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1、吉兆桥桥梁及附属工程龙门吊轨道栈桥计算书龙门吊轨道栈桥计算书1、概述本工程为海河吉兆桥桥梁及附属工程，根据设计形式，本次修建桥梁是一座跨海河桥，桥梁修筑起点为K0+445.322，修筑终点为：K0+812.652，全长365m，修筑面积约为14800m2，设计形式为：现浇预应力钢筋混凝土箱梁+钢结构桥梁+现浇预应力钢筋混凝土箱梁。钢结构部分为三跨钢桁架结构形式，横跨海河，跨度200m，桥面宽40m，三跨中最大跨径90m。两侧引桥为现浇预应力钢筋混凝土箱梁，其中海河东侧引桥三跨（25m+25m+25m）共长75m，桥面宽35m；海河西侧引桥四跨（20m+21m+31m+18m）共长90m，桥面宽
2、40m。桥梁平面图桥梁立面图根据主桥施工工艺，在设计桥位两侧各搭建1座跨河栈桥，在龙门吊栈桥搭设完毕后，前期用于水中下部结构（灌注桩、承台、墩柱）的施工便道，上部行驶吊车、混凝土罐车等运输车辆，完成下部结构后铺设龙门吊轨道，架设龙门吊机，完成刚桁架的吊运与拼装。2、计算依据1) 海河吉兆桥龙门吊机栈桥初步设计文件及部分地质资料；2)钢结构设计规范（GB50017-2003）；3)公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；4)公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ 025-86)；5)公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；6)建筑结构荷载规范（GB50009-2001）
3、。3、计算荷载3.1自重1) 桥面系方木容重按计。2) 贝雷片自重按单片0.35t计，其单片重量包括销轴，支撑架等结构自重。3) I36b自重为；龙门吊机轨道为P43钢轨，每延米43kg。3.2车辆荷载1) 10m3混凝土搅拌运输车10m3混凝土搅拌运输车：同方向行驶时，两车净距不小于10m；栈桥横断面上布置满载汽车一辆，如表1和图1所示。 10m3混凝土搅拌运输车荷载表 表1一辆汽车总重力前轴重力中轴重力后轴重力轴距(m)轮距(m)前轮着地宽度及长度(m)后轮着地宽度及长度(m)车辆外形尺寸(m)350kN70 kN140 kN140 kN4.0+1.41.80.30.20.60.282.5
4、图1 10m3混凝土搅拌运输车平面尺寸图2) 50t履带吊机50t履带吊机自重50t，最大吊重为14.0t。单条履带接触面积为4650mm760mm。50t履带吊机在通航孔起吊时则仅限于墩顶起吊作业。其外部尺寸见图2所示，其负荷特性表见表2所示。 50t履带吊机负荷特性表 表2 （单位：t） a b13.016.019.022.025.028.031.034.037.040.043.046.049.052.03.750.00(4.5m)36.554.044.8544.80(5.5m)26.555.031.0030.9030.8530.856.023.5523.5023.4023.4023.30
5、23.307.018.9818.8518.8018.7518.6518.6018.558.015.7515.6515.6015.5515.5015.4515.3515.3015.209.013.4513.3513.3013.2513.1513.1013.0512.9512.9012.8512.7510.011.7011.6011.5511.5011.4011.3511.2511.2011.1511.0511.0010.9010.8512.09.209.159.069.088.908.858.808.708.658.558.508.408.358.2514.08.95(12.3m)7.457.4
6、07.357.257.207.107.056.956.906.806.756.656.6016.06.90(14.9m)6.206.156.056.005.905.855.755.705.605.555.455.3518.05.50(17.5m)5.205.155.055.004.984.854.754.704.604.554.4520.04.504.454.354.304.204.154.053.953.903.803.7522.03.853.803.703.653.553.503.403.353.253.1524.03.70(22.7m)3.353.253.203.103.082.952.
7、852.802.7026.015.553.10(25.3m)2.852.802.702.652.552.462.352.2528.02.55(27.9m)2.452.352.302.202.102.001.9030.02.152.102.001.901.801.701.6032.02.10(30.5m)1.801.701.601.501.401.3034.01.70(33.0m)1.501.351.251.151.05注： a.表示主臂长（m）； b. 表示工作幅度（m）。3) 60t龙门吊机单个龙门吊机共有4个轮组，共计8个轮子，如图3所示： 图3 龙门吊机总体布置图龙门吊机自重为750kN
8、，单个龙门吊机设计吊重为600kN，现场仅提供单侧支点水平反力为45kN，其竖向反力未提供，本计算书按以下方法求解竖向力。单个龙门吊机最大吊重为430kN，为第3#或11#块段(双榀)。当吊装第3#或11#块段时，第3#(11#)块段距一侧支腿距离为39.65m，龙门吊机支腿分配的反力：由此可得：龙门吊机一侧最大反力：单个轮组反力：3.3 其他可变作用1) 栏杆荷载：按人行道栏杆设计，作用于栏杆立柱顶上的水平推力标准值为：0.75kN/m；作用于栏杆扶手上的竖向力标准值为：1.0kN/m。2) 风载:栈桥自身施工状态或栈桥工作状态的允许风力为6级。当风力超过6级时，禁止栈桥自身施工和在栈桥上吊
9、装作业。由于栈桥高程较低，本文计算中不考虑风载的作用。3)水流力：现场实测水流流速为0.3m/s，流速小，因此本计算不考虑水流力的影响。4、栈桥计算本计算书对栈桥结构进行计算复核，其计算方法按容许应力法进行计算，Q235钢材正应力容许值按140MPa计，剪应力容许值按80MPa计。4.1、非通航孔主桁计算非通航孔栈桥横断面图如图4所示，其主桁为I36b，栈桥跨度为4.0m+3.5m+4.0m，并采用三跨一联的连续梁结构。图4 栈桥非通航孔横断面布置图4m跨栈桥上部结构自重为：自重对单根I36b纵梁产生的弯矩：4.1.1 混凝土搅拌车荷载组合计算混凝土搅拌车行驶时，其后轴在4.0m跨时，边跨主梁
10、受弯，按简支梁计算，混凝土搅拌车单侧荷载对主梁产生的最大弯矩：当荷载由一片I36b承受，其应力为：主梁受力满足要求。4.1.2 50t履带吊机荷载组合计算履带吊机在全桥走行或起吊作业时，其一侧履带作业范围必须限定于加密的I36b纵梁上。50t履带吊机最大吊重为14t，当履带吊机偏吊时，履带吊机单侧履带荷载: 按纵桥向最不利位置布置，其对主梁产生的弯矩：履带吊机在栈桥上走行或吊装作业时，履带吊机一侧履带应布置于间距为300mm的I36b纵梁上方。履带吊机横桥向布置如下图所示。图5 50t履带吊机横桥向布置图当履带吊机一侧履带作用于3片I36b上时，其应力为：当履带吊机正吊时，其一侧履带线荷载为：
11、其产生的最大弯矩为：其作用于两片I36b上，其应力为：4.1.3龙门吊机荷载组合计算龙门吊机每个轮组间的两个轮子间距为1.0m，其反力按集中力计算，且集中力为。当一个轮组作用于栈桥某4m跨跨中时，对主梁产生的弯矩：由于桥面板为方木，其分配性能较差，需对其进行定量分析。栈桥上部钢轨布置位置固定，其上I36b纵梁交错布置，钢轨中心线与4I36b中心线间距为81mm，如下图所示。图6 钢轨与纵向I36b布置图采用Midas软件建立部分栈桥计算模型，在P43钢轨上均布加载单位荷载，求解四片I36b纵梁仅在外部荷载作用下的受力情况，从而得出四片I36b纵梁在龙门吊机作用下各自的受力特点。图7 方木分配性
12、能计算模型(荷载单位：kN)在非通航孔处P43钢轨上加载1.0kN荷载，其四片I36b纵梁在荷载作用下的受力如图8所示。图8 四片I36b纵梁在单位荷载作用下弯矩图由上图可知，钢轨下4片I36b纵梁受力分配系数分别为0.15、0.30、0.27和0.28，可以按此分配系数确定四根I36b纵梁中单根纵梁的受力。因此，在龙门吊机吊装作用下，I36b纵梁的最大应力：单根I36b纵梁受力小于140MPa，故龙门吊机在非通航孔上吊装作业时，栈桥主梁受力满足要求。综上三种荷载工况所述，栈桥非通航孔I36b纵梁受力满足要求。4.2通航孔贝雷片计算通航孔栈桥如图9和图10所示，单跨简支梁体系，跨径为12.0m
13、，其主桁为9片贝雷片，三榀一组。图9 通航孔栈桥立面图图10 通航孔栈桥横断面图(1) 通航孔总长为15m，上部结构自重为：方木桥面板自重：贝雷片自重：单根分配梁自重：钢轨自重：因此，上部结构自重：单片贝雷片反力：单片贝雷片因自重引起的弯矩：(2) 混凝土搅拌车行驶时，其中、后轴行驶至跨中时，贝雷片受力最不利，两端反力分别为155kN和195kN，一榀贝雷片的最大弯矩为：故单片贝雷片弯矩最大值为:贝雷片弦杆受力满足要求。由上述计算，单片贝雷片竖杆受力最大值：贝雷片竖杆受力满足要求。(3) 50t履带吊机最大吊重为14t，当履带吊机于12m跨跨中作业时，履带吊机单侧履带荷载为: 按纵桥向最不利位置布置，且履带按两片贝雷片承受全部荷载，则履带吊机其对贝
