1、1、計(jì)算范圍及說明12、棧橋計(jì)算過程（手算）12.1 活載計(jì)算 12.2 主要計(jì)算工況 52.3 鋼面板計(jì)算 52.4 行車道 I20B計(jì)算 52.5 I36A工字梁橫梁計(jì)算 62.6 貝雷主梁計(jì)算 82.7 2I36A墩頂橫梁計(jì)算1.02.8 鋼管樁計(jì)算1.0.2.9 釣魚法施工計(jì)算1.0.3、鉆孔平臺(tái)計(jì)算過程（手算）113.1 活載計(jì)算113.2 主要計(jì)算工況113.3 I36A分配梁計(jì)算1.2.3.4 貝雷主梁計(jì)算1.2.3.5 鋼管樁計(jì)算1.3.3.6 鉆機(jī)并排施工1.3.4、電算復(fù)核144.1 模型建立說明1.4.4.2 荷載加載1.4.4.3 各工況分析1.5.5、結(jié)論 201 、

2、計(jì)算范圍及說明計(jì)算范圍為棧橋的基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)承載能力，主要包括：行車走道板 I36a 工字梁橫梁順橋向貝雷梁橫橋向 I32a 工字鋼720× 8mm鋼管樁。依照公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，臨時(shí)工程Q235B鋼材的容許應(yīng)力取值：彎應(yīng)力及綜合應(yīng)力145Mpa× 1.4=203Mpa；剪應(yīng)力85Mpa×1.4=119Mpa。 臨時(shí)工程16Mn鋼材的容許應(yīng)力取值：彎應(yīng)力及綜合應(yīng)力210Mpa× 1.4=294Mpa；剪應(yīng)力120Mpa× 1.4=168Mpa。根據(jù)公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004) ，對(duì)于橋梁細(xì)部構(gòu)件驗(yàn)算，主要采用車輛

3、荷載，車輛荷載根據(jù)實(shí)際情況，取實(shí)際運(yùn)營(yíng)車輛。2、棧橋計(jì)算過程(手算) 2.1 活載計(jì)算(1) 棧橋荷載分析本橋梁上主要活載為30 噸的 T梁平板運(yùn)梁車、50噸履帶吊以及混凝土運(yùn)輸車。各車型參數(shù)如下：三軸低平板運(yùn)輸車(額定載重30t)三軸低平板運(yùn)輸車參數(shù)9m3混凝土運(yùn)輸車參數(shù)50t 履帶吊參數(shù)（中聯(lián)QUY5）0項(xiàng)目數(shù)值備注最大起重量×幅度 t× m55× 3.7基本臂時(shí)自重t48主臂長(zhǎng)度m13-52固定副臂長(zhǎng)度m6-15固定副臂最大起重量t5主臂固定副臂最大長(zhǎng)度m43 15回轉(zhuǎn)速度rpm0-3.0行走速度km/h0-1.6爬坡能力40接地比壓Mpa0.066總外形尺

4、寸長(zhǎng)×寬×高 mm6800× 3300× 3020履帶軌距×接地長(zhǎng)度×履帶板寬度 mm2540× 4700× 760履帶架縮回3540× 4700× 760履帶架伸出(JTG D60-2004) ，公路 I 級(jí)車輛荷載參數(shù)如下：(2) 活載取值根據(jù)以上可知，30 噸的 T梁平板運(yùn)輸車單軸重8t，混凝土運(yùn)輸車單軸10t ，均小于公路I 級(jí)車輛荷載后軸單軸重14t，故本次計(jì)算汽車荷載I 級(jí)車輛荷載進(jìn)行計(jì)算。50t 履帶吊運(yùn)行時(shí)，履帶軌距×接地長(zhǎng)度×履帶寬度=354× 4

5、70× 76cm，單輛砼運(yùn)輸車荷載為3 個(gè)集中荷載70kN、 140kN和140kN， 輪距為4.0m、1.4m，計(jì)入沖擊系數(shù)1.1 后，其集中荷載為77kN、 154kN和154kN。50t 履帶吊進(jìn)行振動(dòng)樁施工時(shí)(振動(dòng)錘重8 噸，鋼管樁重3.5 噸) 。因500+80+35) /4.7=130.85KN/m ，計(jì)入沖擊系數(shù)1.3170KN/m。50t 履帶吊進(jìn)行T梁吊裝施工時(shí)(吊裝重量150KN) 。因此，線性荷載500+150)÷4.7=138.3KN/m，計(jì)入沖擊系數(shù)1.3 后，其線荷載為180KN/m。2.2 主要計(jì)算工況主要有 3 種工況：(1) 釣魚法安裝棧橋

6、，履帶吊在最前沿吊裝振動(dòng)錘加鋼管樁；(2) 運(yùn)梁車載荷1 榀 30噸的T梁，2臺(tái) 50噸履帶吊在平臺(tái)外側(cè)就位；(3) 履帶吊在平臺(tái)外側(cè)抬吊安裝30 噸 T梁，此時(shí)，運(yùn)輸車在棧橋內(nèi)側(cè)。2.3 鋼面板計(jì)算(1) 結(jié)構(gòu)型式本平臺(tái)面板為5mm厚花紋A3鋼板，焊接在中心間距250mm的 I20b 工字鋼縱梁上。(2) 荷載履帶吊機(jī)履帶寬度( 760mm)及9 立方米混凝土罐車輪胎寬度(前輪寬300mm，中后輪寬600mm)均大于工字鋼橫梁間距，荷載直接作用在I20b 工字鋼上，故5mm面板可不作檢算，滿足要求。2.4 行車道 I20b 計(jì)算(1) 結(jié)構(gòu)型式本平臺(tái)走道板結(jié)構(gòu)形式為I20b25cm+I106

7、0cm+5m鋼板， m I20b 順橋向布置于間距1.5mI36a 橫梁上， I10 間斷焊接于I20b 空隙并使走道板成為整體。(2)50t 履帶吊荷載50t 履帶吊吊裝時(shí)線荷載為180KN/m，履帶寬度76cm， I20b 工字鋼縱梁中心間距250mm，最不利情況應(yīng)為三根工字鋼縱梁受力。則 1.5m 跨徑單根I20b 縱梁所受均布荷載為：q=180÷ 3÷ 2=30kN/m,再在此荷載基礎(chǔ)上考慮1.2 履帶吊偏載系數(shù)，則q = 30? 1.2 42kN /m。(3) 混凝土運(yùn)輸車荷載混凝土運(yùn)輸車前輪著地寬30cm(由一根縱梁承受)， 中后輪著地寬60cm。則單根縱梁在前

8、輪或后輪作用下受集中力為77÷ 2=38.5KN。對(duì)于 I20b 縱梁，最不利荷載工況為車輛輪胎正好作用于1.5m 簡(jiǎn)支梁跨中位置。此時(shí)結(jié)構(gòu)自重對(duì)受力影響不大，予以忽略。(4) 力學(xué)計(jì)算s maxM max14.43KNm250.2 10- 6m3 * *= 57.6MPa <s = 203MPa ，滿足要求。履帶吊：M L = qL汽車： Mq = pL = 0.25創(chuàng) 38.5 1.5= 14.43KNm ；Qq = 38.5kN （按連續(xù)梁） ； = 0.125創(chuàng) 42 1.52 = 11.8KNm ；QL = 42kN （按連續(xù)梁） ；8t max = Qmax =38

9、.5KN= 23.7MPa < t = 119MPa，滿足要求。max A0.009m 0.18m8Plq48創(chuàng) 38.5 1.531500f max= 0.51mm <= 2.5 mm ，合格。max 384EI384 EI6002.5 I36a 工字梁橫梁計(jì)算(1) 結(jié)構(gòu)型式橫梁采用I36a 工字鋼，工字鋼橫梁安裝在凈距3000mm的單層三排貝雷梁上，計(jì)算時(shí)可保守按照簡(jiǎn)支梁3000mm跨徑。最大受力位置出現(xiàn)在履帶吊轉(zhuǎn)向區(qū)域。 （2）50t 履帶吊荷載50t 履帶吊吊裝T梁時(shí)荷載最大，總重（500+150）×1.3=845KN，履帶長(zhǎng)度470cm， 單條履帶作用于4.7

10、÷ 1.5=3 根 I36a 工字鋼跨中，集中荷載為845÷ 2÷ 3=141 KN。（3） 混凝土運(yùn)輸車荷載混凝土運(yùn)輸車前輪著地寬30cm（由一根縱梁承受）， 中后輪著地寬60cm（由兩根縱梁承受）。則單根縱梁在前輪或后輪作用下受集中力為77÷ 2=38.5KN。此集中荷載作用于1.5m跨徑 I36a 工字鋼跨中，此力值小于履帶吊荷載，不予計(jì)算。（4） 力學(xué)計(jì)算t maxQmax141KNA0.01m 0.28m= 50.4MPa < t= 119MPa ，滿足要求。輪胎作用于跨徑3m簡(jiǎn)支梁，其力學(xué)圖示如下：2.7 2I36a 墩頂橫梁計(jì)算（1）

11、 結(jié)構(gòu)型式主梁由三組三排單層貝雷梁組成，組與組間距4000mm， 安裝在2根 I36a橫梁上。最大跨徑為9m。根據(jù)棧橋布置以及其使用情況，中間一組三排單層貝雷梁受力最大，其荷載為單臺(tái)履帶吊（吊裝T梁）的一半和平板運(yùn)輸車的一半。（2） 荷載結(jié)構(gòu)自重：面板：9m× 8.9m× 0.005× 7850=3143Kg；I20b： 36根× 31.05× 9m=10060K（保守計(jì)算，包含gI10 橫肋）；I36a： 6根×60× 9m=3240K；g貝雷自重：27 片×270=7290Kg；9m跨徑貝雷上恒載總重：（334

12、3+10060+3240+7290） =23.9t其他未計(jì)構(gòu)件按1.2 系數(shù)考慮，貝雷上恒載總重為23.9t × 1.2=28.7t 。故單組貝雷（三片單層）每延米恒載為287÷ 9÷ 3=10.6KN/m?；钶d：50t 履帶吊吊裝T梁時(shí)，荷載通過3根 I36a 工字鋼傳遞至貝雷，根據(jù)前面計(jì)算，單根I36a 傳遞下來的集中荷載為845÷ 2÷ 3=141 KN。T梁運(yùn)輸車考慮滿載時(shí)也作用于9m跨，后輪集中力為144÷ 2=77KN（ 此力值通過I36a 傳遞至貝雷, 僅考慮兩個(gè)集中力）。（3） 力學(xué)計(jì)算自重引起的彎矩和剪力分別為：12

13、12M 1max = ql2 = 創(chuàng) 10.6 92 = 107.6KNm max 88Q1max = 239kN （按連續(xù)梁）受力圖示如下:彎矩圖：剪力圖：2-296.67-296.67M 2max = 1018KNmQ2max = 296.7kNx則考慮自重后，彎矩及剪力如下：Mmax= 107.6 + 1018 = 1125.6KNmQ2max = 239+ 296.7 = 535.3kN根據(jù)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)，查表3 得，單排單層不加強(qiáng)貝雷片的容許彎矩788.2KNm，容許剪力為245KN。故： Mmax = 1125.6KNm < M = 788.2? 3 2365.

14、5KNm，合格。Qmax = 535.3kN < Q= 245? 3 735KN ，合格。根據(jù)以上計(jì)算可知，在最不利荷載作用下，單側(cè)貝雷剪力為535.3KN，鋼管樁頂分配梁采用2 根 I36a 工字鋼。由于貝雷對(duì)I36a 工字鋼的作用點(diǎn)位于橋墩頂支點(diǎn)位置，故主要驗(yàn)算I32a 工字鋼的抗剪性能。單側(cè)貝雷剪力為495.7KN。單片貝雷底反力：535.3 ÷ 3=178.4KN。tmax= Qmax =178.4KN= 29.7MPa < t= 119MPa ，滿足要求。max A0.01m創(chuàng) 0.3m 22.8 鋼管樁計(jì)算根據(jù)以上計(jì)算，貝雷橋梁主跨支點(diǎn)處最大剪力荷載為535.

15、3KN， 此豎向荷載均需由樁基承擔(dān)，故樁基可按照單墩550KN豎向承載能力進(jìn)行設(shè)計(jì)。鋼管(720× 8)采用打樁振動(dòng)錘擊下，支承在中風(fēng)化巖面上，按兩端鉸接進(jìn)行鋼管樁的承載力，鋼管樁的長(zhǎng)度按24m計(jì)。長(zhǎng)細(xì)比= l= 24 =95 ( i= (D2+d2)= (0.722+0.7042)=0.252)i 0.25244查 計(jì) 算 手 冊(cè) 得 =0.552, 那 么 N=0.552 × 17894 ×215=2123659N=2123K>N N=550 KN2.9 釣魚法施工計(jì)算50t 履帶吊進(jìn)行振動(dòng)樁施工時(shí)總重=500+80+35=615KN計(jì)入沖擊系數(shù) ,1.

16、3 后，其線荷載為170KN/m。根據(jù)前面計(jì)算，50t 履帶吊在吊裝T梁以及行走過程中橋面及上部型鋼均滿足要求。故釣魚施工時(shí)僅驗(yàn)算貝雷及以下部分。(1) 貝雷驗(yàn)算：釣魚法施打鋼管樁時(shí)，履帶吊行走至棧橋前端，偏保守取履帶全部荷載作為集中力作用于鋼管頂部貝雷，其力值取615KN。貝雷剪力：615÷ 6=102.5 KN <Q=245KN，滿足要求。貝雷彎矩已滿足要求，不予重復(fù)。(2)2I36a 工字鋼驗(yàn)算：根據(jù)前面計(jì)算，吊裝時(shí)單片貝雷支點(diǎn)反力為178.4KN>102.5KN， 故 2I36a工字鋼也滿足要求。(3) 鋼管樁驗(yàn)算：根據(jù)前面計(jì)算，單鋼管頂部恒載支反力為239

17、47; 2=119.5KN，釣魚法施施作鋼管時(shí)單根鋼管反力615÷ 2=307.5 KN。單根鋼管反力=119.5KN+307.5 KN=427KN<550KN鋼管承載力設(shè)計(jì)值 ()，故鋼管樁滿足要求。3、鉆孔平臺(tái)計(jì)算過程(手算)3.1 活載計(jì)算本計(jì)算采用參考山東地址探礦機(jī)械廠YCJF20型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行計(jì)算。鉆機(jī)總重20t，鉆孔過程中考慮1.5 沖擊系數(shù)。根據(jù)資料，鉆機(jī)外形尺寸為長(zhǎng)×寬×高 =6.8 × 3.0 × 3.5( m) ，鉆機(jī)荷載由底座承擔(dān)并傳遞到平臺(tái)上，故在鉆機(jī)工作過程中前后的輥軸向下傳遞的最大線荷載集度為200

18、15; 1.5÷ 2÷ 3=50KN/m。3.2 主要計(jì)算工況鉆機(jī)施工時(shí)平臺(tái)受力。3.3 I36a 分配梁計(jì)算(1) 結(jié)構(gòu)型式橫梁采用I36a 工字鋼，工字鋼橫梁安裝在間距3000mm的貝雷梁上，I36a 工字鋼間距1.5m。由于鉆機(jī)工作過程中前后的輥軸均通過I36a 分配 梁直接作用于貝雷，故僅需驗(yàn)算此分配梁的剪力。(2) 力學(xué)計(jì)算t max150KN0.01m創(chuàng) 0.3m 2單支點(diǎn)剪力：Qq= 200錘 1.5 2= 150kN (按連續(xù)梁)；= 25MPa < t = 119MPa ，滿足要求。3.4 貝雷主梁計(jì)算(1) 結(jié)構(gòu)型式鉆機(jī)輥軸力值通過I36a 橫梁傳

19、遞至貝雷梁，鉆孔區(qū)域貝雷梁為單層雙排，貝雷跨徑6m。(2) 荷載結(jié)構(gòu)自重：I36a： 2 根×60× 6m=720K；g貝雷自重：4 片×270=1080Kg；6m跨徑單層雙排貝雷上恒載總重：(720+1080) =1800Kg其他未計(jì)構(gòu)件按1.2 系數(shù)考慮，貝雷上恒載總重為1.8t × 1.2=2.2t 。故單組貝雷(三片單層)每延米恒載為22÷ 6=3.7KN/m?；钶d：保守按鉆機(jī)荷載全部作用于貝雷跨中位置，集中力為300÷ 2=150KN。(3) 力學(xué)計(jì)算自重引起的彎矩和剪力分別為：11M 1 = ql2 = 創(chuàng) 3.7 62=

20、 16.65KNm88Q1 = 22kN (按連續(xù)梁)其受力圖示如下:1M 2 = 1 pL= 0.25創(chuàng) 150 6= 225KNm4Q2= 150kN ( 按連續(xù)梁)；則考慮自重后，彎矩及剪力如下：Mmax = 225+ 16.65 = 241.65KNmQmax = 150+ 22= 172kN根據(jù)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)，查表3 得，單排單層不加強(qiáng)貝雷片的容許彎矩788.2KNm，容許剪力為245KN。故： Mmax = 241.65KNm < M = 788.2? 2 1576.4KNm，合格。Qmax = 172kN < Q= 245? 2 490KN ，合格。3.

21、5 鋼管樁計(jì)算根據(jù)以上計(jì)算，貝雷橋梁主跨支點(diǎn)處最大剪力荷載為172× 2=344KN，此豎向荷載均需由樁基承擔(dān)，樁基承載能力與棧橋相同考慮550KN。3.6 鉆機(jī)并排施工以上 I36a 和貝雷的計(jì)算均為單鉆機(jī)作用于平臺(tái)時(shí)貝雷受力狀況，當(dāng)鉆機(jī)并排兩臺(tái)同時(shí)施工時(shí)：(1)I36a 計(jì)算tmax= 25? 2MPa 50Mpa < t = 119MPa，滿足要求。(2) 貝雷計(jì)算中間貝雷受力為其上計(jì)算的2 倍，即：Mmax = 241.65? 2 483.3KNm< M= 788.2? 2 1576.4KNm ，合格。Qmax = 172? 2 344kN < Q= 245

22、? 2 490KN ，合格。因此同一墩柱鉆機(jī)同時(shí)施工時(shí)，平臺(tái)仍然滿足使用要求。4、電算復(fù)核4.1 模型建立說明本次計(jì)算采用MIDAS CIVIL 軟件建立棧橋及平臺(tái)模型，根據(jù)不同工況分別計(jì)算各構(gòu)件的力學(xué)性能是否符合施工要求?？紤]到計(jì)算的迅速和建模的難易度，鋼管樁及以下部分不予模擬，用豎向約束進(jìn)行模擬。各構(gòu)件采用的有限元單元類型見下表。構(gòu)件有限元模擬類型表構(gòu)件名稱截面形式模擬單元類型材料備注橋面板5mm鋼板板單元A3鋼縱向分配梁I20b梁?jiǎn)卧狝3鋼橫向分配梁I36a梁?jiǎn)卧狝3鋼貝雷弦桿雙槽鋼10桁架單元16Mn鋼貝雷腹桿I8桁架單元16Mn鋼貝雷支撐架角鋼63*4桁架單元A3鋼下橫梁2I36a梁

23、單元A3鋼本次電算采用正版MIDAS CIVIL結(jié)構(gòu)分析軟件，版本號(hào)CIVIL2010(V7.8.0) ，秘鑰號(hào)0E2F647FC301A9D。 54.2 荷載加載棧橋恒載程序自動(dòng)加載，同時(shí)考慮1.2 系數(shù)。棧橋活載依據(jù)實(shí)際情況，通過均布荷載及集中荷載來模擬履帶吊、平平臺(tái)活載依據(jù)實(shí)際情況，通過均布荷載來模擬鉆孔設(shè)備以及堆載(按1.6 系數(shù)考慮)等荷載作用。4.3 各工況分析(1) 運(yùn)梁車滿載于跨中，2 臺(tái)履帶吊就位運(yùn)梁車荷載采用公路I 級(jí)車輛荷載，通過集中荷載加載與棧橋走道；接地壓力=( 500× 1.3) ÷ 4.7÷ 2÷ 0.76=91Kpa，反力圖示位移圖示應(yīng)力圖示根據(jù)以上計(jì)算可以看出，最大反力出現(xiàn)在作用位置附近鋼管樁，樁基反力為 45.5t<55t ； 最大位移均出現(xiàn)在平板車輪胎處I36a 上橫梁跨中位置， 為 2.8mm<3000÷ 400=7.5mm； 主梁最大應(yīng)力出現(xiàn)在履帶吊與平板車之間貝雷處，為150Mpa<294Mpa(16Mn，均滿足要求。 )(2) 運(yùn)梁車空載于跨中，2 臺(tái)履帶吊吊裝運(yùn)梁車荷載采用公路I 級(jí)車輛荷載，通過集中荷載加載與棧橋