I
栈桥设计计算书
1. 设计说明
1.1 栈桥构造
栈桥为钢管桩基础贝雷梁栈桥,采用钢板桥面板。
其中栈桥标准跨径21m,行车道宽7.0m(栈桥总宽8m)。
栈桥基础每排采用3根υ630,δ8mm钢管桩,;钢管桩上设2X45I型钢承重横梁。
根据栈桥宽度设置9排贝雷纵梁,每两排贝雷纵梁之间采用90花架连接。
栈桥面层采用10mm厚Q235刚板面板,并设置有防护栏杆、电缆通道等附属设施。
栈桥跨径布置及标准段横断面见下图。
栈桥总体立面图(单位:cm)
栈桥总体侧面图(单位:cm)
栈桥总体平面图(单位:cm)
1.3 设计依据
⑴《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
⑵《港口工程桩基规范》(JTS 167-4-2012)
⑶《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)
⑷《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
⑹《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
1.4 设计标准
⑴设计荷载:80t履带吊,12m³混凝土罐车;
⑵水位:20年一遇的最高洪水位+3.3m;
⑶水流速度:2.3m/s;
⑹河床高程:河床底标高为-1.30m,河堤顶标高为+5.20m,常水位为
+1.80m,河床处地质情况依次为5m 厚淤泥质粘土、
8m 厚粉细砂层、6m 厚中砂层和15m 厚圆砾层等,
对应侧摩阻力分别为9kpa、25kpa、38kpa、70kpa,河
床一般冲刷深度约2.0m。
1.5 主要材料力学性能
栈桥除贝雷梁为Q345钢、贝雷销子为30CrMnTi外,其余的钢材均采用Q235钢。
表1.4-1 钢材的强度设计值(Mpa)
2. 荷载
2.1 永久荷载
本栈桥永久作用为材料自重恒载,预制混凝土面板桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重,材料自重采用Midas Civil2010软件自动计入。
2.2 可变荷载
2.2.1 履带吊
80t履带吊整机自重80t,履带宽0.92m,长5.48m,两侧履带间距4.2m,详见图2.2-1。
图2.2-1 80t履带吊履带压地示意图(单位:m)
2.2.2 混凝土罐车
工地使用的8m³混凝土罐车共3轴,空载时整机重量12.5t,为前一后二的形式,满载8m³混凝土总重量为32t,轴距为3.225+1.35,轮距1.8m,空载轴重为37.5+43.8+43.8KN,满载轴重为97+112+112KN,详见图2.2-2。
图2.2-2 8m³混凝土罐车轮距示意图(单位:m)
2.3 荷载工况
栈桥总跨径21m,最大跨径9m,栈桥上部结构构造类似,使用工况相同,显然在相同工况下最大跨径栈桥上部结构受力最为不利。
本计算书仅计算最大跨径栈桥上部结构,栈桥下部结构则分别计算(钢管桩入土深度)。
栈桥计算工况分为2种:
1、80t履带吊施工状态(吊重按20t考虑):
自重×1.1+履带吊(自重+吊重)×1.2
2、12m³混凝土罐车满载与50t履带吊错车状态
自重×1.1+满载罐车×1.4+履带吊(自重)×1.2
3. 栈桥结构计算分析
3.1 混凝土面板计算
⑴荷载计算
本栈桥结构的混凝土板为对边支撑,且长宽比为:8/1=8≥2,因此可按短边受力的单向板进行计算。
按工况1、2加载
⑵混凝土面板内力计算:
图3.1-2工况1桥面板弯矩图M max =2.8KN.m
图3.1-2工况2桥面板弯矩图M max =2.4KN.m
图3.1-3工况1桥面板剪力图Q max = 75.1KN
图3.1-3工况2桥面板剪力图
Q max = 63.2KN
3.2 计算模型
以1#栈桥为例进行结构计算,选取跨径布置为6+9+6m,利用Midas Civil2010建立栈桥模型,详见图3.1-1。
钢管桩桩底为固结约束,根据类
似工程的设计经验值,按照钢管桩深度在河床标高以下15m处进行试算。
图3.2-1 栈桥计算模型
3.4工况1(80t履带吊吊重20t)计算分析
⑴荷载加载
80t履带吊行宽5.12m,履带吊施工时,其他车辆禁止通行,利用midas 在混凝土面板上沿栈桥中心线建立车道面,并加载履带吊荷载作为移动荷载,软件自动计算车辆行走至任何位置处的最大内力和位移。
⑵力计算
图3.4-2 工况1组合应力图(单位:MPa)
图3.4-3 工况1剪应力图(单位:MPa)⑶位移、反力
图3.4-4 工况2贝雷梁位移图(单位:mm)
图3.4-5 工况2桩顶横梁位移图(单位:mm)(最大7.77mm)
图3.4-6 工况2钢管桩反力图(单位:N)
3.5工况2(满载罐车与50t履带吊错车)计算分析
⑴荷载加载
12m³砼罐车宽3m,轮间距1.8m,当两车在栈桥上错车时,利用midas 在混凝土面板上建立左、右车道面,并加载罐车和履带吊荷载作为移动荷载,软件自动计算车辆行走至任何位置处错车的最大内力和位移。
⑵应力计算
图3.5-1 工况2正应力图(单位:MPa)
图3.5-2 工况2剪应力图(单位:MPa)⑶位移、反力
图3.5-3 工况2贝雷梁位移图(单位:mm)
图3.5-4 工况2桩顶横梁位移图(单位:mm)(最大6.16mm)
图3.5-5 工况2水中墩反力图(单位:kN)
3.7计算结果汇总
表3.6-1 工况1、2内力变形计算结果汇总表
故最不利工况为工况2。
Q345材质(贝雷):
最大正应力σmax=301Mpa小于310MPa,满足要求。
最大剪应力τmax=170Mpa小于180 MPa,满足要求。
最大位移fmax=13.0mm小于9000/400=22.5mm,满足要求。
Q235材质(除贝雷外的其它构件):
最大正应力σmax=83.2Mpa小于215 MPa,满足要求。
最大剪应力τmax=37.9Mpa 小于125 MPa,满足要求。
最大位移fmax=8.7mm小于9000/400=22.5mm,满足要求。