钢栈桥计算书617.docx
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钢栈桥计算书617
长江宜昌航道工程局
汉孝城际铁路二标项目经理部
钢栈桥结构受力
计算书
计算:
复核:
编制时间:
二O一O年四月
栈桥计算书
一、结构形式
架空栈桥总长约300m,宽6.0m,起于府河大堤,止于174#墩。
桥中心线与汉孝城际铁路大桥轴线一致。
沿着桥轴线在173、174#墩侧面设辅助平台各一座。
栈桥两侧设栏杆,上部结构采用型钢结构。
173~174#轴跨间有桥墩处,上部梁板自成一体,以便整体拆卸。
主纵梁选用“321”型贝雷架,下横梁采用三排工25a,桥墩采用桩基排架,每榀排架下设3根Φ529×10mm钢管桩,钢管桩跨距为9m、12m两种规格。
自下而上依次为Φ529×10mm钢管桩,工25a下横梁,长为6.0m;纵梁选用“321”军用贝雷梁3组、每组2片;工25a横向分配梁,布置间距1.5m,长度为7m;工12纵向分配梁,布置间距30cm;δ10桥面钢板满铺。
平行于主墩承台的辅助平台结构与钢栈桥相同,钢管桩跨距9m,每排设4根钢管桩。
栈桥结构图
二、荷载布置
1、上部结构恒重(6米宽计算)
⑴δ10钢板:
6×1×0.01×7.85×10=4.71KN/m
⑵工12纵向分配梁:
2.155KN/m
⑶工25a横向分配梁:
1.75KN/m
⑷贝雷梁:
6.66KN/m
⑸三工25a下横梁:
6.86KN/三根
2、活荷载
⑴30t砼车
⑵履带吊55t:
自重60t+吊重20t、280型旋挖钻自重80t
⑶施工荷载及人群荷载:
4KN/m2
考虑栈桥实际情况,同方向车辆间距不小于24米,即一跨内同方向最多只布置一辆重车。
三、上部结构内力计算
〈一〉贝雷梁内力计算
计算跨径为L计=12m(按简支计算)。
〈1〉弯矩M:
1300KN砼车(一辆)(按汽车-20级重车)布置在跨中时:
Mmax1=0.25×120×12+4.6/12×120×12/2+2/12×60×12/2
=696kN.m
2履带-55(旋挖钻)布置在跨中时
履带-55履带接触地面长度为5.3m,在吊重200KN的情况下,近似按集中荷载计算,P=600+200=800.0KN;旋挖钻机自重也简化为集中荷载,计算偏于安全。
Mmax2=1/4×(600+200)×12=2400.0kN.m
3施工荷载及人群荷载
Mmax4=0.125×28.0×122=504.0kN.m
4恒载
M=0.125×16.5×122=297.0kN.m
〈2〉对支点剪力Q:
130t砼车行驶临近支点时:
Qmax1=120+120×(10.6÷12)+60×(6.6÷12)=259kN
2履带-55(旋挖钻)前方临近支点时:
Qmax2=9.35/12×800=623.3kN
3施工荷载及人群荷载:
Qmax3=0.5×28.0×12=168KN
4恒载内力:
Qmax4=0.5×16.5×12=99KN
荷载组合:
贝雷梁上最大内力为65t履带吊与恒载组合:
履带吊在吊重200KN的情况下不考虑错车及桥面施工荷载和人群荷载。
Mmax=1.3×(2400+297)=3506.1kN.m
<[M]=1576.4×3kN.m=4729.2KN.m
Qmax=1.3×(623.3+99)=939kN<[Q]=490.5×3=1471.5kN
满足。
选用3组,每组2片,单排。
具体结构尺寸见设计图纸。
<二>I25a横向分配梁内力计算
1、30t砼车时
砼罐车半边车轮布置在I25a横向分配梁的跨中情况为最不利,不考虑工12的分布作用。
Mmax1=1/4×120/2×2.4=36kN.m
砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大:
Qmax1=60kN
错车时轮压在主纵梁上或附近处,不是最不利情况,不计算。
2、履带-55(旋挖钻)
履带-55的履带接地宽度700mm,如上图布置,履带吊布置在I25a跨中时有四根I25a横向分配梁承受;布置在临近支点时考虑四根I25a横向分配梁承受。
履带-55的自重600KN和吊重200KN作用时考虑每个履带支点承受1/2荷载,即400KN。
每根I25a受力如下:
Mmax2=1/4×400×2.4/4=60kN.m
Qmax2=400/4=100kN
3、恒载
q=(5.495+2.556)/7×1.5=1.12KN/m
M=1/8×1.12×2.42=0.8KN.m
Q=1.12×2.4/2=1.3KN
4、施工荷载和人群荷载
q=4×1.5=6KN/m
M=1/8×6×2.42=4.3KN.m
Q=6×2.4/2=7.2KN
荷载组合:
贝雷梁上最大内力为履带吊与恒载组合:
履带吊在其上方时情况为最不利。
则σ=M/W=(60+0.8)×103/401.88
=151.3MPa<[σ]=200Mpa
Qmax/A=(100+1.3)/48.5×10=20.9MPa<[τ]=115Mpa
<三>工12纵向分配梁内力
1、30t砼车
计算跨度为1.4m。
单边车轮布置在跨中时弯距最大
Mmax1=1/4×60×(1.5-0.1)=21KN.m
单边车轮布置在临近支点时剪力最大
Qmax1=60KN
2、履带-55
Mmax2=1/8×75.5×1.52=21.2KN.m
Qmax2=1/2×75.5×1.5KN.m=56.6KN
无论履带吊还是砼罐车作用在工12上按两根计算,面板和自重忽略不计。
Wx=77.529×2=155.1cm3A=2×18.1=36.2cm2
σ=Mmax/Wx=21.2/155.1×104=136.7MPa<[σ]=200Mpa
Qmax/A=56.6/36.2×10=15.6MPa<[τ]=115Mpa
满足。
工12布置为间距300mm。
<四>桥面钢板内力
取1米宽板条,按单向板计算,当荷载为30t砼车时为最不利。
跨中弯矩MOP=0.125×100×(0.4-0.074)2=1.33Kpa
有效分布宽度a=0.4m
最大弯矩为M=MOP/a=1.33/0.4=3.3kPa
W=bh2/6=1×0.012/6=1.67×10‐5m3
σ=M/W=3.3×103/1.67×10-5=197.6MPa<[σ]=200Mpa
四、钢管桩承载力计算
1、单桩最大需承力
P=800/3+1.3/5.7×400+16.5×12/3+7.42/3=426.0kN
按单桩承载力500kN计算
2、钢管桩入土深度:
(包括冲刷)
浅滩区考虑冲刷1.8米,在174#墩附近为最不利位置。
据P=(UΣαiτiLi+αAσR)/1.65
500=π×0.8×[(11.4-1)×30+(L1-11.4-1.8)×25]/1.65
L1=13.8m
取L1=14m
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