某大桥装配式公路钢便桥工程专项施工方案之一设计计算书二〇一六年三月六日目录1、工程概况 (4)1.1 **大桥 (4)1.2 钢便桥 (5)2、编制依据 (5)3、参照规范 (5)4、分析软件 (5)5、便桥计算 (5)5.1 主要结构参数 (5)5.1.1 跨度 (6)5.1.2 便桥标高 (6)5.1.3 桥长 (6)5.1.4 结构体系 (6)5.1.5 设计荷载 (6)5.1.6 材料 (8)5.2 桥面计算 (8)5.2.1 桥面板 (8)5.2.2 轮压强度计算 (9)5.2.3 桥面板检算 (9)5.3 桥面纵梁检算 (10)5.3.1 计算简图 (10)5.3.2 截面特性 (10)5.3.3 荷载 (11)5.3.4 荷载组合 (13)5.3.5 弯矩图 (14)5.3.6 内力表 (14)5.3.7 应力检算 (15)5.3.8 跨中挠度 (16)5.3.9 支座反力 (17)5.4 横梁检算 (17)5.4.1 计算简图 (17)5.4.2 装配式公路钢桥弹性支承刚度 (17)5.4.3 横梁模型 (18)5.4.4 作用荷载 (18)5.4.5 计算结果 (19)5.4.6 截面检算 (20)5.4.7 挠度检算 (20)5.5 主桁计算 (21)5.5.1 分配系数计算 (21)5.5.2 计算模型 (22)5.5.3 截面特性 (22)5.5.4 作用荷载 (24)5.5.5 荷载组合 (25)5.5.6 主要杆件内力及检算 (26)5.5.7 支座反力 (33)5.6 桩顶横梁计算 (33)5.6.1 上部恒载计算 (33)5.6.2 作用效应计算 (34)5.6.3 荷载分配系数计算 (34)5.6.4 荷载分配效应 (37)5.6.5 横梁计算模型 (37)5.6.6 横梁作用荷载 (37)5.6.7 横梁荷载组合 (38)5.6.8 横梁弯矩图 (38)5.6.9 横梁应力图 (38)5.6.10 横梁挠度 (39)5.7 钢管桩计算 (39)5.7.1 钢管桩顶反力 (39)5.7.2 钢管桩材料承载力检算 (40)5.7.3 钢管桩侧土承载力检算 (40)6、钻孔平台计算 (41)5.8.1 桥面板计算 (41)5.8.2 纵向分配梁计算 (42)5.8.3 墩顶横梁 (45)5.8.4 平台钢管桩检算 (49)7、剪力支承设计 (50)7.1 水平支承系 (50)7.1.1 2.3m水平支承检算 (50)7.1.2 2.5m水平支承检算 (50)7.1.3 5m水平支承检算(双根对肢) (51)7.2 斜支承系 (51)**大桥工程专项施工方案装配式公路钢便桥设计计算书1、工程概况1.1 **大桥**大桥工程位于福建省**。
**位于东溪中游，新建**大桥距离**大坝约5km。
桥梁建成后，将代替既有**成为跨越**的主要通道，往西方向可通往**和**，往东途经县道**可通往**和**市区。
**大桥桥梁中心桩号为K0+102.5，桥跨布置为(5x35)m，起始桩号：K0+009，终止桩号: K0+196，桥梁全长187m。
本桥平面位于直线上，纵断面纵坡1.4%。
上部横断面采用4片预应力混凝土后张T梁布置，先简支后连续结构，梁墩正交，梁高2.3m。
桥梁单幅布置，宽度为8m，双向二车道，横断面布置1m(人行道)+7m(行车道)+1m(人行道）。
桥面铺装采用12cmC50防水混凝土。
该桥桥墩采用双柱式桥墩，柱径1.6m，中间设置柱间系梁，墩上接1.6m高的盖梁，桥墩基础采用钻孔桩，直径为1.8m；两侧桥台均采用U 型台，扩大基础，两侧桥台各设一道D160型伸缩缝。
桥梁于人行道处设置单侧路灯，以方便居民和车辆的夜间通行。
桥梁设计洪水频率按百年一遇进行设计，并考虑以后水库扩容后库水位提升对桥梁的影响。
根据《***大桥防洪影响评价报告》，**大坝百年一遇水位为98.66m，按水面坡降换算到桥址处为98.78m，水库扩容后库水位提升 1.02m，因此百年一遇设计水位为99.80m，本设计梁底最低高程104.39m。
桥梁详细情况参见附件1: **大桥桥型布置图。
1.2钢便桥为克服河流障碍，完成和安大桥基础和墩身工程施工作业，必须修建施工临时便桥，根据桥梁工程建设管理规定，编制该专项报告。
2、编制依据1)《**大桥工程一阶段施工图设计文件》，**交通勘测设计院。
2015年9月。
2)《**大桥工程施工招标文件》3)《**大桥工程施工投标文件》4)《HNJ5253GJB(9m)的砼搅拌运输车技术资料》，海诺集团。
5)《321装配式公路钢桥使用手册》；3、参照规范1)《公路桥涵施工技术规范》，JTG/T F50-2011；2)《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015；3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 62-2004）；4)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；5)《钢结构设计规范》GB50017-2003；6)《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61-2005；4、分析软件CsiBridge 17.2版5、便桥计算5.1主要结构参数5.1.1跨度受插打钢管桩基础履带吊车吊臂限制，便桥跨度采用9m。
5.1.2便桥标高根据**管理处提供库区水位调洪资料，确定桥面标高为常水位高程，采用91.5m。
桥下净空设定为3m，则梁底高程确定为94.5m。
5.1.3桥长根据桥跨布置，桥长为180m。
5.1.4结构体系便桥采用9m连续梁结构，由装配式公路钢桥拼装，基础采用φ630*10钢管桩基础，每墩位设置六根钢管，桩顶安装2I32b作为横梁，梁部采用6榀贝雷架，间距0.9+0.9+1.2+0.9+0.9m，贝雷梁上横向安装I20b横梁，横梁位于贝雷架节点位置，间距705+705+705+705mm，横梁上铺设由[25槽钢和钢板焊接空心方钢，槽向向上，间距300mm，在桥面槽钢上焊制φ12mm带肋短钢筋作为防滑设施。
5.1.5设计荷载根据施工阶段可能出现的荷载，设计采用以下荷载条件计算：1)混凝土运输车车辆荷载(以下简称"车辆荷载")根据《HNJ5253GJB(9m³)的砼搅拌运输车技术资料》，其荷载布置如图5.1.4。
1跨内仅布置1台。
图5.1.4-1混凝土运输车车辆荷载2)履带吊荷载(以下简称"履带荷载")架梁时采用55t履带吊，吊重按15t考虑，1跨内仅布置1台。
参考SCC550C55t履带吊技术资料，其荷载布置如图如下：图5.1.4-255t履带吊荷载5.1.6材料1)桁架桁架采用16Mnq，fs=310Mpa; fv=180Mpa;fce=400Mpa。
2)销子材料为30CrMnTi，直径为49.5mm，重3kg。
3)弦杆螺栓规格为M36×110，材料为16Mn，重８kg，容许抗剪力为150kN，容许拉力为80kN。
4)外购材料钢板和型钢采用Q345B钢。
5)钢弹性模量E s＝2.06×105MPa；5.2桥面计算5.2.1桥面板纵梁采用C25a加焊10mm钢板形成箱型结构，其计算简图为4跨连续梁。
C25a主要参数如下:5.2.2轮压强度计算表5.2.1 轮压强度计算5.2.3桥面板检算桥面板宽度250mm，厚度6mm，承受轮压1042Kpa，按2边支撑无限长(分析采用3m)单向板计算。
计算结果如下：1)主应力其最大主应力s11=245Mpa，满足要求。
2)挠度最大挠度：f=1.4mm，L/f=250/1.4=178>150。
5.3桥面纵梁检算纵梁计算时，因不利荷载工况明确，可采用CsiBridge静力计算。
5.3.1计算简图计算简图采用4跨等间距连续梁,模型如图5.3.1图5.3.1 桥面纵梁,模型图5.3.2截面特性图5.3.2截面几何参数5.3.3荷载5.3.3.1恒载程序根据材料密度自动计算。
5.3.3.2车辆荷载车辆轮压分布宽度为0.6m，纵肋间距为0.30m，考虑2片梁共同承受，则P=125/2=62.5kN。
车轮间距为1.35m，另1轮作用在邻跨。
程序通过移动荷载加载。
图5.3.3.2 车辆移动荷载参数5.3.3.3履带荷载履带分布宽度0.7m，长度4.5m，分配梁数n=0.7/0.3=2.333,则所分配履带压力QL=34.286kN/m。
图5.3.3.3 履带移动荷载参数5.3.4荷载组合5.3.4.1车辆荷载组合5.3.4.2履带荷载组合5.3.5弯矩图5.3.5.1车辆荷载组合5.3.5.2履带荷载组合5.3.6内力表最大正弯矩: Mmx=10.1975kNm最大正弯矩: Mmn=-5.1831 kNm5.3.7应力检算1)截面特性表5.3.7 桥面纵梁几何特性2)截面检算表5.3.7-2 纵梁截面检算5.3.8跨中挠度活载作用下挠度z=0.3mm，L/F=2480,满足要求。
5.3.9支座反力5.4横梁检算5.4.1计算简图横梁采用I20b,担设在装配式公路钢桥的上弦节点位置, 装配式公路钢桥横向布置6片,其间距为0.9*2+1.2+0.9*2。
按支撑于装配式公路钢桥的弹性支塍连续梁计算。
5.4.2装配式公路钢桥弹性支承刚度建立主桁计算模型，模型见图5.4.2。
图5.4.2 主桁计算模型在第1跨跨中作用1kN作用力时，其挠度为 4.422E-5m，则刚度K=1/0。
0442=22614kN/m。
5.4.3横梁模型根据前述分析，建立横梁模型如图5.4.3。
图5.4.3 横梁模型图5.4.4作用荷载5.4.4.1恒载程序根据材料密度自动计算。
5.4.4.2车辆荷载纵梁作用在横梁上的最大压力为87.866kN，车辆轮压分布宽度为0.6m，则q=87.866/0.6=146kN/m，程序通过移动荷载加载。
5.4.4.3荷载组合由于在纵梁计算反力时已包括荷载分项系数，在横梁分析中不在考虑。
组合如下：5.4.5计算结果5.4.5.1横梁弯矩包络图5.4.5.2内力表5.4.6截面检算表5.2.1 横梁截面检算5.4.7挠度检算跨挠比L/f=451>200满足要求。
5.5主桁计算5.5.1分配系数计算由于我们关心主桁跨中截面的内力情况，故本计算书仅计算跨中主梁的分配系数。
5.5.1.11号梁分配系数5.5.1.22号梁分配系数5.5.1.33号梁分配系数因此，最大分配梁号为1号梁。
5.5.2计算模型贝雷架按4*9m为一联计算，采用平面杆系结构建模，桁架片之间采用梁端释放自由度模拟铰接，贝雷架的荷载由分配横梁传递，程序采用车辆荷载折减方式考虑分配系数。
5.5.3截面特性5.5.3.1弦杆5.5.3.2腹杆5.5.3.3桥面纵梁5.5.3.4连接特性连接特性主要应用于纵梁和上弦节点的连接。