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钢栈桥计算(终)

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毛集特大桥钢栈桥受力计算书一、工程概况毛集特大桥钢栈桥由两段组成，一段由149号墩至160号墩，长为409.2m；另一段由195号墩至201号墩，长为216.6m；两段栈桥总长为625.8m。

两段栈桥结构形式一致，5跨一联设置一制动墩，标准跨径12m，桥面宽6m，钢管桩基础为Φ529×8mm 钢管，钢管桩上横梁为2I40a工字钢，工字钢上安放3组贝雷梁，两组贝雷梁中心距为2.05m，贝雷梁上间隔0.375m横向布置I25a工字钢作为分配梁，分配梁上纵向满铺8mm桥面钢板，φ48mm钢管作为桥面栏杆。

栈桥结构布置见图1所示：图1 钢栈桥结构图二、计算依据1．《毛集特大桥钢栈桥结构图》2．《钢结构设计规范》(GB50017-2003)3．《桥涵》(下册)4.《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）5.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）6.《铁路桥涵地基与基础设计规范》(TB 10002.5-2005)7.《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金等编著）人民交通出版社。

对Q235钢取[σ]=215MPa, [τ]=125MPa。

对贝雷梁结构的容许轴力取弦杆560kN，竖杆210kN，斜杆171.5kN。

三、计算荷载1.恒载：结构自重。

2.活载：10m3混凝土罐车，80t履带吊荷载（自重+吊装荷载）和80t旋挖钻机荷载，详见图2所示。

a.旋挖转机结构尺寸图b.50t履带吊结构尺寸图c.10m 3混凝土罐车结构尺寸图图2 设计荷载尺寸图3.流水压力根据《公路桥涵设计通用规范》，作用在桥墩上的流水压力：作用在桥墩上的流水压力：gKA P 22γν=(kN)K ——形状系数，圆形取0.8；γ——水的容重10kN/m 3； g ——重力加速度9.81m/s 2；ν——平均水流速度2m/s ；A ——阻水面积，取6.0m 长度计算，则面积为3.18m 2；施工区域流水流速2m/s ，代入公式则流水压力为：gKA P 22γν=，求得P =4.68kN 。

水流力作用在设计水位以下1/3水深处，即为水深2m 处。

4.风荷载按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.7条规定whd wh A W K K K F 310=F wh ——横桥向风荷载标准值（kN ）； K 0——设计风速重现期换算系数，取0.75；W d ——基准风压，查附录A ，取寿县地区50年一遇，基本风压值0.35kpa 计算； K 3——地形、地理条件系数，根据规范表4.3.7-1，一般地区取1.0；K 1——风载阻力系数， 单片贝雷桁架净面积：A n =1.25m 2 ，单跨栈桥上部结构贝雷桁架净面积：A n =1.25×4=5m 2 ，单跨栈桥上部结构横向分配梁I25迎风向净面积：A n =12/0.375×0.00535=0.171m 2，8mm 钢板迎风面积0.008×12=0.096m 2，单跨栈桥上部结构迎风向轮廓面积：A =12×1.75=21m 2，面积比：（5+0.171+0.096）/21=0.25，根据规范表4.3.7-4，取1.75。

A wh ——单跨栈桥上部结构横桥向迎风面积，12×1.75=21m 2。

单跨栈桥上部结构：kN F wh 65.92135.00.175.175.0=⨯⨯⨯⨯=作用于栈桥梁部中心位置，简化为直接作用在钢管桩顶部，则每根钢管桩受到的风压力荷载为3.21kN 。

四、结构检算分别以80t 履带吊、80t 旋挖钻机及10m 3混凝土罐车和荷载为计算荷载，计算不同工况下结构强度。

（一）工况一：80t 履带吊荷载（自重50t ，吊重荷载30t ）作用在单跨栈桥跨中，利用MIDAS 整体建模进行栈桥结构受力检算。

1.计算荷载⑴结构自重由软件自动计算。

⑵履带吊单边履带面荷载：800/2/0.76/4.69=112.22kN/m 2。

⑶恒载考虑1.2的分配系数，活载考虑1.4的分配系数。

2.整体模型（以两跨连续梁进行检算模型）见图3所示。

图3 工况一计算模型图3.MIDAS结构检算⑴桥面钢板，δ=8mm。

图4 桥面钢板组合应力图(N/mm2)钢板的最大组合应力为31.4Mpa<215Mpa，满足强度要求。

⑵分配梁I25a图5 分配梁剪切应力图(N/mm2)图6 分配梁组合应力图(N/mm2)图7 分配梁变形位移图(mm)分配梁的最大剪切应力5.93Mpa<125Mpa，最大组合应力为18.79Mpa<215Mpa，结构满足强度要求。

工字钢分配梁I25a最大变形10.96mm＜l/400(=6000/400=15mm)，刚度符合要求。

⑶贝雷梁图8 贝雷梁剪切应力图(N/mm2)图9 贝雷梁组合应力图(N/mm2)图10 贝雷梁变形位移图(mm)贝雷梁的最大剪切应力87.06Mpa<208Mpa，最大组合应力为214.45Mpa<273Mpa，贝雷梁抗剪及组合应力满足强度要求。

贝雷梁最大变形10.77mm＜l/400(=12000/400=30mm)，刚度符合要求。

⑷贝雷梁间连接系槽钢图11 连接系槽钢组合应力图(N/mm2)连接系槽钢的最大组合应力49.90Mpa<215Mpa，结构强度满足要求。

⑸桩顶垫梁2I40a图12 桩顶垫梁剪切应力图(N/mm2)图13 桩顶垫梁组合应力图(N/mm2)图14 桩顶垫梁变形位移图(mm)桩顶垫梁的最大剪切应力23.77Mpa<125Mpa，最大组合应力30.61Mpa<215Mpa，结构受力满足强度要求。

桩顶垫梁最大变形 2.74mm＜l/400(=2050/400=5.12mm)，刚度符合要求。

⑹桩间连接系[20a图15 桩顶垫梁组合应力图(N/mm2)图16 钢管桩间剪刀撑轴力图(kN)桩间连接系最大组合应力为10.86Mpa<215Mpa，结构受力满足强度要求。

剪刀撑焊缝强度：剪刀撑的最大轴力19.35 kN，采用6mm焊缝，焊缝强度取值120MPa，计算焊缝长度如下：L=19.35×1000/(6×0.7×120)=38.40mm，[20a槽钢与连接板间的满焊长度为200mm，因此焊缝长度满足要求。

⑺钢管桩检算（上部结构恒载、活载、动水压力及风荷载）图17 钢管桩轴力图(N/mm2)图18 钢管桩组合应力图(N/mm2) 图19 钢管桩位移变形图(mm) 图20 钢管桩竖向承载力图(k N)①钢管桩强度：履带吊在贝雷梁跨中，钢管桩受到分压力、动水压力的共同作用下，钢管桩的最大轴向应力18.49Mpa<125Mpa，最大组合应力为30.17Mpa<215Mpa，结构满足强度要求。

单桩需提供的最大竖向承载力为360.2kN。

钢管桩最大水平变形为2.64mm＜l/250(=12000/250=48mm)，刚度符合要求。

②稳定性：直径529mm，壁厚8mm螺旋钢管回转半径i=184.2mm，长细比λ=l0/i=12×1000/184.2=65.15，查《钢结构设计规范》附表，得稳定系数φ=0.78。

σmax=N/(φA)=344.4×1000/（0.78×13087）=33.73Mpa<182MPa=(1.3×140MPa；其中，1.3为临时结构应力提高系数)，故稳定性满足要求。

（二）工况二：80t履带吊机荷载作用在单跨栈桥墩顶，利用MIDAS整体建模进行栈桥结构受力检算。

1.计算荷载⑴结构自重由软件自动计算。

⑵80t履带吊机面荷载：800/2/0.76/4.69=112.22kN/m2。

⑶恒载考虑1.2的分配系数，活载考虑1.4的分配系数。

2.整体模型（以两跨连续梁进行检算模型）见图21所示。

图21 工况二计算模型图3.MIDAS软件检算结果⑴桥面钢板，δ=8mm。

图22 桥面钢板组合应力图(N/mm2)钢板的最大组合应力为20.63Mpa<215Mpa，满足强度要求。

⑵分配梁I25a图23 分配梁剪切应力图(N/mm2)图24 分配梁组合应力图(N/mm2)图25 分配梁变形位移图(mm)分配梁的最大剪切应力5.61Mpa<125Mpa，最大组合应力为15.24Mpa<215Mpa，结构满足强度要求。

工字钢分配梁I25a最大变形2.92mm＜l/400(=6000/400=15mm)，刚度符合要求。

⑶贝雷梁图26 贝雷梁剪切应力图(N/mm2)图27 贝雷梁组合应力图(N/mm2)图28 贝雷梁变形位移图(mm)贝雷梁的最大剪切应力94.41Mpa<208Mpa，最大组合应力为202.83Mpa<273Mpa，贝雷梁抗剪及组合应力满足强度要求。

贝雷梁最大变形 3.37mm＜l/400(=12000/400=30mm)，刚度符合要求。

⑷贝雷梁间连接系槽钢图29 连接系槽钢组合应力图(N/mm2)贝雷梁间连接系槽钢的最大组合应力为54.72Mpa<215Mpa，结构强度满足要求。

⑸桩顶垫梁2I40a图30 桩顶垫梁剪切应力图(N/mm2)图31 桩顶垫梁组合应力图(N/mm2)图32 桩顶垫梁变形位移图(mm)桩顶垫梁的最大剪切应力32.74Mpa<125Mpa，最大组合应力43.54Mpa<215Mpa，结构受力满足强度要求。

桩顶垫梁最大变形 2.06mm＜l/400(=2050/400=5.12mm)，刚度符合要求。

⑹桩间连接系[20a图33 桩顶垫梁组合应力图(N/mm2)图34 桩间剪刀撑轴力图(k N)桩间连接系最大组合应力为14.90Mpa<215Mpa，结构受力满足强度要求。

剪刀撑焊缝强度：剪刀撑的最大轴力41.49kN，采用6mm焊缝，焊缝强度取值120MPa，计算焊缝长度如下：L=41.49×1000/(6×0.7×120)=82.32mm，[20a槽钢与连接板间的满焊长度为200mm，因此焊缝长度满足要求。

⑺钢管桩检算（上部结构恒载、活载、动水压力及分荷载）图35 钢管桩轴向应力图(N/mm2)图36 钢管桩组合应力图(N/mm2) 图37 钢管桩位移变形图(mm) 图38 钢管桩竖向承载力图(k N)①钢管桩强度：履带吊在贝雷梁跨中，钢管桩受到分压力、动水压力的共同作用下，钢管桩的最大轴向应力24.78Mpa<125Mpa，最大组合应力为36.58Mpa<215Mpa，结构满足强度要求。

单桩需提供的最大竖向承载力为482.6kN。

钢管桩最大水平变形为1.81mm＜l/250(=12000/250=48mm)，刚度符合要求。

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水中钢栈桥计算书

水中钢栈桥计算书

朝阳大桥新建工程水上施工栈桥计算书上海城建集团有限公司江西分公司二0一二年十月栈桥计算单1. 概述本栈桥主跨分为6m、12m两种，按3孔一联的连续梁设计。

栈桥设计控制荷载为挂-120和公路I级车辆荷载，通行80t履带吊，并考虑50t履带吊机及40t汽车吊墩顶起吊作业。

栈桥总体布置图如图1和图2所示(以下布置图以引桥处栈桥桩布置为例，锚固桩仅布置在主河槽)。

图1 栈桥立面布置图图2 栈桥横断面布置图1.1上部结构1.1.1 跨径：栈桥跨径分为6m、12m两种，均按3孔一联的连续梁设计。

1.1.2 桥宽：栈桥桥面宽8.0m，净宽为7.5m，按双向行车道设计。

1.1.3主梁：栈桥主梁贝雷梁组拼，横桥向布置8片，详见图2。

贝雷梁钢材为16Mn，贝雷梁销轴钢材为30CrMnSi。

1.1.4支撑架：主梁之间设置下平联支撑架和横向支撑架。

1.1.5桥面板：包括横向分配梁及面板，横向分配梁用骑马螺栓固定在贝雷梁上弦杆，并用短钢筋横向分三道串起，以提高整体稳定性。

桥面面板为10mm普通钢板，上焊接直径6mm钢筋防滑，桥面分配梁为I25b型钢。

1.1.6 栈桥高程：栈桥顶+23.5m。

1.1.7 设计车速：5km/h。

1.2下部构造1.2.1墩顶分配梁：制动墩及连续墩墩顶分配梁均为一层，采用2I36b制作。

1.2.2桩基础：岸边制动墩采用双排桩，每排3根，纵桥向间距为3.0m，横桥向间距为3.0m；岸边连续墩采用单排桩，每排3根，横桥向间距为3.0m；深水区制动墩采用三排桩，每排3根，纵桥向间距为6.0m，横桥向间距为3.0m。

1.2.3桥台：采用桩基台式，桥台、路堤修筑，必须满足相关规范要求。

2. 计算依据1）《钢结构设计规范》 （GB50017-2003）；2）《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2002）；3）《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）；4）《公路桥涵地基与基础设计规范》 （JTG D63-2007）；5) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D63-2007）；6）《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金等编著） 人民交通出版社。

钢栈桥计算书

钢栈桥计算书

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。

钢栈桥计算书20140306(改稿)

钢栈桥计算书20140306(改稿)

钢栈桥结构受力计算书计算：复核：编制时间：二O一四年三月一、结构形式在敦化侧9#墩至11#墩修建87m便桥，在抚松侧12#墩至14#墩修建135m便桥，主航道不设施工便桥。

施工便桥共设19孔12米跨，全长222m。

便桥桥面净宽5.5m，栈桥两侧设栏杆，便桥桥面行车面标高为435m，便桥与11#和12#两个水上施工平台相连接，便桥两侧设置纵坡与施工便道顺接。

栈桥的基础单排采用3根Φ630mm×8mm的螺旋钢管桩，横桥向间距为2.25m。

钢管桩横桥向间设置有［10槽钢的剪刀撑。

钢管桩顶面采用2-I25a工字钢的横向连接分配梁，顶面铺设“321”型桁架片，桁架片组间中心距为2.26m，片与片间距0.45m，片与片之间设置支撑花架，贝雷组与组间设置[8斜撑。

上面设置I25a横向分配梁及I12.6纵向分配梁，桥面板采用δ=10mm花纹钢桥。

二、荷载布置1、上部结构恒重⑴δ10钢板：5.5×1×0.01×78.5=4.32kN/m⑵I12.6纵向分配梁:3.13kN/m⑶I25a横向分配梁:2.28kN/根⑷贝雷梁:6.66 kN/m⑸护栏：0.6 kN/m2、活荷载⑴履带吊85t⑵砼罐车55t⑶施工荷载及人群荷载：4kN/m2考虑栈桥实际情况，同方向履带吊或砼罐车的间距不小于12米，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。

三、上部结构内力计算计算跨径为L计=12m(按简支计算)。

（一）贝雷梁计算1、跨中弯矩M:①履带吊布置在跨中时，履带吊近似按集中荷载计算，P=850 kN。

M1=1/4×850×12=2550.0 kN·m②施工荷载及人群荷载，均布荷载q=4×5.5=22 kN/m。

M2=22×122/8=396.0 kN·m③恒载，均布荷载q=16.4 kN/m。

M3=16.4×122/8=295.2 kN·m2、支点剪力Q:①履带吊布置在支点时，Q1=850.0kN②施工荷载及人群荷载：Q2=0.5×22×12=132.0kN③恒载内力：Q3=0.5×16.4×12=98.4kN3、荷载组合：最大弯矩：M=M1+M2+M3=2550.0+396.0+295.2=3241.2 kN·m最大剪力：τ= Q1+ Q2+ Q3=850.0+132.0+98.4=1080.4 kN4、贝雷梁承载力验算：单排贝雷梁容许弯矩为 788.2 kN·m；单排贝雷梁容许剪力为 245.2 kN·m。

18m跨度钢栈桥计算书

18m跨度钢栈桥计算书

栈桥计算书一、基本参数1、水文地质资料栈桥位于重庆荣昌赵河滩濑溪河，水面宽约68m，平均水深4m，最深处水深6米。

地质水文条件：渡口靠岸边部分平均水深2-3米，河中部分最高水深6米。

河底地质为：大部分桩基础所在位置处覆盖层较薄，覆盖淤泥厚度为1.5m左右，其余为强风化砂岩和中风化砂岩，地基承载力σ0取值分为500kpa。

2、荷载形式(1)60t水泥运输车通过栈桥车辆荷载按60t水泥运输车考虑，运输车重轴（后轴）单侧为4轮，单轮宽30cm，双轮横向净距10cm，单个车轮着地面积=0.2*0.3 m2。

两后轴间距135cm，左侧后双轮与右侧后双轮距190cm。

车总宽为250cm。

运输车前轴重P1=120kN，后轴重P2=480kN。

设计通车能力：车辆限重60t，限速5km/h，按通过栈桥车辆为60t水泥运输车满载时考虑，后轴按480kN计算。

施工区段前后均有拦水坝，不考虑大型船只和排筏的撞击力，施工及使用时做好安全防护措施。

3、栈桥标高的确定为满足水中墩、基础、梁部施工设备、材料的运输及施工人员通行施工需要，结合河道通航要求，在河道内施工栈桥。

桥位处设计施工水位为296.8m，汛期水位上涨4～6m。

结合便桥前后路基情况，确定栈桥桥面标高设计为305.00m。

4、栈桥设计方案在濑溪河河道内架设全长约96m的施工栈桥。

栈桥拟采用六排单层贝雷梁桁架结构为梁体作为主要承重结构，桥面宽设计为4.5m,桥跨为连续结构，最大跨径18m，栈桥共设置6跨。

(1) 栈桥设置要求栈桥承载力满足：60t水泥运输车行走要求。

(2)栈桥结构栈桥至下而上依次为：钢管桩基础：由于河床底岩质硬，无法将钢管桩打入，综合考虑采用钢管桩与混凝土桩相结合的方法，即先施工混凝土桩，入岩深度约1.5m，然后在混凝土桩上安装钢管桩。

桥墩采用单排2根直径1m的混凝土桩和φ630*10mm钢管桩为基础，墩中心间距2.2米，桩间设[16槽钢剪刀撑。

I36a工字钢作为底横梁：桩顶横梁采用2拼并排焊接的I36a工字钢。