吉水赣江特大桥水上栈桥安全检算
一、栈桥设计概况
1、栈桥设计
吉水赣江特大桥1-12#墩位于赣江水中，其中1-3#墩搭设钢栈桥；3-4#墩预留航道；4-5#墩搭设钢栈桥；5-12#墩吹沙筑路。
栈桥总长度约380m，桥面标高定为+48.62m，栈桥中心线距离桥梁中心线距离为15m。
吉水赣江特大桥栈桥结构采用钢管贝雷栈桥，栈桥设计跨度为12m，3跨1联设置制动墩---采用双排4根钢管桩，其余采用标准墩---单排3根钢管桩。
钢管采用φ529*10mm螺旋钢管，钢管上设置横梁---采用工字钢36a双拼；横梁上设置6片3组贝雷片，分配梁采用I28b工字钢，间距75cm；面板采用126*600cm 的组合面板，下部采用5根I14的工字钢，最大间距33.5cm。
上铺8mm厚花纹钢板。
二、计算依据
1、钢结构设计规范GB50017-2003
2、铁路桥梁钢结构设计规范-TB10002.2-2005
3、装配式公路钢桥多用途使用手册-人民交通出版社
4、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
三、设计荷载
1、恒载
梁部恒载包括：横梁、贝雷梁、分配梁、桥面系、栏杆等结构重量。
经主要工程材料数量统计采用：G=2t/m。
2、施工荷载
考虑栈桥为临时结构，栈桥搭设及运行主要以通行砼罐车、50t履带吊以及故仅考虑以下二种荷载作为计算荷载。
工况一、9m3砼罐车：总重G=35t
按前轴分配20%即35*0.2=7t，后轴分配80%即35*0.8=28t计算。
7t14t14t
工况二、50t履带吊自重50t，吊重按10t计算；履带与桥面接触长度为4.7m。
则q=0.5*（50+10）/4.7=6.4t/m。
四、检算项目
1.面板计算
桥面系为工厂预制模板；模板面采用σ=8mm花纹钢板，规格为1.25*6.0m；纵肋采用工字钢I14，最大间距33.5cm。
面板-纵肋I14工字钢计算
I14工字钢的截面特性：Ix=712cm4 Wx=102cm3 ix=5.79cm Sx=58.4cm3
工况1：砼罐车
①荷载：
砼罐车轮胎单侧荷载，如下图所示：
3.5t7t7t
①计算模型
②计算弯矩（单位t/m）：
Mmax=1.1t·m
因汽车轮胎宽约0.2m，故2个轮胎总宽约0.4m，故考虑2根纵肋共同作业，则
应力σ=Mmax/Wx=1.1*105/（77*2）=714kg/cm2<1700kg/cm2，满足要求
Qmax=4.3t
τ= QmaxSx/2(Ixδ)=320.6kg/cm2<800kg/cm2。
满足要求
工况2：50t履带吊
①荷载：
A:按履带吊走行荷载计算，走行考虑 1.3倍冲击系数，则q=1.3*50/2*4.7=6.9t/m 。
B:按履带吊吊装作业，考虑最大吊重10t，按作业时荷载偏载，偏载系数1.2，则q=1.2*6.4=7.7t/m 。
故按履带吊吊装作业考虑较为不利，故取q=7.7t/m
②计算模型
因履带宽度76cm，取纵肋按3根计算：
③计算弯矩（单位t/m）：
最大弯矩：Mmax=0.54t·m，最大剪力Qmax=2.89t
应力σ=Mmax/Wx=0.54*105/（77*3）=176.5kg/cm2<1700kg/cm2，满足要求
τ= QmaxSx/3(Ixδ)=143.7kg/cm2<800kg/cm2满足要求
④挠度计算
根据计算最大挠度fmax=0.1mm，满足要求
2.分配梁计算
分配梁采用I28b工字钢，间距75cm；Ix=7480cm4 Wx=534cm3 ix=11.1cm Sx=312.3cm3
（1）工况1：砼罐车
①荷载：
当砼罐车后轮胎作用在分配梁跨中是荷载最大。
③计算弯矩（单位t/m）
则最大弯矩：Mmax=2.95t·m，最大剪力Qmax=9.55t
应力σ=Mmax/Wx=2.95*105/534=552.4kg/cm2<1700kg/cm2，满足要求
τ= QmaxSx/3(Ixδ)=398.7kg/cm2<800kg/cm2满足要求
④挠度计算
根据计算最大挠度fmax=0.15mm，满足要求
（2）工况2：履带—50，履带总宽度约4.6m
①荷载：履带长度4.7m，按6根分配梁受力，按集中荷载计算
A:按履带吊走行荷载计算，走行考虑 1.3倍冲击系数，则q=1.3*50/2*6=5.4t/m 。
B:按履带吊吊装作业，考虑最大吊重10t，按作业时荷载偏载，偏载系数1.4，则q=1.4*60/2/6=7t/m 。
故按履带吊吊装作业考虑较为不利，故取q=7t/m
②计算模型,最大跨度100cm。
③计算弯矩（单位t/m）
则最大弯矩：Mmax=1.75t·m，最大剪力Qmax=3.5t
应力σ=Mmax/Wx=1.75*105/534=327.7kg/cm2<1700kg/cm2，满足要求
τ= QmaxSx/3(Ixδ)=146.2kg/cm2<800kg/cm2满足要求
④挠度计算
根据计算最大挠度fmax=0.1mm，满足要求
3、贝雷纵梁计算
当50t履带吊吊重10作用于跨中时弯矩最大，履带吊横向宽3.5m，由4片贝雷梁承受，按集中荷载计算。
偏载系数为1.4，荷载,1.4*（50+10）/4=21t 贝雷片参数：容许弯矩[M]=78.82t·m
容许剪力[t]=24.52t
Ix=250500cm4
（3）计算结果:
贝雷梁跨中最大弯矩Mmax=63t·m<78.82t·满足要求
最大剪力：Qmax=10.5t<24.52t满足要求
f
总
=14.4 <1200/400=30mm 满足要求4、横梁计算
横梁采用工字钢36a双拼，I36a参数：W
X =875cm3，I
X
=15760cm4；
①荷载：当50t吊车吊重10t,作用在桥面上时，通过6片贝雷片传至横梁上，Nmax=60t；按6片贝雷梁平均受力则竖向荷载：N=60/6=10t
②计算模型:按连续梁计算；
③计算结果
弯矩图（单位t/m）：
剪力图（单位t）：
由以上知最大弯矩：Mmax=6.28t·m
应力σ=Mmax/Wx=6.28*105/（875*2）=358.9kg/cm2<1700kg/cm2，满足要求最大剪力：Qmax=13.96t
应力τ=QS/（Id）=13.96*103*508.8/(2*15760*1)= 225.3kg/cm2<800kg/cm2，满足要求
最大挠度fmax=0.1mm 满足要求
5、钢管桩承载力计算
1、最大轴向荷载：
由稳定性计算知，2种工况下单根钢管桩竖向最大轴向
Nmax=27.92t+2t=29.92t。
2、钢管桩承载力计算
⑴钢管桩打设进入河床约5m，其中9-2地层3m、10-2地层2m。
⑵钢管桩外径φ529mm，壁厚t=10mm，则周长u=1.98m
⑶地质情况
（4）承载力计算
钢管桩单桩竖向承载力特征值：
Q=1.98*（6*3+12*2）/2+25*0.156=45.5t>29.92t满足要求
6、钢管桩稳定性计算
工况：50t履带吊正好行驶到单排桩正上方时
1、竖向荷载：
活载N=50t，
恒载G=2*12m=24t
总荷载：P总=50+24=74t
单根钢管桩竖向荷载：P=24.7t
2、水平冲击荷载：P=50t*10%=5t
单根钢管桩水平冲击力：P=1.7t
假设钢管桩入土深度为3m，若钢管桩的锚固点按入土深度的1/3计算，则锚固点位置距离河床面（冲刷线）距离h1=3*1/3=1m，栈桥顶面至锚固点长度h=19.5m，
则最大弯矩：Mmax=1.7*19.5=33.2t·m
3、钢管桩稳定性验算
钢管桩回旋半径 ix=21.9cm
计算长度 l=19.5m
长细比：λ=19.5*100/21.9=89<140 满足要求
查表（b类截面）稳定折减系数：ϕ=0.667
σ=M/W+N/(ϕA)
=33.2*105/4800+24.7*103/(156*0.667)=929kg/cm2<1700kg/cm2满足要求.。