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1、营盘河钢栈桥设计方案一、栈桥结构概述K93+338桃园特大桥在桩号K95+184K95+300段位于营盘河，河堤总宽116m，平常河水较浅，河道无通航要求，施工便道采用钢栈桥跨越营盘河。栈桥总长90m，跨径布置为518m。桥面宽度4.5m，自下而上依次为5m2m1.5m钢筋混凝土扩大基础；其上焊接80010mm钢管桩2根做墩柱；钢管桩上搁置一根I45b工字钢作为栈桥桩帽下横梁；其上搁置2组3排单层“321”军用贝雷梁；其上依次采用HW350350型钢作横向分配梁，间距1.5m；I12.6工字钢作纵向分配梁，间距30cm；其上铺=10mm钢板作桥面板。二、栈桥标高确定根据对营盘河历年水文资料的调
2、查和对两岸河堤顶面标高的测量，确定栈桥桥面标高与两岸河堤大致相平，营盘河东岸的村道顶面为421.5m，营盘河西岸的村道顶面为421.9m，桥面标高设计为421.6m。三、设计依据公路桥涵设计通用规范（JTGD602004）装配式公路钢桥多用途使用手册（人民交通出版社2001.6）钢结构设计规范（GB50017-2003）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）K93+338桃园特大桥工程地质勘察说明书四、设计荷载1、恒载恒载为结构自重。2、活载汽车-20级（混凝土搅拌运输车自重最大值为20t，满载混凝土重（8m3）后总重约40t）按50t计算，结果偏安全。P1=140KN，P2=
3、P3=180KN。轴距4m+1.4m，轮距1.8m。五、材料容许应力值1、Q235钢容许弯应力w=145MPa容许轴向力=140MPa容许剪应力=85MPa。2、C25混凝土弹性模量Ec=2.8104MPa轴心抗拉强度ftd=1.23MPa3、贝雷桁片参考桥涵，单片贝雷片允许弯矩为958KN.m，允许剪力为245KN。六、栈桥强度、刚度及稳定性验算1、面板（10mm钢板）受力计算钢板的支撑结构为I12.6工钢，间距30cm。 后轮重力标准值为180KN，后轮着地面积为0.6m（宽）0.2m（长）均布荷载为90/0.12=750KPa，采用MIDAS有限元分析软件，取车轮着地面积建立模型如下：最
4、大组合应力为139MPa145MPa，满足要求。变形图如下：最大变形为0.9mm。2、I12.6工钢计算A=18.1cm2，Wx=77.5cm3，Ix=488cm4EA=2.110818.110-4=380100KNEI=2.110848810-8=1024.8KN.m2截面允许弯矩为M=14500077.510-6=11.24KN.m截面允许剪力为Q=8500012.60.510-4=53.55KNI12.6工钢以HW350350型钢为支撑，间距1.325m。当后轴位于工钢跨中时为最不利位置，后轴重P2=P3=180KN，总轮宽为1.2m，作用在6根I12.6工钢上，每根工钢所受集中力P=3
5、0KN，工钢自重q=0.142KN/m。当后轴行驶至跨中时为最不利受力状态，取单根工钢计算，模型如下（I12.6）：跨中最大弯矩：跨中最大弯矩：M=1/8ql2+P/4l=1/80.1421.3252+30/41.325=9.97KN.m。弯矩图： （单位：KN.m）最大弯矩M=9.97KN.m截面允许弯矩11.24KN.m，符合要求。最大剪力：最大剪力：Q=1/2（P+ql）=1/2（30+0.1421.325）=15.09KN剪力图：（单位：KN）最大剪力Q15.09KN截面允许剪力53.55KN，符合要求。3、HW350350型钢计算A=173.9cm2，Wx=2300cm3，Ix=40
6、300cm4EA=2.1108173.910-4=3651900KNEI=2.11084030010-8=84630KN.m2截面允许弯矩为M=145000230010-6=333.5KN.m截面允许剪力为Q=85000351.210-4=357KN最大弯矩：HW350350型钢以钢管为支撑，单根长度4.5m，计算跨径为3.4m。当车辆行驶至后轴位于HW350350型钢正上方时为最不利位置，计算模型简化如下（HW350）:边跨最大弯矩M=-1/2ql2=-1/21.370.552=-0.21KN.m，符合要求。均布荷载在跨中产生的最大弯矩M1=qlx/2（1-a/x）(1+2a/l)- x/l
7、=1.373.4（0.55+1.7）/2（1-0.55/（0.55+1.7）(1+20.55/3.4)- （0.55+1.7）/3.4=1.77KN.m集中荷载在跨中产生的最大弯矩M2=1/4Pl=1/43603.4=306KN.m跨中最大弯矩：M=M1+M2=1.77+306=307.77KN.m弯矩图：（单位：KN.m）跨中最大弯矩为M307.77KN.m截面允许弯矩333.5KN.m，符合要求。最大剪力：边跨：均布荷载在支点处的剪力为Q1=-qx=-1.370.55=-0.75KN。中跨：均布荷载在支点处的剪力为Q2=-qx+R1=-qx+ql/2(1+2a/l)=-1.370.55+1
8、.373.4/2（1+20.55/3.4）=2.33KN集中荷载在支点处的剪力为Q2=P/2=360/2=180KN最大剪力Q=Q1+Q2=2.33+180=182.33KN剪力图：（单位：KN）最大剪力Q=182.33KN截面允许剪力357KN，符合要求。4、贝雷片计算当车辆行驶至桥梁跨中时为最不利受力状态，贝雷梁计算跨径为18m，考虑到上部结构自重等荷载，荷载取1.2倍放大系数，P=5001.2=600KN。按简支梁计算，模型如下（贝雷梁7.24）：跨中最大弯矩M=1/8ql2+P/4l=1/83182+600/418=2821.5KN.m6958=5748KN.m，满足要求。弯矩图：（单
9、位：KN.m）最大剪力Q=1/2（P+ql）=1/2（600+318）=327KN6245=1470KN，满足要求。剪力图：（单位：KN）5、45b工钢计算钢管桩顶横梁采用45b工字钢，长度6米。根据贝雷梁计算可知，45b工钢所受集中力为327KN，每根钢管桩顶受力为327/2=163.5KN。工钢截面性质如下：A=111.45cm2，Wx=1500cm3，Ix=33800cm4EA=2.1108111.4510-4=2340450KNEI=2.11083380010-8=70980KN.m2截面允许弯矩为M=145000150010-6=217.5KN.m截面允许剪力为Q=85000451.
10、3510-4=516.4KN简化计算模型如下（工45b）：跨中最大弯矩M=1/8ql2+P/4l=1/80.8750.822+163.5/40.82=33.59KN.m217.5KN.m，满足要求。弯矩图：（单位：KN.m）最大剪力Q=1/2（P+ql）=1/2（163.5+0.8750.82）=82.11KN516.4KN，满足要求。剪力图：（单位：KN）最大剪力为95.18KN 516.4KN，满足要求。6、钢管桩计算钢管采用82010mm钢管，A=254cm2，I=210000cm4，i=28.64cm,l0=3.5m,= l0/i=3.5/0.2864=12.2,查表得，=0.989（
11、焊管，b类截面）根据上述计算可知，单根钢管最大轴向力为178.2KN。=N/A=178.2/0.99325410-4=7.01MPa140MPa。7、混凝土扩大基础验算钢管桩底为C25混凝土基础，尺寸为5m2m1.5m。预埋钢板面积为1m1m1m2，则混凝土压应力为176.82/1=176.82KPa1230 KPa，满足要求。基础砌筑在砂砾层上，容许承载力为fa0=260KPa。基底最大承载力为26052=2600KN，远大于基础所受最大荷载356.4KN。满足要求。 在基础顶部和底部各设置一层12mm钢筋网，网格间距15cm15cm，以防止混凝土开裂。8、桥台基础及地基承载力验算两岸桥台台身为C25片石砼，基础为M7.5浆砌片石，基础横桥向6m，纵桥向3m，高1m。则基础最大承载力为26063=4680KN，满足要求。 7
