栈桥及码头设计计算书.doc

栈桥及码头设计计算书1 贝雷梁桥几何特性及桁架容许内力1.1、桁架单元杆件性能 1.2、几何特性1.3、桁架容许内力表 2 施工栈桥设计 2.1、设计荷栽 2.1.1、50t轨道车 因现在不知道轨道车的具体结构及所运构件的长度，按偏安全考虑一个轨道车荷载按 一个集中力计算： G1=500KN 2.1.2、30t重型汽车2.1.3、贝雷片自重 单片贝雷片自重：G3=3KN，　　　横断面排数8排 单跨长度：L=15m 2.1.4、砼桥面板自重 砼桥面板厚度为20cm，桥面宽为5m 每延米桥面板自重： G=31.25kN/m2.1.5、制动力 轨道车：50KN 《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.9条 汽车：　30KN 《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.9条 2.1.6、汽车荷载冲击系数 μ＝15/(37.5+L)= 0.29 《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.2条 2.1.7、风荷载①、横桥向风荷载 横桥向风压计算： W=K1*K2*K3*K4*W0 其中 W0=0.40 KN/m2 基本风压 K1=0.85 设计风速频率换算系数 K2=1.3 风载体形系数（桁架） 0.8 风载体形系数（钢管桩） K3=1.0 风压高度系数 K4=1.0 地形、地理条件系数 桁架风压：《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.8条 W=K1*K2*K3*K4*W0 = 0.44 KN/m2 作用在单跨上的横向风荷载 　 迎风面积： S=13.1m2 (桁架) 作用于桁架的风荷载： F=5.8KN (作用点位于桁架中心) 钢管桩风压： W=K1*K2*K3*K4*W0 =0.27KN/m2 作用于一个墩子上的风荷载： 迎风面积　　S=35.06m2 　　(钢管桩，按最低水位计算，同时考虑4根桩作用相同风载)作用于钢管桩的风荷载： F=9.54 KN 作用点离桩顶高度： 　 H=6.95m②、纵桥向风荷载 　　 栈桥部分不考虑纵桥向风荷载2.1.8、水流力①、低水位（江水未淹没桁架） 作用于钢管桩上的水流压力 FW=CWAγV2/2 水流力标准值其中 FW 水流力标准值 CW= 0.90 水流阻力系数（后排桩） A= 7.20 m2　　　　桥墩阻水面积，单根桩 γ= 1.00 t/m3　　　(水密度) V= 2.13 m/S 　《水文计算综合成果图》《港口工程荷载规范》 第13.0.1条 FW=CWAγV2/2=14.69 KN　 (单根桩) 冲刷线以上桩长： H=12.00m 作用点位于桩顶下： H/3=4.00m ②、水位达到最高水位 ①、作用于桁架上的水流压力FW=CWAγV2/2 其中 FW 水流力标准值CW= 7.38 水流阻力系数 A=6.97m2　　　　桁架阻水面积 γ=1.00t/m3　　　　(水密度) V=2.13m/S 　　《水文计算综合成果图》《港口工程荷载规范》 第13.0.1条 FW=CWAγV2/2= 116.65KN(一跨)作用点位桁架中心 ②、作用在第一、第二片桁架的水流力 CW=2.16水流阻力系数 FW=CWAγV2/2=34.11KN (一跨) 2.2、桁架计算2.2.1、荷载组合 因50t轨道车与汽车不同时在栈桥上行使，栈桥荷载按只有轨道车和汽车两种情况进行组合，取两者对栈桥产生最不利荷载进行栈桥受力计算。

荷载组合1：只有轨道车作用在桥面上 (竖向荷载) a、均布荷载（恒载）： 11.75kN/m b、集中荷载（活载）： 500.0KN（作用在两个轨道上） 荷载组合2：只有汽车作用在桥面上 （竖向荷载） a、均布荷载（恒载）： 11.75kN/m b、集中荷载（活载）： 154.8KN（中、后轴轴重） 60KN （前轴轴重） 荷载组合3：作用在桁架的最不利水平荷载 综上，作用在桁架的最不利荷载为江水淹没栈桥时，水流力对桁架的作用均布荷载7.347kN/m 2.2.2、内力计算 ①、 只作用50t轨道车，此时荷载由中间四排贝雷片上，偏安全考虑，不考虑桥面对轨道车荷载的横向分布影响轨道车位于跨中、且轨道车为一台台车 集中力 MMAX==1875KN.m QMAX==125.0KN f=5/384*pL3/EI=0.696cm E=210000000KN/m2 均布荷载 MMAX ==330.5 KN.m QMAX ==88.1 KN M总= 2205.5 KN.m <3152.8 KN.m Q总=213.1 KN < 490.5 KN 最大支座反力 N = 213.1 KN ②、只作用30t汽车，取汽车最不利荷载时为一个轮子正好压在两片贝雷梁上，同时不考虑桥面板对车载的横向分布影响，则作用在贝雷梁上的荷载为： 后轴轴力 120 KN 中轴轴力 120 KN 前轴轴力 60 KN 集中力 弯矩图 MMAX = 812.88 kN.m QMAX = 84 kN 均布力 MMAX= 330.5 kN.m QMAX = 88.1 kN M总= 1143.3KN.m <1576.4KN.m Q总=172.1 KN < 490.5 KN 最大支座反力N=172.1KN 2.2.3、贝雷梁局部承载力检算 作用于一片贝雷梁端部竖杆的轴力 NMAX = 106.5625 KN < 210 KN 满足要求 2.2.4、贝雷梁面外承载力检算 综上可看出，作用于贝雷梁横向最不利荷载为栈桥被淹没时流水力，现只检算迎水面上第一、第二排贝雷梁的承载力，且假设两排贝雷梁共同受力，不考虑桥面板及其与贝雷梁的影响。

作用于第一、第二排贝雷梁上的横向力 H= 7.347 KN/M 内力 MMAX = = 206.63 KN.m QMAX = 17.06 KN 第一、二排贝雷梁横向承载力 MMAX = 504 KN.m > 206.63 KN.m，安全 3栈桥桥墩计算 3.1、桩顶分配梁检算 综上，作用于栈桥的横向最不利荷载为江水淹没栈桥时的水流力，此时栈桥上不行车，则作用于栈桥上的纵向水平荷载不与横向水平荷载组合3.1.1、作用于桩顶横向分配梁的竖向荷载 轨道车位于支座处时，横向分配梁受的竖向荷载最大集中力 QMAX = P=250 KN均布力 QMAX = 88.1 KN N1 = 88.1 KN N2 = 338.1 KN N3 = 338.1 KN N4 = 88.1 KN MMAX = 395.60625 KN.M QMAX= 382.2 KN 悬臂端弯矩 MMAX= 9.91 KN.M QMAX= 44.1 KN 横向分配梁的截面特性 2I50b IX = 2×48560 cm4 WX = 2×1940 cm3 IX:SX = 42.4 cm σ=M/W=102.0MPa τ= QS/Ib = 31.1 Mpa 3.1.2、作用于桩顶横向分配梁的水平力 作用于桩顶横向分配梁的水平力（轨道车制动力N总=50KN）有8排桁架平均分配，则作用 两排桁架上的水平力。

N = 12.5 KN MMAX = 14.625 KN.m σ = M/W = 50.09 MPa3.1.3、作用于桩顶纵向分配梁竖向荷载 N1 = 426.3 KN（集中活载作用处） N2 = 176.3 KN MMAX = 329.7 KN.m QMAX = 324.8KN σ = M/W = 85.0 MPa τ = QS/Ib = 26.4 MPa 弯矩图 3.2、桩身检算 3.2.1、3#墩,桩长H=12 m，混凝土预制桩采用直径R=600mm 作用于一根桩顶上的竖向荷载 N=324.8KN 作用于一根桩顶上的水平荷载(由桁架传递的水流力） N=29.2 KN 作用于桩身的水流力 N=14.7KN （单根桩)，作用点距桩顶距离h= 4.00 PHC-600（130）B-C80混凝土预制桩承载力计算①、 混凝土预制桩单肢强度计算把混凝土桩入土端按固结进行计算，几何长度：L=8m。

横梁刚度：立柱刚度横梁与立柱刚度比：K1= 则有：μ=1.58立柱的计算长度：Lo=1.58L=12.6mλ=查表得Φ1=0.685用SAP程序计算得混凝土桩底的弯矩为216KN*m；竖向力为304.8KN216/(0.685*354.5)+304.8/(0.685*4100)=0.98<1 满足设计要求3.2.2、混凝土桩入土深度计算 基础按粉质粘土计算 极限摩阻力τ=30KN/m2 混凝土桩周长 S=1.884m2 桩自重G=153.6KN 混凝土桩竖向力 N=488.4KN 混凝土桩入土深度 L= =8.64m 。