钢栈桥设计计算书1工程概况本项目计划修建两座施工栈桥，其中围中栈桥全长为24m，跨径为2*12m，七工段栈桥全长为42m，跨径为3m+12m*3+3m，栈桥净宽均4m。

承载力满足120T以下车辆通行，限速10千米/小时。

2栈桥设计2.1设计依据（1）《装备式公路钢桥多用途使用手册》；（2）《钢结构设计规范》GB50017-2003；（3）《路桥施工计算手册》；（4）《公路桥梁施工技术规范》（JTJ041-2004）；（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJD63-2007）；(6)《装备式公路钢桥》设计制造标准JT/T728-2008（7）其他相关规范手册2.2结构型式栈桥采用321标准式二组三排单层双加强下承式贝雷结构，两头桥台和中间制动墩打设630×10双排钢管桩基础，呈2×2排列，纵向间距1.5m，横向间距4.6m，连接系横杆和斜杆采用14#槽钢。

桥面为2m×6m标准桥面板，每块标准桥面板骨架为纵向9根12工字钢，端头采用10槽钢加固，桥面钢板为8mm厚花纹钢板。

每片贝雷下弦杆放置4根I28a工字钢作为桥面横梁，一块桥面板底部布置8根横梁支撑。

具体构造见附图主要材料力学性能表3荷载分析栈桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q，及车辆荷载P两部分组成，其中车辆荷载为主要荷载。

设计计算按120T计,如下图：根据设计，按主跨简支梁控制计算，钢桥单跨最大跨径为12米。

（1）恒载①贝雷片重量：2700*6*1.15/3=6.21 KN/m②I28a横梁：434.7*6*4*1.15/3=4.0 KN/m③I12纵梁：142.1*9*1.15=1.47 KN/m④8mm厚钢板：78500*4*1*0.008*1.15=2.89 KN/m⑤弦杆重量：800*12*1.15/3=3.68 KN/m式中1.15为连接件扩大系数，恒载合计q=18.25 KN/m=1/8ql2=0.125*18.25*122=328.5 KN.mM恒Q=1/2qL=0.5*18.25*12=109.5 KN恒（2）活载根据设计，钢桥单跨最大净度为12米，按照挂车-120 T车辆行走，轴距为1.2米+4米+1.2米，总重量按1200kN计算，后轮双轴压力为600kN，后轮单轴单侧压力为150kN。

车列布置如下图：挂-120级车辆荷载的主要技术指标名称车辆重量车轴数每个车轴每对车轮着地长和宽挂-120 1200kN 4 300kN 0.6m×0.2m 考虑到集中力与荷载布置的差异偏荷载及冲击，系数采用1.3。

M活=1/4pln=0.25*1200*12*1.3=4680 KN.mQ活=1/2pln=0.5*1200*1.3=780 KN4贝雷架验算4.1强度验算根据《装备式公路钢桥多用途使用手册》可知，三排单层加强贝雷片容许弯矩、剪力分别是M＝4809.4KN.m，Q=698.9KN，考虑到贝雷销间隙和偏载影响，贝雷片折减系数采用0.8。

4809.4×2×0.8=7695.04KN.m﹥328.5+4680=5008.5KN.m是安全的。

698.9×2×0.8=1118.24KN﹥109.5+780=889.5KN是安全的。

4.2挠度验算f1=5ql4/（384EIn）=5×18.25×124×106/(384×2100×1732303.2×2)=0.68mmf2=pl3/(48EI)=1200×123×106/(48×2100×1732303.2×2)=5.94mmFmax=f1+f2=6.62﹤﹝F﹞=12000/400=30mm计算是安全的。

5横梁验算每片贝雷下弦杆放置4根28a工字钢作为桥面横梁，一块桥面板底部布置8根横梁支撑，按后轮双轴计算，单根28a工字钢承载车辆荷载600÷8=75kN，桥面和28a工字钢自重荷载1.47+2.89+4.0=8.36kN.m，M1=75/2×4.2×1.3/4 =51.19kN.MM2= 8.36×4.22×1.3/8 =23.96kN.Mσ=M/W=(51.19+23.96)×103/(534×10-6)=141MPa＜215 MPa满足要求。

τ=N/A=75×103/（55.37×10-4)=13.5 MPa＜125MPa满足要求。

6桥面板验算6.1结构型式桥面为2m×6m标准桥面板，每块标准桥面板骨架为纵向9根12工字钢，端头采用10槽钢加固，桥面钢板为8mm厚花纹钢板。

见下图桥面净宽4m，需要2块2m*6m桥面板，断面骨架为纵向18根12工字钢，端头、中间采用10槽钢加固，桥面钢板为8mm厚花纹钢板，下托I28a横梁间距1.2m。

6.2荷载情况挂-120级车辆，单轴重30吨，半边轮组重15吨；汽车冲击系数取1.3；单侧车轮压力由一块桥面板同时承受。

车轮组作用在跨中弯矩最大，轮组作用在临近支点处剪力最大。

6.3强度、刚度验算（1）汽车作用在跨中最大弯距M =1.3×0.25×15×10×1.2=58.5KN·m；（2）I型钢自重产生弯距M=0.125×14.21×10×1.22×9÷1000=0.72KN·m；（3）汽车作用在跨中I型钢最大弯曲应力σmax=M/W=（58.5＋0.72）×1000÷（1.05×77.4×9）=80.96 MPa＜f=215 MPa；（4）汽车轮组作用在28a型工字钢横向分配梁临近支点时，I型钢受最大剪应力：τ=（1.3×15×10＋14.21÷1000×10×1.2÷2）÷（18.10×9）×10=11.98MPa＜max=125 MPa；fy（5）汽车作用在跨中产生的挠度v=5×1.3×（58.5＋0.72）×106×1.22×106÷（384×206×103×46.9×104×9）=1.66㎜＜[v]=1200÷400=3㎜。

结论：经验算，桥面系的强度和刚度满足要求，使用安全。

7贝雷护栏验算根据《装备式公路钢桥多用途使用手册》有关规定，下承式公路钢桥是以两侧贝雷桁架护栏，材质16Mn,容许拉应力，压应力及弯应力 1.3*210=273MPa, 容许剪应力1.3*160=208MPa.做护栏是安全的。

8钢管桩单桩承载力验算8.1桩顶作用效应计算受力分析：1200KN施工车辆位于桥墩处时钢管承受最大作用力。

按单墩4根钢管桩承担受力进行检算。

活荷载：1200KN×1.3=1560KN一跨钢栈桥自重（含贝雷架、型钢、桥面板）：18.25KN×12=219 KN单根钢管桩自重：153×15/1000=2.3 KN则单根钢管桩受力：N k=（1560+219+2.3）/4=445.3KN8.2桩基竖向承载力计算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJD63-2007），单根钢管桩设计桩长24m，，桥墩地质土层分布如下：围中小桥地质土层情况表（Q1-SZ1）序号土层厚度m 层底埋深m 层底高程m 摩阻力标准值q ik1 ①-1素填土（Q4m1）0.6 0.6 5.12 ②-1砂质粉土（al-mQ43） 2.9 3.5 2.2 243 ②-2砂质粉土（al-mQ43） 4.9 8.4 -2.7 304 ②-3粉砂夹粉土（al-mQ43）12.4 20.8 -15.1 415 ③淤泥质黏土（mQ42） 4.6 25.4 -19.7 18七工段中桥地质土层情况表（SQZK1）序号土层厚度m 层底埋深m 层底高程m 摩阻力标准值qik1 ①-1素填土（Q4m1）0.5 0.5 3.882 ②-1砂质粉土（al-mQ43）8.9 9.4 -5.02 253 ②-2砂质粉土（al-mQ43）7.4 16.8 -12.42 324 ②-3粉砂夹粉土（al-mQ43） 5.1 21.9 -17.52 415 ③淤泥质黏土（mQ42） 4.6 26.5 -22.12 16按摩擦桩验算（不考虑桩端承载力），采用计算公式：其中u：桩身周长，等于1.98m。

q ik：桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值，见地质层分布表。

n：土的层数。

l i：桩周第i层土的厚度，见地质层分布表。

围中栈桥河底高程2.0m，桩顶高程5.0，桩底高程-19.0,桩基入土深度21m，考虑2m 河床冲刷淤泥：[Ra]=0.5×1.98×（2.7×30+12.4×41+3.9×18）=653.0KN＞N k=445.3KN，满足。

安全系数K=653.0/445.3=1.5七工段栈桥（河底高程1.3m，桩顶高程4.5，桩底高程-19.5,桩基入土深度20.8m，考虑2m河床冲刷淤泥）：[Ra]=0.5×1.98×（4.32×25+7.4×32+5.1×41+1.98×16）=579.7KN＞N k=445.3KN，满足。

安全系数K=579.7/445.3=1.3。