钢栈桥设计计算书

钢栈桥计算书目录第一章主桥施工栈桥计算说明一、设计依据二、主要技术标准三、技术规范四、主要材料五、设计要点六、结构计算内容七、使用注意事项第二章栈桥结构计算书一工程概况二设计参数三桥面钢板计算四分配梁工字钢I14计算五贝雷桁计算六桩顶横垫梁（工字钢2I36b）强度验算七桩顶纵垫梁（工字钢2I36b）强度验算八钢管桩竖向承载力及稳定计算九、栈桥的纵向稳定性验算。

十、栈桥抗9级风稳定性验算。

十一、栈桥抗水流稳定性验算。

第一章施工栈桥计算说明一、设计依据本栈桥使用“321”装配式钢桥（上承式）。

用植入式钢管及施打φ630×8mm 钢管作为桩基础，满足栈桥的使用功能要求。

二、主要技术标准1、桥梁用途：满足夏道大桥项目跨越闽江施工使用的临时栈桥，使用时间24个月（每年6月~8月不使用）。

2、设计单跨标准跨径9m，桥面净宽5.5m，与岸线连接的道路宽度7m。

3、设计行车速度：5km/小时，4、设计荷载：① 9m3混凝土运输车（总重400KN），② 500KN履带吊车，③水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠下游侧的贝雷桁架上）。

本设计未设人行道荷载，暂不考虑人群荷载。

5、桥面标高：66.5m6、“321”装配式钢桥使用6排单层型（上承式）贝雷片。

三、技术规范1、《公路桥涵设计规范》（JTG D60—2004）。

2、《公路桥涵结构及木结构设计规范》JTJ025-86。

3、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）。

4、中华人民共和国交通部战备办《装备式公路钢桥使用手册》（交通部战备办发布，1998年6月）。

5、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。

四、主要材料1、“321”装配式钢桥及附件采用国产321”装配式钢桥及附件，其技术标准应符合交通部编制《装配式公路钢桥制造及检验、验收办法》的有关规定。

贝雷桁架几何特性及桁架容许内力(1)桁架单元杆件性能(2)几何特性(3)桁架容许内力表2、钢材钢管桩采用Q235A钢板卷制，其技术标准应符合国家标准（GB699-65）的有关规定。

型钢应符合国家标准（GB2101-80）的有关规定。

钢材容许应力及弹性模量按JTJ025-86标准（page4页表1.2.5）A3钢(Q235)：弯曲应力[σw]= 145MPa剪应力[τ]= 85MPa轴向应力[σ]= 140MPa弹性模量E= 2.1*105MPa16Mn钢：弯曲应力[σw]= 210MPa剪应力[τ]= 120MPa轴向应力[σ]= 200MPa弹性模量E= 2.1*105MPa五、设计要点本桥计算按9米跨径简支梁计算和2跨各9米连续梁计算。

设计单跨标准跨径9m。

本桥基础为植入式和打入式钢管桩相结合，考虑到施工现场河道覆盖层为河卵石层，因此每个墩每个支点设4根φ630×8mm钢管桩（双排），钢管桩全部支撑在强风化岩层或全风化岩层上，单桩允许承载力[P]（计算时按壁厚7mm 计算，以确保安全）计算：取φ630×8mm螺旋焊钢管材料进行验算，壁厚按δ=7mm进行计算，其钢管截面特性如下：A=137.005cm2I=66494.922cm4i＝22.027cmW=2110.95 cm3M＝90.61Kg/m单根φ630mm，δ=7mm钢管截面承受的允许压力[N][N]＝（A ×[σ]）＝137.005×10-4×140×103＝1918kN由于钢管墩为压杆，要考虑压弯失稳，故进行稳定性校核。

按两端铰支计算钢管稳定容许应力，该处钢管最大自由长度为L＝18.7m（从河床面加上5m左右的河卵石起至常水位止，按照计算，钢管桩设计顶标高为64.12m，常水位为61.5m，底标高为强风化或全风化岩层，标高以3#墩为例，河床底标高为37.82m，抛填厚度5m左右）。

按照路桥施工计算手册表12-2公式，则钢管稳定容许应力：＝φ[σ]＝0.683*140＝95.62MPa[σ]ω式中：φ——压杆纵向弯曲系数；λ——构件长细比λ＝L0/r＝18.7/0.22027=84.9＞80；L0——压杆的自由长度，该处L=18.7m；r——压杆对轴的回转半径，该处r＝0.22027；[σ]——压杆材料的容许应力，钢管＝140MPa。

查《钢结构设计规范》得，φ＝0.683。

单根钢管的稳定容许压力：·A＝95.62×1.37005×101＝1310.04 kN[P]＝[σ]ω——钢管的稳定容许应力（由上式求得）；式中：[σ]ωA——钢管壁的横截面面积（直径0.630m，壁厚0.007m）故单根钢管稳定允许承载力[P]= 1524.87 kN，所以后续检算钢管的竖向荷载必须小于[P]＝1524.87 kN。

六、结构计算内容结构计算书中，荷载按9m3混凝土运输车（总重400KN），500KN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠左侧的贝雷桁架上）。

本设计未设人行道，荷载暂不考虑人群荷载。

按最不利情况进行布载和荷载组合，单跨标准跨径9 m计算如下内容：1、桥面钢板计算2、分配梁工字钢I14计算3、贝雷桁计算4、桩顶横垫梁（工字钢2I36b）强度验算。

5、桩顶纵垫梁（工字钢2I36b）强度验算6、钢管桩竖向承载力计算。

7、栈桥的纵向稳定性验算。

8、栈桥抗9级风稳定性验算。

七、使用注意事项1、严禁车辆超载、超速工作和行驶，同一跨内只能有一辆重车行驶或停放，不得在桥面上随意堆放材料及重物。

２、当履带荷载从引道桥进出主栈桥时，因其他原因须在桥面作较大转向时，必须在桥面铺设20mm厚的钢板，以免产生较大的转向扭矩及损坏桥面板；汽车荷载转向也必须缓慢进行。

3、车辆交汇时必须在平台处进行，并有专人指挥，严禁车轮超出便桥的两外侧贝雷片。

4、防台时车辆行走机械必须撤离栈桥，台风过后必须对栈桥作全面检查方可恢复工作。

5、栈桥使用期必须经常检查栈桥状况，如有异常情况，必须查明原因，经处理后方可继续使用。

6、严禁外来荷载碰撞栈桥，严禁在栈桥上进行船舶系缆。

7、安排专人对便桥进行检查，发现隐患，停止桥上的一切作业，整改完毕后再行施工，有重车通过时做到每天检查一次，并作好记录。

第二章栈桥结构计算书一工程概况南平市夏道大桥及接线工程全长约1.7km，含一座跨江大桥（南汊桥、北汊桥）及两端接线、一座部分互通立交（南立交），一座互通立交(北立交)，其中：0#墩~8#墩、9#~18#墩闽江，桥梁下部施工需要搭设钢栈桥及钢平台，同时暂时预留4#--5#墩作为通航孔。

钢栈桥搭设总长度为585米，其中南南汊桥需要搭设372m，北汊桥需要搭设213m。

临时施工便桥按照永久性进行设计施工，将抗拒五年一遇洪水（标高66.5m），便桥钢管桩采用打入岩层，并用浇注水下砼进行整体固结生根处理。

便桥设置顶标高为66.5m（通航水位为66.5m）。

钢栈桥作为施工时汽车运输道路及吊机移动道路，水上平台作为桥梁下部施工时工作平台。

根据现场具体情况，南汊桥将暂时预留主跨4#～5#墩作为通航孔，北叉桥不设置通航孔全部搭设。

南叉桥施工便桥设置在左右幅桥梁中间，北叉桥因桥面高度较高今后将考虑设置塔吊，施工便桥设置在桥梁上游侧。

栈桥桥面宽度按照5.5m布置，采用厚1.0cm的钢板作为行车道板，桥面板下为间距30cm横向工字钢(I14)分配梁，分配梁下为纵向主梁，纵向主梁用三组6片贝雷桁架。

桩基采用Φ630mm×10mm的施打式钢管桩，因覆盖层仅为河卵石层，每个墩使用双排2×2=4根钢管桩。

桩顶横向联结采用横垫梁2I36b，墩桩顶纵向联结采用纵垫梁2I36b。

栈桥设计荷载：9m混凝土运输车（总重400KN），500KN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠左侧的贝雷桁架上）栈桥设计满足《装配式公路钢桥制造及检验、验收办法》的有关技术要求。

本设计未设人行道荷载暂不考虑人群荷载。

计算按9米跨径简支梁计算和2跨（各9米跨径）连续梁计算。

二设计参数1、荷载⑴.恒载（每跨）：行车道板厚（厚1.0厘米的钢板）：5.5×78.5=432㎏/m=0.432t/m=4.32 KN/m I14分配梁：21×16.88＝354㎏/m=0.354t/m=3.54 KN/m贝雷桁架自重 0.270×6/3+0.040×5/3=0.61t/m=6.1 KN/m2I36b横垫梁 5.5×2×65.66＝722kg=0.722t=7.22 KN2I36b纵垫梁 3.4×4×65.66＝893kg=0.893t=8.93 KN⑵.活载：① 500KN履带吊机（QUY50A）总重500KN，并吊重物为120KN，重物冲击系数为1.3，履带尺寸4.66m×0.76m，见尺寸图。

按每一联(4跨、长4×9=36米)布置一台计算。

②混凝土运输车总重400KN。

尺寸见图。

其冲击系数为1+μ=1+0.3=1.3。

按每间距9米布置一台计算。

2P2=160kN每条履带单位压力70.6kN/m400KN混凝土运输车P1=80kNP2=160kN 活载图一2、贝雷桁架：其为国家规定尺寸制造，每片桁架为1.5高×3.0m 长，重270Kg 。

弦杆由2[10组成，内侧的斜杆腹杆系由I 8组成，钢材为16Mn 钢，最大拉压弯应力为273Mpa ，剪应力为156Mpa 。

支撑架重40Kg 。

单片贝雷桁架容许弯距为788.2KN.m ，剪力为245.2KN 。

三、厚1cm 桥面钢板抗弯、抗剪强度验算1、400KN 汽车本便桥桥面板为厚1cm 钢板，钢板底纵向为槽钢I14工字钢，间距30cm 。

计算按400KN 汽车单侧前轮荷载压在钢板上，并在钢板的跨中位置，钢板跨径按0.30m 计算。

400KN 汽车荷载中(后)轮着地宽度及长度=0.6×0.2m 。

(1)荷载钢板自重：q1=1×0.785=0.785 KN/m400KN 汽车荷载：单侧前轮 P1=80×0.5=40.0 KN单侧中轮 P2=160×0.5=80.0 KN 单侧后轮 P3=160×0.5=80.0 KN(2)钢板弯应力及剪应力计算 a) 汽车荷载当P2=80.0 KN 作用在钢板跨中时为最不利荷载位置(见图1) P2=160×0.5=80.0 KNq2=80×1.3/0.6（冲击系数1+μ取1.3）=173.33KN/m。