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=500KN2.1.2、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=15m2.1.4、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*W其中 W=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*W= 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*W=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F W =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=4.00m②、水位达到最高水位①、作用于桁架上的水流压力F W =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F W =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/mb、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/mb、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 =PL41=1875KN.mQMAX =2P=125.0KNf=5/384*pL3/EI=0.696cm E=210000000KN/m2 均布荷载MMAX =82PL=330.5 KN.mQMAX =2PL=88.1 KNM总= 2205.5 KN.m <3152.8 KN.mQ总=213.1 KN < 490.5 KN最大支座反力N = 213.1 KN②、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.mQMAX= 84 kN均布力MMAX= 330.5 kN.mQMAX= 88.1 kNM总= 1143.3KN.m <1576.4KN.mQ总=172.1 KN < 490.5 KN最大支座反力N=172.1KN2.2.3、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 =82HL= 206.63 KN.mQMAX= 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 K N均布力QMAX= 88.1 KNN1= 88.1 KNN2= 338.1 KNN3= 338.1 KNN4= 88.1 KNMMAX= 395.60625 KN.MQMAX= 382.2 KN悬臂端弯矩MMAX= 9.91 KN.MQMAX= 44.1 KN横向分配梁的截面特性 2I50bIX= 2×48560 cm4WX= 2×1940 cm3I X :SX= 42.4 cmσ=M/W=102.0MPaτ= QS/Ib = 31.1 Mpa3.1.2、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 KNMMAX= 14.625 KN.mσ = 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）N 2 = 176.3 KNM MAX = 329.7 KN.m Q MAX = 324.8KNσ = 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：m KN L EI /1027.485.3164373⨯== 立柱刚度m KN L EI /1055.25.82168184⨯== 横梁与立柱刚度比：K 1=167.05.2527.4= 则有：μ=1.58 立柱的计算长度： L o =1.58L=12.6mλ=715.1712620==i l 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304.8KN 216/(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/m 2混凝土桩周长 S=1.884m 2 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=SN*τ =8.64m 混凝土桩实际的入土深度为15 m3.2.3、单桩承载力验算 ①、桩基承载力验算 《公地基规范》第4.3.2条N h = N+2qh=565.2kN[P]=1/2(U ∑αi L i τi +αA σR )=706.5KN N h < [P]满足要求α=1（锤击沉桩） 《公地基规范》 附表4.3.2-6②、桩入土部分的内力及位移计算 1)、桩的计算宽度b 1计算 b 1=0.9（d+1）= 1.44 m 《公地基规范》 附表6.12)、桩的变形系数α计算α=51EImb=0.59188m-1式中： m=10000.000kN/m4EI=173454.88kN/m2桩的换算系数h=αh = 8.878 >2.5，故按弹性桩计算。

3)、采用程序(桥梁博士)计算结果地表处桩身位移为0.0096m最大桩侧土抗力 48.3kN/m2 < 190kPa最大桩侧土抗力深度 1.5 m桩身最大弯矩 273.4KN.m桩身最大剪力 83.4KN4、码头平台设计4.1、设计荷栽4.1.1、30t汽车4.1.2、堆放荷载：20KN/m24.1.3、贝雷片自重单片贝雷片自重：G3=3KN，横断面排数20排单跨长度：L=15m4.1.4、砼桥面板自重砼桥面板厚度为25cm，桥面宽为14.2m每延米桥面板自重： G4=88.75kN/m4.1.5、制动力汽车：30KN 《公路桥涵设计通用规范》第2.3.9条4.1.6、风荷载①、沿平台横向风荷载沿平台横向风压计算： W=K1*K2*K3*K4*W其中 W=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*W= 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*W=0.27KN/m2作用于一个墩子上的风荷载：迎风面积S=9.3m2作用于钢管桩的风荷载： F=2.51KN 作用点离桩顶高度： H=7.75m ②、沿平台纵向风荷载平台部分不考虑纵向风荷载4.1.7、水流力①、作用于钢管桩上的水流压力FW =22VACWγ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= 9.30 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F W =22VACWγ=18.98 KN (单根桩)冲刷线以上桩长： H=15.50m作用点位于桩顶下： H/3=5.17m②、作用于桁架上的水流压力在平台处不考虑。