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1、津汉高速公路工程1标段潮白新河钢栈桥（贝雷架）计算说明书工程名称：津汉高速公路工程1标段编制 单位：津汉高速公路工程1标段项目经理部编 制 人：技术负责人：审批单位：审批人：中交一航局津汉高速公路工程1标段项目经理部2011年12月27日目录1、设计方案 22、施工方案 23、注意事项 34、栈桥检算 34.1、 贝雷片纵梁检算 54.1.1、 荷载计算： 54.1.2、 抗弯计算 64.1.3、 抗剪计算 64.1.4、 挠度计算 64.2、 工字钢横梁检算 74.2.1、 抗弯计算 74.2.2、 抗剪计算 74.2.3、 挠度计算 74.3、 钢管桩检算 74.3.1、 钢管桩承载能力检
2、算 74.3.2、 钢管桩摩擦力检算 84.3.3、 钢管桩检算 91、设计方案潮白新河为一级河道，主要功能为排洪、泄涝、供两岸工农业用水。据天津市宁车 沽闸管理所工作人员介绍，当潮白新河水位达到2.9m时即开闸泄洪，以防止周围农田鱼 塘等受灾害。综合考虑河道内现有水文地质情况及实际排洪、施工需要，根据现场地形，在潮白新河特大桥主河道范围内修筑钢栈桥便道。在15#16#墩之间预留航道，设计栈桥长180m,顶宽6日钢管桩顶高程2.5m,栈桥顶面高程3.77m。河滩部分采用山皮土便 道连接钢栈桥与堤岸，便道宽 6m施工期间做好汛期施工工作，并注意加强对便道、栈 桥的维修及保养。全桥分为17跨，共设
3、16个墩。桥梁跨度为第一跨和最后一跨为 8m,从第二跨到第 十六跨均为9nl桥宽6米，平台宽8米。主栈桥两侧基础采用混凝土扩大基础，中间均采用钢管桩，钢管桩规格为直径 600毫米、壁厚8毫米、长21米的钢管。每个墩设三根钢管桩作为基础。钢管桩顶采用三根 45工字钢作为横梁。副栈桥两侧基础采用混凝土扩大基，中间均采用钢管桩，钢管桩规格为直径600毫米、壁厚8毫米、长21米的钢管。每个墩设四根钢管桩作为基础。钢管桩顶采用三根 45工字钢作为横梁。栈桥上部结构采用10排贝雷片作为纵梁，分为 5组，用45厘米连接片进行连接， 两侧纵梁之间采用90厘米连接片进行连接，以增强栈桥的整体稳定性。钢平台上部结
4、构 采用10排贝雷片作为纵梁，分为 5组，用45厘米连接片进行连接，两侧纵梁之间采用 90厘米连接片进行连接，以增强平台的整体稳定性。桥面系满铺20cm的方木，桥面两侧设防护栏杆。2施工方案(1)施工准备使用50吨汽车吊装器材，同时在岸上拼装贝雷片，精确计算测量桥台及钢管桩的位置。(2)基础施工陆地部分采用50吨吊车和10吨震动锤打设，水中墩部分通过测量定位安装导向架，使用50吨吊车和10吨震动锤打入基础钢管桩，在施工中要保证钢管装的中心位置和垂直度，随时观察钢管桩的中心位置和惯入度，保证钢管桩基础的承载力。便桥两边基础采用混凝土扩大基。(3)横梁把钢管桩割成槽口，在槽口上焊接钢板然后架设三根
5、 45工字钢作为横梁，以用作贝雷片 的垫梁，为了保证工字钢的稳定性，把工字钢和钢管桩进行焊接。(4)梁部结构便桥共分为19跨，下部与横梁用U形螺栓进行连接，贝雷片之间采用连接片连接。贝雷片上每隔3米采用20的槽钢进行横向加固，以增强纵梁的稳定性。(5)桥面结构在纵梁上铺满方木作为桥面，通过螺栓与下面20槽钢进行连接。桥面两侧设防护栏杆，栏杆钢管直接焊接在20槽钢上。3注意事项(1)在便桥两端头设置限速牌，安全行驶标志，夜间警示标志。便桥上每隔一定间距设置限速设施及照明灯、荧光标志等。(2)各构件焊接要焊透，长度满足要求。螺栓连接应将螺栓拧紧，使用一段时间后安排专人检查加固。(3)临时便桥在使用
6、期间，要安排专人负责管理、检查、维护、保养。4栈桥检算4.1面板核算面板由200mm 200mmf木满铺组成，单根方木的线荷载为：q方木 500 10 0.2 0%00 0.2kN/m根据选用的材料为贝雷架。故面板的计算跨度为l (0.75 0.08) 1.1 0.737m.2 c c 2 rcr 2面板跨中弯矩为：M面板 qL 00 370.014kN?m88搅拌车共有三排轮胎，其中后两排有八个轮胎，按最不利荷载情况计算，则可认为由搅拌车产 生的荷载全部由后两排轮胎承受。荷载最大时为满载混凝土搅拌车的后两排轮胎中的两个轮胎在面板的跨中，轮胎尺寸示意图如下:0. 230.62 0轮胎尺寸示意图
7、（单位：mj）单个轮胎与地面的接触宽度为0.23日轮胎外侧间距为0.6mi在承受荷载后，轮胎将荷载向外传递，认为木方传递荷载的方式如下图所示：0.230.230.631.0轮胎传递受力示意图（单僦：贝恢递宽度为0.23+0.2+0.2=0.63m两侧并列轮胎传递长度为0.6+0.2+0.2=1m作用在桥面方木两跨范围内。搅拌车的荷载按分布荷载进行传递分布，则单侧轮胎的均布荷载为：1q 650162.5kN m4按最不利荷载的跨段长度为0.75m计算，计算长度为0.737m受力如下图：qq=86255kN/m最不利荷载情况下受力示意图ql282162.5 0.737 2 11.03kN ? mb
8、h2一 - 20.2 0.230.00133mbh3120.2 0.20.000133 m412(M面板M(014 11.03)0.00133 “MPa而根据面板选用的材料，根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-8日查得其容许 应力值为9.5MPa满足设计要求。5ql4384EI其弹性模量E=10GP a故面板产生的挠度值根据公式为:0.47 mm5 162.5 0.7374384 10 106 0.000133根据钢栈桥所选取的结构形式，容许挠度值为w L600 737600 1.228mm, w w,满足挠度要求。4.2贝雷片纵梁检算4.2.1荷载计算由于该桥在施工便道上，考虑
9、施工中要过50t履带吊和30t满载的混凝土罐车，以及材料车等，考虑动荷载系数，所以活荷载按80吨计算，贝雷片每一片的重量为 0.27吨,由于桥面自重转换为线性荷载后较小，计算过程中可以忽略不计。贝雷桁架的有关数据 从公路施工手册上查得高 x 长=150cm 300cm桁片惯性矩I0250497.2cm4桁架抵抗矩W03578.5cm3弹性模量_ 32210 103N /mm24.2.2抗弯计算由于便桥跨径都是9米，按其中一跨进行检算，贝雷片梁跨度按9m计算，则集中荷载所产生的弯矩:一 Pl 800 9M1441800kN m贝雷片自身所产生的弯矩:q 0.27 10 10 3 9kN/m2 一
10、 _2ql 9 9M 2 q- 91.125kN m88则.Mmax M1 M 2 1891 .125KN m每排贝雷梁所能承受的最大弯矩为 788.2KNm,10M 7882kN m M max 1891.125KN ?m所以贝雷片梁抗弯满足要求。4.2.3抗剪计算每排贝雷梁支点处最大剪力，故P 800V80kNV 80KN1010贝雷片最大抗剪为245.2KN, V 245.2KN所以贝雷片梁抗剪满足要求。4.2.4挠度计算集中荷载所产生的挠度:f1PL3339800 10910_3_448EI 48 210 10250497.2 10102.31 mm贝雷片自身所产生的挠度:f25qL4
11、384EI一 一 4125 9 91034384 210 10250497.2 10100.145mm则:fmaxf1 f2 2.455mm f 9000 22.5mm 400所以贝雷片梁挠度满足要求。4.3工字钢横梁检算4.3.1抗弯计算三根40b工字钢梁跨度按2.7m计算，荷载按集中力考虑：P 400kNmaxPl4400 2.74270kN mM W 140 103 0.00114 159.6kN m则.3M 478.8kN m M max 270KN ?m当采用两根工字钢布置时，2M 319.2kN m M max 270KN ?m所以工字钢梁抗弯满足要求。4.3.2抗剪计算每根工字钢
12、所承受的最大剪力 85MPa , S 85 0.0094112 799.952kN按照最大荷载全部由车辆后轴承受，则所受剪力为 V 400kN ,由横梁双拼工字钢或三 拼工字钢承受，则每根最大承受剪力为 200kN或者133.3kN,均小于容许应力值，所以 工字钢梁抗剪满足要求。4.3.3挠度计算PL348EI400 103 2.703 10948 210 103 32241 104 21.26mm f 27404006.85mm所以工字钢梁挠度满足要求。4.4钢管桩检算4.4.1 钢管桩承载能力 钢管桩直径60cm壁厚8mm钢管桩长21ml钢管桩计算按打入河床下15ml河床上外露6m考虑。方
13、木面板自重：（6X9X0.2X0.5X10） /3=18kN贝雷片自重：30X0.27 X 10/3=27kN横梁自重：（0.073878 X 10 X7X 3） /3=5.17kN钢管桩自重：7850X21X （3.14 X0.6 X0.6/4-3.14 X 0.584 X 0.584/4 ） X 10/1000=24.5KN分析各桩的最不利荷载情况为：将80t的荷载平均分给三根桩考虑起作用，在作用过程中，若履带中心与钢管桩中心重合时，其所受力将达到最不利荷载，此时分析其受力则将有一半的力作用在此桩上，一根桩可能承受的最大荷载为：18+27+5.17+24.5+400=476kN钢管桩壁厚8
14、mm外径D=600mm内径d=584mm4.4.2 钢管桩摩擦力检算根据港口工程桩基规范，桩基宜选择在中密或密实砂层，硬粘性土层，碎石类土或分化岩等良好土层作为桩基持力层。单桩垂直极限承载力设计值为：Pu Ufili RAK式中U为桩身截面周长，U=3.14X0.6=1.884mfi为桩在地基中穿过的各土层桩侧单位面积摩阻力（kPa）li为桩各层土的厚度R单位桩端阻力（kPa）A为桩身的截面面积K为桩端闭塞系数，一般为 0.80.85在最大深度处的地质情况如下：（15）土层名称fi深度范围桩长土层厚度淤泥质土0-3.5 -9.75.95.9粉质粘土27-9.7 -19.79.110根据桩长为21m则在粉细砂、粉土层的桩端承载力为P=1.884X (0X5.9+27 X9.1 ) +800X (3.14 X 0.36 + 4X 0.8)=643.8kN在淤泥质土深度最大处：（17.61）土层名称fi深度范围桩长土层厚度淤泥质土0-0.89 -8.797.97.9粉质粘土27-8.7
