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栈桥验算
栈桥及钻孔平台结构验算书
一、贝雷纵梁验算
栈桥总宽6m,栈桥结构自上而下分别为:
φ500×8mm钢管桩,28b型工字钢横梁,贝雷架梁、25b型钢工字钢分配横梁(间距0.40m)、桥面为10mm钢板。
单片贝雷梁:
I=250497.2cm4,E=2×1010Mpa,W=3578.5cm3
[M]=788.2kn·m,[Q]=245.2kN;
则4EI=2004×106kN·m
(一)荷载的布置
1.上部结构恒载(按6m宽度计)
(1)面层钢板:
6×6×62.8=2260.8kg
(2)贝雷架287×4=1148kg;[M]=3152.8kN·m[Q]=980.8KN
(3)I27.5分配梁:
42.8×6=256.8kg
(4)I32.5枕梁:
52.7×6=316.2kg
(5)砼输送排污,行人堆放材料:
(70+80+50+250)×10=4.5kN
2.活载
(1)汽-20级
(2)汽车起重机
(3)人群不计
考虑栈桥实际情况同方向车辆间距大于15m,即一跨内同方向半幅桥内最多只布一辆中车。
(二)上部结构内力计算
1.贝雷梁内力计算:
(1)一辆汽车汽-20级重车(布置在跨中,按简支计算)
对B点取距,由∑Mb=0;
RA=(120×2.3+120×3.7)/6=120kN
M中=(120×3-120×0.7)=276kN·m
f1=pal2(3-4a2/l2)/(24EI)=120×1000×62×2.3(3-4×2.32/62)/(6×4EI)=0.2cm
R1=R2=pb/l=120×5.3/6=106kN
R3=pb/l=60×2/6=20kN
RA=R1+R2+R3=232kN
起重吊车:
满载重为60t,600kN则:
对B点取距:
荷载分布如图
RA=(270×2.3+270×3.7)/6=270kN
M中=(270×3-270×0.7)=891kN·m
f1=pal2(3-4a2/l2)/(24EI)=0.448cm
R1=R2=pb/l=238kN
R3=pb/l=60×2/6=20kN
RA=R1+R2+R3=848.6kN
(3)恒载
按等跨简支梁计算,根据桥涵手册得:
计算得:
q=39.8kN·m
支点:
Mmax=0
Rmax=1/2QL=2/39.8×6=238KN
跨中:
Mmax=QL2/8=134.1kN·m
Rmax=0
fmax=0.664×39.8×64/(100×EI)=0.063cm
(4)恒载+汽-20组合:
Mmax=134.1+1.2×1.15×276
=514.98kN·m≤[M]=3152.8kN·m
Rmax=489+1.2×1.15×120=641.6Kn≤[Q]=980.8Kn
f=0.0663+1.1×1.2×0.2=0.32036cm≤600/250=2.4cm
(5)恒载+起重吊车组合:
Mmax=134.1+1.2×1.15×891
=1363.68kN·m≤[M]=3152.8kN·m
Rmax=489+1.2×1.15×270=879.6Kn≤[Q]=980.8Kn
f=0.0663+1.1×1.2×0.448=0.658cm≤600/250=2.4cm
(二)横向梁分配梁验算:
(按60t吊车验算)
计算跨径l=6.0m,采用28b型工字钢。
E=2×105,I=7480cm4,WX=534cm3,
[σ]=188.5Kpa;[τ]=85MPa
SX=309.09;荷载分布如图:
RA=135kN;M中=135×1.75=236.5kN·m
σmax=Mmax/WX=147.5KPa≤1.3[σ]=188.5KPa
τ=QSX/(IXt)=50.26≤[τ]=85MPa
f1=pal2(3-4a2/l2)/(24EI)
=135×62(3-4×1.752/62)×1.75/(24
×2.0×1011×7480×10-8)
=6.3mm≤600/250=2.4mm
(三)墩顶横梁计算:
每榀贝雷量横梁荷载为848.6/2=424.3kN;计算跨径为L=4.50M,采用320型工字钢,:
E=2×105,I=11075.525cm4,
WX=692.202cm3,iX=12.84mm;SX=309.09;
荷载分布如图:
R=P/2=217.15kN,
Q=R/2=108.575kN,
M=PL/4=381.87kN·m
σ=Mmax/Wx=381.87×1000/(4×692.202)
=137.92≤145×1.3=188.5Mpa
τ=QSX/(IXt)=31.38≤[τ]=85MPa
f1=pl3/(48EI)
=0.36mm≤450/250=1.8mm
(四)钢管桩验算:
(1)承载力简算:
考虑2.0的安全系数:
单根钢管桩的承载力:
F=848.6/4=212.15Kn
钢管桩的入土深度:
H=212.15×2/(0.6×3.14×12)=18.8m
最长的钢管桩(5#墩)的长:
H=4.63+1.5+18.8=24.93
(2)钢管桩稳定性简算:
(考虑到所有钢管为旧钢管,壁厚按5mm计算)
I=3.14×0.64(1-594/604)/64=4.134×10-4m4
单桩的稳定长度LP=1.0(I0+H)=24.2m
I0为地面以上桩长取最大值5.4m
钢管桩身抗弯刚度:
EI=2.0×1011×4.134×10-4/1000=82680kN·m2
单桩的屈曲临界荷载:
Pcr=∏2×EI/LP2=1393.38kN
有以上计算可得出钢管桩满足稳定性要求!
二、工作平台的验算:
平台宽:
6.0m,每个平台长18m,结构组合:
直径500mm钢管桩,I50a工字钢纵梁,I28a横梁,10mm钢板面层。
恒载:
10mm钢板面层:
6×18×62.8=6782.4kg;
I50梁:
3×18×106.316=5741.064kg;
I28a横梁36×6×43.492=9394.292kg;
砼输送管:
3/18.5=0.17kN/m
合计:
61.75kN/m
活载:
钻孔振动气锤:
20t,
人群荷载不计;
(一)、上部结构内力计算:
(1)I50纵梁内力的计算:
E=2×105,I=46500cm4,
WX=1860cm3,iX=19.7mm;SX=1086.4cm2
活载计算
钻孔振动气锤:
考虑气锤的冲击去安全系数1.2,(荷载布置图如下)跨中布置:
240
8A8B8
P=20×10×1.2=240kN
对B点取距,由∑MB=0,得:
RA=(240×3)/6=120Kn;
MA=120×4=480kN/m
f1=pal2(3-4a2/l2)/(24EI)=1.68mm;
布置在梁支点上:
(荷载布置图如下):
240
8A8B
RA=P=240Kn;
MA=0;
恒载计算:
q=61.75kN/m;
跨中:
Mmax=1/8ql2=494kN·m
fmax=0.644ql2/(100EI)=0.37mm;
支点:
Mmax=0.3125ql2=1235kN;
Rmax=0.167ql=82.5kN;
荷载组合:
恒载+钻孔振动气锤:
M总=1235+480=1715kN·m
Qmax=240+82.5=322.5kN
σ=Mmax/Wx=1715/(508.2×2)
=168.7MPa<1.3[σ]=188.5MPa
f=1.2×1.15×1.68+0.37=2.688mm<L/250=3.2mm
τ=QSX/IX=322.5×1086.45/46500×19.7
=38.3MPa<[τ]=85MPa
(2)横梁的验算:
计算跨径为4.5m的I28a工字钢,E=2×105
I=11075.525cm4,WX=692.202cm3,iX=12.84mm;
SX=309.09cm2;
荷载分布图如下:
240
2.252.25
R=100Kn
M=120×2.25=270kN·m
σ=Mmax/Wx=270/508.2=53.15MPa<1.3[σ]=188.5MPa
τ=QSX/IX=120×293.8/(7110×11.3)
=56.3MPa<[τ]=85MPa
(二)钢管桩的验算:
(1)承载力检算:
单根钢管桩的承载力:
F=322.5/2=161.25
钢管桩的入土深度:
H=2×161.25×(0.6×3.14×12)=14.26m
(2)钢管桩稳定性检算:
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