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详细荷载栈桥计算书

详细荷载栈桥计算书
LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
高速公路
栈桥设计计算书
二零一七年十月
目录
2.设计规范及依据
3.设计条件
4.结构布置型式及材料特性
结构布置型式
材料特性
5.荷载计算
恒载
活载
6.桩嵌固点计算
7.主栈桥计算
工况分析
工况与计算模型
计算结果汇总
钢管桩稳定性验算
8.钢管桩桩长计算
9.上部结构计算
1.概述。

2.设计规范及依据
(1)主线及互通匝道初步设计图
(2)《初步设计阶段工程地质勘查报告》;
(3)《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010);
(4)《港口工程桩基规范》(JTS167-4-2012);
(5)《海港水文规范》(JTS145-2-2013);
(6)《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
(7)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015);
3.设计条件
1、栈桥设计边界条件引用《初步施工图设计》设计说明相关数据。

2、主线栈桥设置在前进方向左侧。

3、栈桥宽度按9米设计。

4、栈桥荷载主要8方混凝土罐车、50t吊机、钢护筒重约30t,钢筋笼约20t,回旋
钻机和旋挖钻机。

4.结构布置型式及材料特性
结构布置型式
栈桥顶标高暂定+,宽9m。

面层体系自上而下依次为桥面板、横向分配梁I22a。

主纵梁采用321型单层9排贝雷片,承重梁采用2H600×200×11×17型钢;栈桥下部结构采用桩基排架,排架横向桩间距,纵向间距12m,每60m设置制动墩,每120m 设计伸缩缝,排架桩基采用Φ630×8mm。

栈桥标准横断面
材料特性
1)Q235钢材的强度设计值:
弯曲应力215MPa(16mm)f t =≤,205MPa(16mm<40mm)f t =< 剪应力 125MPa(16mm)v f t =≤,120MPa(16mm<40mm)v f t =< 2)Q345钢材的强度设计值:
弯曲应力310MPa(16mm)f t =≤,295MPa(16mm<35mm)f t =< 剪应力 180MPa(16mm)v f t =≤,170MPa(16mm<35mm)v f t =< 端面承压400ce f kN = 3)321型贝雷特性:
弦杆许用内力[]560kN N =;竖杆许用内力[]210kN N = 斜腹杆许用内力[]171.5kN N = 5.荷载计算 恒载
结构自重。

活载 车辆荷载
(1)10方混凝土罐车:载重时重量43t 总重:400kN 轮距: 轴距:+
前轴重力标准值:70kN 后轴重力标准值:2×180kN 前轮着地面积:× 后轮着地面积:×
车辆荷载布置与桥面考虑两辆车并排行驶,如下图所示:
(2)80t 履带吊通行;桩顶起吊,吊重30t ,总重110t ,侧吊考虑70%重量作用在同一条履带。

履带着地面积:×履带中心距: 汽车制动力
纵向荷载考虑汽车制动力,根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中查得,汽车制动力为汽车荷载的10%,此处栈桥按双车道设计,取水平制动力为
86432=⨯KN ,按单跨相邻两跨9根钢管桩分配制动力,每根桩的力为,受力点位
于桩顶部位。

6.桩嵌固点计算
钢管桩嵌固点计算引用《港口工程灌注桩设计与施工规程》(JTJ_248-2001)计算
公式,,4t L T ≥,T =
t T η=。

t L :桩的入土深度(m )
T :桩的相对刚度系数(m )
p E :桩的弹性模量(2/kN m ),Q235钢82210/P E kN m =⨯
p I :桩的截面惯性矩(4m ),
φ630×8mm 钢管桩 Ip =0.756×10−3mm 4
m :桩侧地基土水平抗力系数随深度增加的比例系数(4/kN m ),按《港口工程
灌注桩设计与施工规程》表取值。

流塑粘性土,淤泥m 取30004/kN m
t :桩的受弯嵌固点距泥面的深度(m )
η:系数,取~,当桩顶铰接或自由长度较大时取消值,这里取中位数。

φ630×8mm 钢管桩嵌固点计算:
m =√
mmmm mm 0
5
=2.09m ,t=
泥面标高,嵌固点标高,取5m 。

钢管桩入土深度L >4T=,按弹性长桩考虑。

7.主栈桥计算 工况分析 计算工况
计算按二跨12米为模型,按两10方混凝土罐车和履带吊机分别作用,计算荷载工况如下:
考虑①自重、②罐车、③履带吊、④车辆制动力(仅罐车)。

各工况荷载组合如下:
正常工作期
基本组合:
×①+×(②+④)
×①+×③
标准组合:①+②+④
①+③
履带吊通行时罐车不通行。

履带吊通行分别考虑作用在跨中(弯矩最大)及端部(剪力最大)贝雷上。

工况与计算模型
计算模型
采用MIDAS计算,各构件均采用梁单元。

一、主栈桥整体计算模型:
12m跨单排墩分析模型
双罐车偏载作用边墩
双罐车偏载作用跨中
双罐车偏载作用中墩
履带纵向偏载作用边墩
履带纵向偏载作用跨中
履带纵向偏载作用中墩
履带横向偏载作用边墩
履带横向偏载作用跨中
履带横向偏载作用中墩
计算结果汇总
1)构件计算结果汇总
2)整体位移
3)φ630×8钢管桩反力(固结)
钢管桩稳定性验算
钢管桩φ630×8:
工况三下,最不利内力组合:N=800kN,M=m
工况九下,最不利内力组合:N=,M=m
钢管桩φ630×8:A=15632mm2Ix=×109mm4Wx=×106mm3i=220mm
两端按铰接考虑,计算长度按L
0=8000mmλ=L
0/
i=
属于b类截面,查表得φ
x =φ
y
=
1)弯矩作用平面内稳定计算:
工况三:σ=
m
mm m
+m mm m m
m m m1m(1−0.8m/m’mm)
=<f=215Mpa
工况九:σ=
m
mm m
+m mm m m
m m m1m(1−0.8m/m’mm)
=<f=215Mpa
2)弯矩作用平面外稳定计算:
工况三:σ=
m
m y m
+ηm mm m m
m m m1m
=<f=215Mpa
工况九:σ=
m
m y m
+ηm mm m m
m m m1m
=<f=215Mpa
钢管桩稳定性验算满足要求。

8.钢管桩桩长计算
泥面标高参考《初步设计阶段工程地质勘查报告》。

根据《港口工程桩基规范》(JTS167—4—2012)第条:式中:
Qd—单桩垂直极限承载力设计值(kN);
R
—单桩垂直承载力分项系数,取;
U—桩身截面周长(m);
fi
q—单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值(kPa);
i
l—桩身穿过第i层土的长度(m);
R
q—单桩极限桩端阻力标准值(kPa);
CQZK35钻孔地质条件:
CQZK38钻孔地质条件:
CQZK39钻孔地质条件:
CQZK43钻孔地质条件:
钢管桩φ630×8桩端最大压力标准值748kN。

以CQZK39地质资料计算,桩底标高-30m。

Q=×(15×7+30×+15×/=780KN>748KN,满足要求。

此处仅以海床线处为验算部位,其他部位钢管桩桩长根据桩基承载力公式及桩基规格计算,详见设计图纸。

9.上部结构计算
横向分配梁I22a@750
工况一、10方砼罐车作用(计算宽度取,计算跨度)
单边车轮作用在跨中时纵向分配梁的弯矩最大,在端部时剪力最大,轮压简化为集中力。

受力简图如下:
计算荷载:
(1)自重: 1.54kN/m q = (2)罐车轮压:P=90KN
M =1.4×14mm +1.2×18mm 2=V =1.4P +1.2×12
mm 工况二、100t 履
带吊作用(计算宽度取,计算跨度)
受力简图如下: 计算荷载:
(1)自重:1 1.54kN/m q = (2)履带吊轮压:q 2=m
均布荷载布置宽度,作用于跨中时弯矩最大,作用于跨端时剪力最大。

M=综上:Mmax=,Vmax= σ=
W
M
=<215Mpa τmax=Ib QS x =<125Mpa
所以栈桥横向分配梁满足要求。

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