下承式贝雷钢栈桥设计计算书.docx

目录1 设计说明 - 11.1 栈桥构造 - 1 -1.1.2 贝雷梁 - 2 -1.1.3 桩顶横梁 - 2 -1.1.4 钢管桩基础 - 2 -1.2 设计主要参考资料 - 2 -1.3 设计标准 - 2 -1.4 主要材料力学性能 - 3 -2 作用荷载 - 32.1 永久作用 - 3 -2.2 可变作用 - 3 -2.2.1 混凝土罐车 - 3 -2.2.2 流水压力 - 3 -2.2.3 风荷载 - 4 -2.2.4 制动力 - 4 -2.3 荷载工况 - 4 -3 栈桥结构计算分析 - 43.1 计算模型 - 4 -3.2 计算分析 - 4 -3.3 计算结果汇总 - 6 -4 基础计算 - 74.1 钢管桩入土深度 - 7 -4.2 钢管桩稳定性 - 8 -5 结论 - 9-栈桥计算书1 设计说明1.1 栈桥构造栈桥设计为下承式贝雷钢栈桥，负担施工中的材料、物资的运输功能、人员的通 行通道栈桥跨径9m,宽度6m,栈桥顶标高+2.20m基础采用©610mm,壁厚8mm 钢管桩，桩顶横梁为2HN450X200型钢，其上为2组贝雷梁，每组2片，用45cm 贝雷支撑架相连。

贝雷梁下弦杆上布置HN350X175横向分配梁，用骑马螺栓与贝雷 梁连接，紧贴贝雷片腹杆布置横向分配梁上间隔35cm铺I22b纵向分配梁，与横向 分配梁点焊连接桥面采用10mm厚花纹钢板栈桥跨径布置及横断面见下图图1.1-1 栈桥总体立面布置图2HN45C«-^S图1.1-2 栈桥横断面图1.1.2 贝雷梁栈桥采用4片3000mmX 1500mm单排单层不加强型贝雷片作为承重梁每两片 贝雷片通过450mm标准连接花架连接成一组，共2组紧贴着贝雷片内侧于桥面钢 板上安装两道护轮木，左右侧各一道1.1.3 桩顶横梁贝雷梁支承在2根HN450 X 200工字钢桩顶横梁上，2根HN450 X 200横梁间采用间断焊接分配梁焊接在钢管桩顶牛腿上，以保证分配梁的横向稳定性贝雷片下垫 10mm 厚橡胶垫板，并通过焊接在横梁上的限位器限制横向和纵向的位移1.1.4 钢管桩基础基础采用①610X 8mm钢管桩，每排2根，中心间距4650mm1.2 设计主要参考资料(1) 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)；(2) 《港口工程桩基规范》 (JTS 167-4-2012)；(3) 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)；(4) 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。

1.3 设计标准⑴桥面宽度：6m；⑵验算荷载：8m3混凝土罐车；⑶跨径布置： 2.7m+9.0m+2.7m；⑷河沟水位：现场实测最高潮位+1.0m （施工常水位）；⑸河床高程：取-2m1.4 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 ）构件牌号O抗剪TQ235 钢Q235 钢215125贝雷销子30CrMnTi1105208贝雷梁16锰钢3101802 作用荷载2・1 永久作用本栈桥永久作用为材料自重恒载，型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，材料自重采用Midas Civil2013软件自动计入2・2 可变作用2・2・1 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 2.2-1□ □ D图2.2-1 Sm?混凝土罐车轮距示意图（单位：m）2・2・2 流水压力栈桥所处位置河沟水流流速较小，流水压力可忽略不计。

2.2.3 风荷载 栈桥桥面标高与河沟两岸地面线齐平，桥面与水位线高差较小，故风荷载可忽略 不计2.2.4 制动力混凝土罐车满载时320kN，制动力为10%的竖向荷载，其值为32kN，由4根钢 管共同分担，平均每根承受 8kN 的纵向水平力2.3 荷载工况计算时取8m'混凝土罐车满载时行走的工况：自重X1.1 +满载罐车X1.4+制动力X1.43 栈桥结构计算分析3.1 计算模型利用Midas Civil2013建立栈桥模型，详见图3.1-1钢管桩桩底为固结约束图3.1-1 栈桥计算模型3.2 计算分析8m‘混凝土罐车满载行走时，栈桥受力计算分析如下⑴应力计算MIDAS/CivilBEAM STRESS组令大圍1.27150e+002 9.98668e+001 7.2583661-001 4.53004€+001 1.80172e+001 D.OOOOOe+OOO -2.65492*-i-OOl -6.3S325e+001 -3.11157e-i-001 -1.18399e-i-002 -1.45682e+002 -1.7296 5e+002CBall:强.麦MAX - 421MIN : 510文件：小•桥核•桥 单世：N/m m ^2 日期：D3/07/2G16Xs-0.612Z: 0.5D0图3.2-1正应力图（单位：MPa）MFDAS/Ci'/ilPOST~PRDC：E5£ORBEAM STRESS鈔力它£.5419 a*-mo 1 7.23279e+001 5.6236 5e+001 4014516+001 2.40537e+001 0.00000e+000 -8.12903e+000 -2.4Z204e-i-001 -4.03118e+001 -5.6032e+001 -7.24946e+001 -8.85860e+001CBall;强度MAX : 778MIN : 49G文件:厂柄栈桥 单住：N/mm ^2 日期：03/07/2016麦示-方FXs-0.612Zs 0.5CO图3.2-2 剪应力图（单位： MPa）图3.2-3位移图（单位：mm）MIDAS/Civil POST~PFgCE 券 ORDISPLACEMENTA方向1.31363fi-aCil a.aaaaoe-i-aaa -i.3z^-^ze-aai -z.s^-3 -3.5i6ZO6e-<3ai -5.ZSO99e-<3ai -e.E9991e-<3ai -7.9 lSS3e-<3ai -e.za7?5e-aai -l.OEEG^e-l-aoa -i.is756e-i-aaa -1.3 IS-^-Se-l-aoa■衰蔻=5.4568E-H302CB:刚度MAX : 1303MIN : 1498立件；小新栈新单位；m m曰拐：03/07/2016表示-方旬Xs-a.612 .YS 心Z: 0.5003.3 计算结果汇总通过计算分析，各构件应力、变形均较小，未超过钢材设计强度范围，计算结果 汇总如下表所示。

表3.3-1 内力变形计算结果汇总表部位正应力（MPa）剪应力（MPa）变形（mm）工22b纵梁76.739.31.3HN350横梁110.845.11.3贝雷梁173.088.60.82HN450X200桩顶横梁14.430.90.1©610钢管桩25.91.50Q345 材质（贝雷）：最大正应力max=173.0MPa<[w]=310MPa,满足要求 最大剪应力t max=88.6MPa <[ t w]=180 MPa,满足要求 最大位移 ymax=0.8mm<9000/400=22.5m m,满足要求Q235 材质（除贝雷外的其它构件）：最大正应力max=110.8MPa<[w]=215 MPa，满足要求 最大剪应力t =45.1MPa <[t ]=125 MPa,满足要求max w最大位移 ymax=1.3mm<4650/400=23.3m m,满足要求4 基础计算4.1 钢管桩入土深度根据下图计算模型所示，单根钢管桩所受最大竖向力为245.1kN，据此计算钢管桩入土深度□sn况□尻舖］DAS,Gil POST 卡代REACTION FOH.匚EFE; Z.450^E-mJ 口呈FZ： 2,4510E-KO2CQall I退誉MjftX J 107IM IN ; 1410 玄牛•小析栈侨=l^ kN日訶口1皿羽苗 适示-台言X!-«DJ&12 丄Z： 0.50D管桩竖向容许承载力按下图4.1-1 桩底反力图根据《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）第424条: 式计算。

1Q 二（U》q l + q A）d 丫 fi i RR式中:Qd单桩垂直极限承载力设计值（kN）；单桩垂直承载力分项系数，取 1.45；桩身截面周长（ m）；qfi――单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa），按表4.1-1采用;li 桩身穿过第i层土的长度（m）；qR ――单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；A—— 桩身截面面积取 XLDS1 钻探孔位处地勘图，计算钢管桩入土深度及受力情况，该部位地层信息及土层摩阻力如表 4.1-1：表4.1-1 XLDS1 土层摩阻力统计序号土层名称底面咼程（m）分层厚度（m）桩周摩阻力（kPa）1填土1.740.502淤泥质粘土-7.068.8203细砂-14.567.5354粉质粘土-17.563.0405细砂-26.068.5356含淤泥质粉质粘土-45.0619.0207中风化花岗岩-56.6211.56设钢管桩入第三层深度为L,计算得:245. 1 = - x 3.14 x 0.61 x (20 x 8.8 + 35L)1.45计算得，L=0.27m,钢管桩入土总深度H=8.8+0.27=9.07m,取入土深度9.94m (考 虑河床标高)。

4.2 钢管桩稳定性稳定性应按下式进行验算:―+ ©mxMx < fPxA Y W (1 - 0.8 N )x x N'Ex式中:x-x 的轴心受压构件稳定系数；所计算构件段范围内对轴的最大弯矩；N'Ex参数，Nex二兀2EA/（I」九2）；Ex对轴的毛截面模量；©mx等效弯矩系数；钢管桩桩顶标高为+1.06m，河床标高为-1.0 m，则钢管桩的实际长度12m则,l尢 = 0xx ix=0.；1； =1132N '=兀 2EA /(l. 1 九2 ) = 3. 142 X 206 X 103 x 18849 / (1.1 x 113. 22)= 2. 72 x 106Ex x查询《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中附录C中表C-2,利用内插法计算,钢管桩申二0. 475贝V,x。