剡江桥栈桥计算书定稿.docx
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剡江桥栈桥计算书定稿
奉化西环线公路工程(江拔线至滕头段)
栈
桥
计
算
书
编制:
审核:
奉化西环线公路工程(江拔线至滕头段)项目经理部
二○一六年四月
目录
1、基本资料1
2、受力验算2
2.1、内力计算2
2.2钢面板计算3
2.3I10#工字钢验算6
2.4I20b工字钢验算8
2.5贝雷片验算11
2.6横向分配梁验算20
2.7钢管桩验算24
1、基本资料
栈桥位于剡江大桥两侧,共有两座,栈桥宽4.5m,单个栈桥长140m,泵车停放位置栈桥宽9.68m、长12m,单个栈桥共设置两处泵车停放位置。
栈桥基础采用¢500×8mm钢管桩,桥面4.5m宽位置由2根钢管桩组成,钢管桩中到中间距3.06m,泵车停放位置单排桩中到中间距为2.97m+3.06m+2.97m组成,桩长为12.8m~21.7m,钢管桩纵向间距分为:
东侧栈桥3×12m+18m+7×12m;西侧栈桥3×12m+18m+7×12m。
栈桥内桥面边距离现浇箱梁边3m。
一排钢管桩间采用2根[16#槽钢平联,2根[16#槽钢十字联。
钢管桩顶设置双拼I40b工字钢横向分配梁,长度为4m(泵车停放位置12m)。
I40b工字钢顶设置两组90cm双排单层贝雷片纵向分配梁,贝雷片组与组中到中间距为2.66m。
贝雷片顶设置I20b工字钢横向分配梁,工字钢单根长度4m(泵车停放位置12m),工字钢间距0.68m。
I20b工字钢顶设置I10#工字钢纵向分配梁,工字钢间距0.355m。
I10#工字钢顶设置厚度1cm厚防滑钢板。
桥面顶焊接¢48mm钢管护栏。
每座栈桥外侧在通航位置设置限高门架,限高门架设置在4#墩和5#墩之间。
门架两侧基础采用¢508×8mm钢管桩,钢管桩顶采用2根12mI20b工字钢焊接,钢管桩中心间距为18m。
限高门架距离栈桥中心12m。
栈桥主要荷载为砼搅拌车、砼泵车、自卸车以及汽车吊。
图:
4.5m宽桥面横断面
图:
泵车停放位置横断面
栈桥两侧设置6m长搭板,搭板宽4.5m,厚20cm的C30钢筋砼结构。
2、受力验算
2.1、内力计算
恒载:
δ10mm钢板4.6*1*0.01*7.85*10=3.611KN/m
I10#工字钢纵向分配梁9*11.2/100=1.008KN/m
I20b工字钢横向分配梁31.086*4*20/15/100=1.66KN/m
纵向贝雷片与连接片(4*5*260+2*5*33)/15/100=3.687KN/m
I40b工字钢73.8685*2*4/100=5.91KN/根
活载:
砼搅拌车整车重量15t,9m3砼重量21.6t,总重量38t,前后轮轴距4m,左右轮距1.9m,后轮承重70%的力。
自卸车整车重量15t,载货重量35t,总重量50t,后轮承重70%的力。
25t汽车吊自重30t,吊重限荷不超过10t。
砼泵车47m距离(支腿间距9*9m),整车重量38t,工作时砼重量10t,总计48t
受力情况分析:
自卸车后轮胎宽0.3m,接触面长0.23m,轮胎外到外间距2.40m,行走在栈桥面时如下图:
图:
自卸车后轮胎横向位置
图:
自卸车轮胎纵向位置
自卸车后轮胎共有8只,后轮胎总计承载力为50×0.7=35t,每只后轮所承载力为35÷8=4.375t,计算时取100cm宽铁板,则每个轮胎的均布荷载为4.375×10÷0.23=190.2KN/m,I10#工字钢按照间距35.5cm满足要求,具体计算如下:
2.2钢面板计算
1)总体信息
(1)自动计算梁自重,梁自重放大系数1.20
(2)材性:
Q235
弹性模量E=206000MPa
剪变模量G=79000MPa
质量密度ρ=7850kg/m3
线膨胀系数α=12x10-6/°c
泊松比ν=0.30
屈服强度fy=235MPa
抗拉、压、弯强度设计值f=190MPa
抗剪强度设计值fv=110MPa
(3)截面参数:
铁板
截面上下对称
截面面积A=10000mm2
自重W=0.769kN/m
面积矩S=12500mm3
抗弯惯性矩I=83333mm4
抗弯模量W=16667mm3
塑性发展系数γ=1.20
2)荷载信息
(1)活荷载
①均布荷载,190.20kN/m,荷载分布:
距左端0.76m起0.23m
②均布荷载,190.20kN/m,荷载分布:
距左端1.06m起0.23m
③均布荷载,190.20kN/m,荷载分布:
距左端2.62m起0.23m
④均布荷载,190.20kN/m,荷载分布:
距左端2.93m起0.23m
3)内力、挠度计算
(1)弯矩图(kN.m)
1.20恒+1.40活
(2)剪力图(kN)
1.20恒+1.40活
(3)挠度
1.0恒+1.0活
(4)支座反力(kN)
1.20恒+1.40活
4)单元验算
从分析图得出第4跨受力最大,所以只列出第4跨受力计算。
第3跨:
(1)、内力范围、最大挠度
(a)、内力范围:
弯矩设计值-1.37~2.86kN.m
剪力设计值-14.03~47.61kN
(b)、最大挠度:
最大挠度0.50mm,最大挠跨比1/713
(挠度允许值见《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A.1)
(2)、强度应力
最大剪应力τ=Vmax*S/I/tw
=47.61*12500/83333/1000.0*1000
=7.1MPa≤fv=110MPa满足!
最大正应力σ=Mmax/γ/W
=2.86/1.20/16667*1e6
=143.0MPa≤f=190MPa满足!
(3)、稳定应力
整体稳定系数φb=1.00
最大压应力σ=Mmax/φb/W
=2.86/1.00/16667*1e6
=171.6MPa≤f=190MPa满足!
(4)、该跨验算结论:
满足!
连续梁验算结论:
满足!
2.3I10#工字钢验算
从桥面板计算中得出最大支座反力为80.4KN,这个力为1.2恒+1.4活的反力,所以这里计算按照1的系数计算,经验算下部I20b工字钢间距为68cm满足要求。
上步计算中的反力1.20恒+1.40活
1)总体信息
(1)自动计算梁自重,梁自重放大系数1.20
(2)材性:
Q235
弹性模量E=206000MPa
剪变模量G=79000MPa
质量密度ρ=7850kg/m3
线膨胀系数α=12x10-6/°c
泊松比ν=0.30
屈服强度fy=235MPa
抗拉、压、弯强度设计值f=215MPa
抗剪强度设计值fv=125MPa
(3)截面参数:
普工10
截面上下对称
截面面积A=1430mm2
自重W=0.110kN/m
面积矩S=27921mm3
抗弯惯性矩I=2450000mm4
抗弯模量W=49000mm3
塑性发展系数γ=1.05
2)荷载信息
(1)、集中力,80.40kN,荷载位置:
距左端1.08m
(2)、集中力,80.40kN,荷载位置:
距左端2.38m
3)内力、挠度计算
(1)弯矩图(kN.m)
(2)剪力图(kN)
(3)挠度
(4)支座反力(kN)
4)单元验算
从验算情况来分析,第4跨受力最大,所以这里只显示第4跨计算,其它跨省略。
第4跨:
(1)、内力范围、最大挠度
(a)、内力范围:
弯矩设计值-9.92~4.34kN.m
剪力设计值-41.97~38.52kN
(b)、最大挠度:
最大挠度0.61mm,最大挠跨比1/1107
(挠度允许值见《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A.1)
(2)、强度应力
最大剪应力τ=Vmax*S/I/tw
=41.97*27921/2450000/4.5*1000
=106.3MPa≤fv=125MPa满足!
最大正应力σ=Mmax/γ/W
=9.92/1.05/49000*1e6
=192.8MPa≤f=215MPa满足!
(3)、稳定应力
整体稳定系数φb=1.00
最大压应力σ=Mmax/φb/W
=9.92/1.00/49000*1e6
=202.5MPa≤f=215MPa满足!
(4)、该跨验算结论:
满足!
连续梁验算结论:
满足!
2.4I20b工字钢验算
从面板验算中得出I20b工字钢所受为集中力,每根工字钢分6个主要集中力,最大为80.4KN。
1.20恒+1.40活
1)总体信息
(1)自动计算梁自重,梁自重放大系数1.20
(2)材性:
Q235
弹性模量E=206000MPa
剪变模量G=79000MPa
质量密度ρ=7850kg/m3
线膨胀系数α=12x10-6/°c
泊松比ν=0.30
屈服强度fy=235MPa
抗拉、压、弯强度设计值f=215MPa
抗剪强度设计值fv=125MPa
(3)截面参数:
普工20b
截面上下对称
截面面积A=3960mm2
自重W=0.305kN/m
面积矩S=144977mm3
抗弯惯性矩I=25000000mm4
抗弯模量W=250000mm3
塑性发展系数γ=1.05
2)荷载信息
(1)、集中力,33.00kN,荷载位置:
距左端0.89m
(2)、集中力,80.40kN,荷载位置:
距左端0.89m
(3)、集中力,16.70kN,荷载位置:
距左端1.24m
(4)、集中力,15.60kN,荷载位置:
距左端2.31m
(5)、集中力,79.90kN,荷载位置:
距左端2.66m
(6)、集中力,34.50kN,荷载位置:
距左端3.02m
3)内力、挠度计算
(1)弯矩图(kN.m)
(2)剪力图(kN)
(3)挠度
(4)支座反力(kN)
4)单元验算
从受力分析来看第3跨最大,所以只计算第3跨步骤,其它省略。
第3跨:
(1)、内力范围、最大挠度
(a)、内力范围:
弯矩设计值-4.34~5.64kN.m
剪力设计值-8.14~106.58kN
(b)、最大挠度:
最大挠度0.05mm,最大挠跨比1/20000
(挠度允许值见《钢结构设计规范》(GB50017-2003)附录A.1)
(2)、强度应力
最大剪应力τ=Vmax*S/I/tw
=106.58*144977/25000000/9.0*1000
=68.7MPa≤fv=125MPa满足!
最大正应力σ=Mmax/γ/W
=5.64/
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