姑溪河特大桥水上栈桥重型栈桥施工检算书中国安能建设总公司宁安铁路客运专线NASZ-4标
***特大桥水上重型钢栈桥
检算书
审批：
审核：
编制：
山东铁正义和工程勘察设计有限公司
2010年8月20日
目录
1 计算依据 (1)
2 工程概况 (1)
3 结构设计 (2)
3.1总体思路 (2)
3.2重型便桥结构设计 (2)
3．3主要设计参数 (3)
4 材料主要参数及截面特性 (3)
5 计算 (3)
5．1建立计算模型 (3)
5．2计算模型荷载的加载方式 (5)
5．2．1 车辆荷载加载位置 (5)
5．2．1 车辆移动荷载加设 (6)
5．3验算结果 (7)
5．3．1 桥面结构受力情况 (7)
5．3．2 25b横向分配梁受力情况 (7)
5．3．3 栈桥主梁贝雷梁受力情况 (8)
5．3．4 双25b工字钢横梁受力情况 (8)
5．3．5 钢管支墩竖向最大应力 (8)
5．3. 6 栈桥结构整体变形情况 (9)
5. 3. 7 钢管桩最大竖向反力 (9)
5. 3. 8 钢管桩入土深度检算 (10)
5．3.9桥台处钢管承载力验算 (11)
6 结论 (12)
***大桥重型栈桥检算书
1 计算依据
1、《***大桥重型栈桥设计图》
2、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
3、《钢结构－原理与设计》（清华版）
4、《路桥施工计算手册》（人交版）
5、《结构力学》、《材料力学》（高教版）
6、《装配式公路钢桥多用途使用手册》（人交版）
7、《结构设计原理》（人交版）
2 工程概况
***大桥位于安徽省马鞍山市当涂县境内，在现***特大桥(60+100+100+60)m连续梁的30#、31#、32#墩处跨越***主河道。
它的建设贯通了南京和宁安的铁路路线，对于促进地区经济发展具有十分重要的意义。
图1 桥址平面图
桥位位于***白紸村河段内，经过多年治理，该河段现已成为人工控制的弯曲性河段。
河湾难以自由发展，河道比较稳定。
桥址处两岸大堤相距约588m，现主河槽宽200m。
桥轴线与现水流交角约90度。
设计通航水位9.71m，H1%为10.87m,河床标高：0.022m,设计一般冲刷线为-3.220m；设计局部冲刷线高程为：-6.238m。
线路采用2联(40+2×64+40)m连续梁分别跨越两大堤，1联(60+2×100+60)m连续梁跨越***主航道。
线路27-35#墩位于河道内，30#、31#、32#墩处跨越***主河道。
30-32#主墩基础设计为12根桩径2.0m钻孔桩，低桩承台尺寸：(16.1×11.8×5)m，混凝土设计方量：949.9m3
图2 桥型立面图
大桥跨越***道，为深水桥施工，总体施工思路为先搭栈桥，再搭设水上钻孔平台进行钻孔桩施工，桩基完成后，墩位先采用钢围堰支护，后浇筑承台、墩身，再搭设连续梁0#节段支架，浇筑0#节段，并于其上拼装挂篮，悬臂浇筑其余节段，利用挂篮完成合拢段施工，最后进行桥面系施工。
河堤防护按照河堤加固处理设计进行防护。
3 结构设计
3.1总体思路
便桥设计通行能力为50t，设计桥面行车宽度为4m，设计跨度为12m，每四跨设置一个制动墩。
因便桥部分位于河道浅滩上,浮吊无法进入，只能采用履带吊打设钢管桩,便桥桥台与河堤相接处，外侧打钢管桩作墙，内填透水性土。
3.2 重型便桥结构设计
栈桥结构形式自上而下布置：
1、栏杆采用钢管Φ48，高1.2m。
2、桥面板采用厚[14扣放，铺设1cm厚防滑钢板。
3、桥跨12m，桥面宽6m，行车道宽4m，两侧人行道宽度各1m。
4、横梁采用Ⅰ25b ，间距150cm ，横梁长6m 。
5、主梁桁架采用双排单层贝雷梁，跨径12m 。
6、桩顶分配梁采用2Ⅰ25b 横向焊接为一体，每墩设置。
7、桩基采用φ630钢管桩，栈桥每墩3根，纵桥向间距12m ，横桥向间距2.25m ，桩长根据地质情况确定。
每四孔设置一组制动墩，每墩3根，横桥向间距2.25m ，纵桥向间距1.5m 。
8、剪刀撑采用[20，交叉点采用焊接连接。
以上工钢及槽钢均为Q235钢，钢管桩内灌砂。
设计结构详见后附设计图。
3.3主要设计参数
1、设计荷载：按履-50进行设计；
2、《荷载规范》，恒载系数为1.2，活荷载系数为1.4。
4 材料主要参数及截面特性
1、Q235钢弹性模量E=2.1×105 mpa ；剪切模量G=0.81×105 mpa ；密度ρ=7850 Kg/m ；
2、线膨胀系数α=1.2×10-5 ；泊松比μ=0.3；轴向容许应力[σ]=140mpa ；
3、弯曲容许应力[σw ]=145mpa ；
4、挠度[f]=L/400。
5、I25b 工字钢 250cm W X =423cm 3 ；2500cm I x =5280cm 4。
6、贝雷梁中各杆件理论容许承载力：弦杆-560kN ，竖杆-210kN ，斜杆171.5kN 。
5 计算
5.1 建立计算模型
采用Midas/civli 2006 建立12m 跨简支梁整体计模型，对栈桥结构受力情况进行分析。
12m 跨栈桥整体计算模型如下图3：
图3 栈桥整体计算模型(Midas/civli2006)
图4 栈桥整体计算模型截面
图5 栈桥整体计算模型立面
5.2 计算模型荷载的加载方式
5.2.1 车辆荷载加载位置
采用midas 中定义车道面方式进行车辆荷载的加设，车辆移动方向按照往返进行设定，如下图6
图6 车辆荷载加载位置定义
5.2.2 车辆移动荷载加设
活载的加载方式采用Midas计算程序内移动荷载进行加设，取《中国公路桥梁荷载》-JTJ001-90 中LD-50 车辆荷载，如下图7。
图7 车辆荷载定义
5.3 验算结果
5.3.1 桥面结构受力情况
行车道桥面板采用[14扣放，荷载组合中，桥面板最大受力为-97mpa（下图8），小于Q235钢材弯曲容许应力[σw]=145mpa；通过。
图8 14#槽钢桥面最大应力
5.3.2 I 25b横向分配梁受力情况
贝雷梁上间距1.5m铺设I 25b横向分配梁，最大弯曲应力如下图9。
图9 25b工字钢横向分配梁最大组合应力图
横向分配梁最大弯曲应力为97mpa, 小于Q235钢材弯曲容许应力[σw]=145mpa；通过。
5.3.3 栈桥主梁贝雷梁受力情况
4片贝雷片作为栈桥主梁，贝雷梁在荷载组合情况下，最大轴力如下图10：
图10贝雷梁最大轴力图
贝雷梁主梁受力最大处位于跨中下弦杆，最大轴力为240KN, 小于弦杆容许轴力[560kN]。
通过。
5.3.4 双I 25b横梁受力情况
双I 25b作为贝雷梁横向主梁，其组合应力为：70mpa如下图11,通过。
图11 双25b工字钢横梁最大应力图
5.3.5 钢管支墩竖向最大应力
630×8mm钢管支墩最大应力为-11.9mpa,远小于Q235钢容许应力[140mpa],通过，见下图12。
图12 钢管支墩最大应力图
5.3.6 栈桥结构整体变形情况
最大荷载组合，栈桥整体最大变形量（未考虑钢管桩下沉）为13mm，如下图13，通过。
图13 栈桥结构位移等值线图
5.3.7 钢管桩最大竖向反力
如图14所示，钢管支墩最大竖向反力为186KN.
图14 钢管支墩最大反力图
5.3.8 钢管桩入土深度检算
1、桩基承载力计算：
根据上述计算，中间钢管桩承载荷载最大，该最大荷载值为：Pmax=186KN。
2、钢管桩最大容许承载力计算
桩打入桩最大容许承载力：
〔ρ〕=1/k(U∑f
1L
1
+AR)
式中〔ρ〕--桩的容许承载力KN
U-----桩身横截面周长m
f
1
----桩身穿过各地层与桩身之间的极限摩阻力KPa ；查《路桥施
工计算手册》，取f
1
=25
L
1----各土层厚度m L
1
=8
A-----桩底支撑面积m2
R-----桩尖极限磨阻力Kpa， R=0
K----安全系数，本设计采用2。
桩基采用φ630mm钢管桩，壁厚δ=8mm，管内填砂密实，采用打桩船振动锤击下沉。
桩的周长U=1.9792m。
不计桩尖承载力，仅计算钢管桩侧摩阻。
根据地质情况，按照打入局部冲刷线以下8m 计算：
单桩承载力为〔ρ〕=197.9KN＞钢管桩承受荷载Pmax=186KN。
满足要求。
5.3.9 桥台处钢管承载力验算
采用Midas/GTS三维有限元分析软件考虑钢管与土体共同作用，建立有限元模型，模拟桥台修建后，台后填土及钢管桩防护墙的应力与变形情况，计算模型如下图：
基坑土层参数及本构关系
地层名称状态
直剪快剪
重度
(KN/m3)
弹性模量
(mpa)
本构关系Φ（o）C(Kpa)
河堤填土稍密16 0 16.0 20
摩尔-库
仑
河床地质稍密10 2 18 13.9
摩尔-库
仑
防护钢管206000 弹性。