钢便桥计算书(太阳河大桥)

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1、. .太阳河大道桥梁工程临时便桥计算书太平洋第设集团太阳河大道工程项目经理部二一六年六月目 录1、编制依据及规标准1.1、编制依据1.2、规标准2、主要技术标准及设计说明2.1主要技术标准2.2设计说明2.2.1、桥面板2.2.2、主梁2.2.3、桩顶分配梁2.2.4、基础2.2.5、附属结构3、荷载计算3.1、活载计算3.2、恒载计算4、结构计算4.1、桥面板计算4.1.1、荷载计算4.1.2、力学模型4.1.2、承载力检算4.2、主梁计算4.2.1、荷载计算4.2.2、材料力学性能参数及指标4.2.3、钢便桥最不利受力力学模型4.2.4、承载力验算4.3、桩顶分配梁计算4.3.1、荷载计算

2、4.3.2、材料力学性能参数及指标4.3.3、力学模型4.3.4、承载力检算4.4、钢管桩桩长计算4.4.1钢管桩最大荷载计算4.4.2入土深度计算4.4.3承载力验算太阳河大桥、太阳湖大桥临时钢便桥计算书1、编制依据及规标准1.1、编制依据1、中标通知书协议书2、现行施工设计标准3、施工栈桥方案图4、现行施工安全技术标准5现场踏勘及测量资料、施工调查资料1.2、规标准1、公路桥涵设计通用规JTG D60-20042、公路桥涵地基与基础设计规JTG D63-20073公路桥涵施工技术规JTG TF50-20114公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-20045、起重设备安装工程施工及验收

3、规GB50278-20106、路桥施工计算手册2、主要技术标准及设计说明2.1主要技术标准桥面宽度：7.0m振动锤：60型设计荷载：公路级汽车荷载桥跨布置： 1.5+12m*4+3 m+12 m *3+3 m*2+12*3+6+1.5m便桥全长：175m2.2设计说明太阳河大桥施工便桥设计荷载主要考虑结构自重,公路级汽车荷载,设计长度175m。现将各部分结构详述如下：2.2.1、桥面板整座便桥桥面板材料为6mm防滑钢板+15cm厚C30钢筋混凝土桥面板,桥面钢板与贝雷梁之间进行螺栓连接并坐砂浆,保证栓接质量。2.2.2、主梁采用三排单层+双排单层+三排单层321贝雷片3榀8片作为主梁,中间双排

4、单层贝雷梁与两边三排单层贝雷梁横向间距均为70,每榀贝雷梁顶面横向采用支撑架90联结,贝雷片下部两侧采用U形扣固定于桩顶分配梁上。2.2.3、桩顶分配梁便桥每个钢管支墩顶贝雷片主梁支承在2根I36b工字钢横向分配梁上；桩顶设置1000*1000*10mm钢垫板桩头,分配梁居中并与桩头焊接,保证分配梁的稳定性。I36b型工字钢双拼下横梁每根长度为7002.2.4、基础2.2.4.1、桥台基础桥台处于大堤位置,地基进行简单处理。栈桥两端与大堤顺接,两端填土并做浆砌石防护。2.2.4.2、桥墩基础钢管桩桥墩基础采用82010mm钢管桩,每排墩设置两根钢管桩；制动墩采用两排四根6308mm钢管桩,两排

5、钢管桩纵向距离3m,钢管桩横向间距4m。钢管桩间采用20工字钢焊成剪刀撑连接,钢管桩桩头与分配梁间焊接牢固。2.2.5、附属结构便桥栏杆采用483.5mm钢管,立杆间距为2m,设两排横杆。3、荷载计算3.1、活载计算本便桥主要供混凝土罐车、各种施工机械设备及项目部车辆等通行,使用荷载大于便桥施工阶段50t履带吊车荷载,因而本便桥荷载按公路级汽车荷载检算,则活载为：公路级汽车荷载：G=550kN。根据公路桥涵设计通用规JTG D60-2004相关规定,公路-级汽车荷载为550kN。汽车轴重：p前=30KN,P中=2120KN,P后=2140KN,轴距：3.0m+1.4m+7m+1.4m。3.2、

6、恒载计算便桥恒载主要为型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重,见下表1：序号结构名称荷载集度备注1桥面板3.3+26.25=29.55纵向2桥面板纵向0.6m0.28+2.25=2.53横向3贝雷片主梁1.05*8=8.4纵向4、结构计算便桥结构横断面如下图,根据从上到下的原则依次计算如下：便桥横断面图单位：厘米4.1、桥面板计算桥面板为现浇叠合板,轮触地长度30cm,传递到桥面板下层防滑板长度为60cm。桥面板计算模拟横向跨越两片贝雷梁的简支梁进行计算,梁长0.9m、梁宽0.6m、梁高0.156m。4.1.1、荷载计算在公路级汽车荷载作用下,最大作用力为后轮单轮70kN集中荷载,梁自重取0

7、.9*0.6*0.156围钢板及混凝土重力之和,为2.53 kN/m。4.1.2、力学模型及计算以一跨简支梁进行计算,最大荷载为70KN,模型如下：挠度曲线：经计算：受拉区总拉力为：F实际=1/2*6.6*0.15/2*0.6=149kN混凝土不受拉,全部由钢板承担=149/0.6/0.006=41.39MPaQmax=36.14kN max=3/2*36.14/0.15/0.6=602kPa4.1.3承载力验算a、强度检算=41.39MPaf=145MPa,max=602kPa =85MPa合格；b、刚度检算f max= 0.2mm 900/400=2.25mm 合格。4.2、主梁计算主梁8

8、片1500mm3000mm单层贝雷片,采用三排单层+双排单层+三排单层321贝雷片3榀8片形式,中间双排单层贝雷梁与两边三排单层贝雷梁横向间距均为70,每榀贝雷梁顶面横向采用支撑架90联结,贝雷片下部两侧采用U形扣固定于桩顶分配梁上。主梁按单孔一辆公路级汽车荷载,按中跨简支梁检算。4.2.1、荷载计算钢便桥主梁以上恒载为桥面板自重,其荷载大小为：q总=29.55kN/m,每片主梁分配1/8荷载,即q分=3.69kN/m。公路-级汽车自重荷载：,轴距：3.0m+1.4m+7m+1.4m。按单片梁最高分配系数0.4倍单边荷载考虑,即P前=30/2*0.4= 6kN P中=120/2*0.4=24k

9、N P后=140/2*0.4=28kN,传递到贝雷梁顶可按P前= 6/0.6=10kN/m P中=24/0.6=40kN/m P后=28/0.6=46.7kN/m的均布荷载计算。4.2.2、材料力学性能指标150cm300cm单层贝雷片：N弦杆=563kN N斜弦杆=171kN N竖杆=212kN=85MPa4.2.3、钢便桥最不利受力力学模型在只允许单辆车通过的情况下,由于一跨长度只有12米,所以当第二排车轮位于墩顶时为贝雷梁最不利受力情况。计算模型如下：由结构力学求解器得轴力图如下:最大轴力N弦杆=132.6 kN N斜弦杆=-59 kN N竖杆=-122.86 kN剪力图如下：最大剪力

10、Q=19.47 kN变形曲线：最大下挠值为f max= -7.1mm。4.2.4、承载力验算：a、强度检算最大轴力N弦杆=132.6 kN N弦杆=563kN N斜弦杆=-59 kN N斜弦杆=-171kN N竖杆=-122.86 kN N竖杆=212kN,合格；最大剪力 Q=19.47 kN=2*19.47/25.48*10-4=15.3MPa =85MPa,合格；b、刚度检算f max= 7.1mm 12000/400=30mm,合格。4.3、桩顶分配梁计算桩顶分配梁采用双拼I36b工字钢,桩顶分配梁与贝雷片主梁用自制U型卡连接牢固,桩顶分配梁与桩头焊接牢固。4.3.1、荷载计算荷载为贝雷

11、片下分配梁支反力作为集中力,最大F=150.85kN。其它三个为F=150.85-3.69*12-1.05*12/0.4*0.2+3.69+1.05*12=103.865 kN,另四片梁以分配梁跨中点对称分布。双拼I36b分配梁自重：g=0.656*7*2=9.184kN4.3.2、材料力学性能参数及指标I36b工字钢：I=16530cm4W=919cm3A=83.5 cm2 b=1.2cm h=33cmEI=2.1*1011*1.653*10-4=3.471*107Nm2g=65.6kg/m4.3.3、力学模型 弯矩图 下缘应力图 剪力图 变形曲线4.3.4、承载力检算由图可知： 下缘应力m

12、ax=113.6MPamax=257.39/=32.5MPaa、强度检算max=113.6MPa f=145MPa；max=32.5MPa =85MPa 合格；b、刚度检算f max= 5.1mm 4000/400=10mm,合格。4.4、钢管桩桩长计算桥墩基础采用82010mm钢管桩,每个墩2根,制动墩采用4根6308mm钢管桩。桩的外露高度取14m计,地基土为砂性土,摩阻力取20Kp,摩擦影响系数取0.8。4.4.1、钢管桩最大荷载计算在只允许单辆车通过情况下,钢管桩最不利受力计算模型如下：由结构力学求解器求得剪力图如下：则桩顶分配梁对贝雷梁最大支反力为： Fmax=76.11+74.74

13、=150.85kN一排墩的最大荷载为： F支=150.85-3.69*12-1.05*12/0.4*2+29.55*12+1.05*8*12 =925.25kN一根钢管桩需要提供的支撑力为：F支/2=462.625kN,故取单桩承载力为462.625kN。制动墩F支=925.25+115.2墩顶恒载=1040.45kN,单桩支承力为F支/4 =260.11kN。桩长计算公式为：4.4.2、入土深度计算82010mm钢管桩入土深度计算：桩端承载力计算如下：qpk按规列表取值1500kPa,则桩端Qpk=0.8*1500*PI*2=633.4kN取2倍安全系数后桩端0.5Qpk=317kN,由于桩

14、端承载力值有较大的不确定性,计算考虑将这部分抗力作为安全储备。摩擦桩,桩截面周长2.575m,侧摩阻系数20kPa。入土深度m1234567承载力342.75368.5394.25420445.75471.5497.25经计算得出桩的入土深度与承载力之间的关系见上表。由计算结果得出桩的入土深度为6m。考虑到桩的外露长度及河床水深及淤泥厚度,因此钢管桩的长度20m满足要求。6308mm钢管桩入土深度计算：桩端承载力计算如下：qpk按规列表取值1500kPa,则桩端Qpk=0.8*1500*PI*2=373.9kN取2倍安全系数后桩端0.5Qpk=186.9kN,由于桩端承载力值有较大的不确定性,

15、计算考虑将这部分抗力作为安全储备。摩擦桩,桩截面周长1.978m,侧摩阻系数20kPa。入土深度m12345承载力206.68226.46246.24266.02285.8经计算得出桩的入土深度与承载力之间的关系见上表。由计算结果得出桩的入土深度为4m。考虑到桩的外露长度及河床水深及淤泥厚度,因此钢管桩的长度18m满足要求。4.4.3、承载力检算a、强度检算82010mm钢管桩=P/A=462.625*103/2.575*10-2=17.97MPa=145MPa,合格。6308mm钢管桩=P/A=260.11*103/1.583*10-2=16.43MPa=145MPa,合格。b、稳定性检算自由长度按14.0m计,82010mm钢管桩1=l0/i=14/0.29=48.36308mm钢管桩2=l0/i=14/0.22=63.6。查钢结构设计规GB50017-2003,使用插法得1=0.892,2=0.809。P1=A=0.892*2.575*10-2*145*103=3330.5KNP=462.625KN,合格。P2=A=0.809*1.583*10-2*145*103=1856.9KNP=260.11KN,合格。16 / 17