西藏山南地區(qū)澤當(dāng)大橋新建工程鋼管樁貝雷梁棧橋設(shè)計(jì)與檢算書設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范棧橋結(jié)構(gòu)32b鋼便橋示意圖見下圖。棧橋檢算4m寬橋跨（a-a截面）驗(yàn)算概述棧橋跨徑6m，橋面凈寬6m，其上采用雙拼I32b工字鋼作為支座橫梁，采用兩道單層雙排加強(qiáng)型貝雷梁作為縱梁，橋面為上承式結(jié)構(gòu)，每1.5m設(shè)置一道I32b工字鋼作為橋面分配橫梁，其上縱向鋪設(shè)I20a工字鋼為縱向分配梁，橫向間距0.3m，工字鋼上鋪設(shè)6mm厚花紋鋼板作為橋面板。檢算參數(shù)構(gòu)件自重貝雷梁：共計(jì)四道，每道每跨2片，每片貝雷片按270kg，加強(qiáng)弦桿每片80kg，銷子每個(gè)3kg，含支撐架、插銷等配件，每道每跨按900kg計(jì)算，每跨貝雷梁總重為4*900=3600kg橋面板6mm花紋鋼板：面積為6*6=36㎡，總重量為：7850*36*0.006=1695.6kgI20a橋面縱梁：跨徑6m，橫斷面數(shù)量20，每米重27.9Kg，總重為6*20*27.9=3348kgI32b分配橫梁：每跨4道，每道6m，每米重57.7kg，總重為4*6*57.7=1384.8kg樁頂2I32b支座橫梁：每跨2道，每道6m，每米重57.7kg，總重為2*6*57.7=692.4kg鋼管樁：直徑529mm，壁厚8mm，為計(jì)算簡(jiǎn)便，對(duì)每跨鋼管樁分解計(jì)算，每跨鋼管樁數(shù)量為2根，按富余長(zhǎng)度每根長(zhǎng)度18m單位重量為102.789kg/m，總重量為2*18*102.789=3700.4kg每跨棧橋總重為3600+1695.6+3348+1384.8+692.4+3700.4=14420.8kg，合14.42t構(gòu)件截面特性貝雷梁：此便橋采用雙排單層加強(qiáng)型貝雷梁結(jié)構(gòu)，單側(cè)（單層雙排）貝雷梁結(jié)構(gòu)截面抵抗矩W為15398（cm3），截面慣性矩J=1154868（cm4），容許彎矩為3375KN?m，容許剪力為490KN。橋面板6mm花紋鋼板：剛性小，僅在檢算時(shí)考慮其對(duì)I20a橋面縱梁的受力分配作用和穩(wěn)定作用，不做檢算。I20a橋面縱梁：截面抵抗矩Wx為237（cm3），截面慣性矩Ix=2370（cm4），面積矩Sx=136.1（cm3），回轉(zhuǎn)半徑ix=8.15（cm）。I32b橫梁：截面抵抗矩Wx為726（cm3），截面慣性矩Ix=11620（cm4），面積矩Sx=541.2(cm3)，回轉(zhuǎn)半徑ix=12.6（cm）。鋼管樁（直徑600mm，壁厚6mm）：軸慣性矩Ix=49387（cm4），回轉(zhuǎn)半徑ix=21（cm）。作用荷載自重荷載：G總=27.21*10=272.1KN；汽車荷載：棧橋汽車荷載按公路-Ⅱ級(jí)進(jìn)行計(jì)算；人行荷載：行人荷載按3kN/㎡計(jì)算，分布在每跨兩側(cè)0.5m范圍，則每跨總荷載為12*2*0.5*3=36KN，單樁承受行人荷載為36/2=18KN。工況荷載：考慮QUY50履帶吊（吊重20t）、45t砼運(yùn)輸車，汽車沖擊系數(shù)按1.2計(jì)算。橋面結(jié)構(gòu)檢算因人行荷載很小，只作用在橋面兩側(cè)0.5m范為，且不與車輛荷載重合，橋面結(jié)構(gòu)檢算時(shí)不予考慮。I20a橋面縱梁檢算：I20a工字鋼縱向鋪設(shè)于橋面I32b橫梁上，中-中間距0.3m，I32b橫梁間距1.5m。I20a縱梁檢算I20a縱梁受力分析a、橋面板荷載：按均布荷載計(jì)算；b、車輛荷載：考慮最不利工況，45t砼運(yùn)輸車后軸作用在1.5m跨中位置，砼運(yùn)輸車軸距為3650+1350(mm)，前后軸荷載分別為6995Kg/18000Kg，前后輪距為2047(mm)/1848(mm)，（輪胎規(guī)格為12.00R20，輪胎胎頂寬度為12英寸（30.48cm）參考徐工后雙橋10方混凝土攪拌車）?？紤]橋面鋼板的應(yīng)力分散作用，按每個(gè)后輪的作用力分布在一道I20a工字鋼上。每道I20a工字鋼受力按集中力計(jì)算。且要考慮沖擊荷載系數(shù)，按1.2取值。I20a縱梁抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度及穩(wěn)定性、撓度檢算=1\*GB2⑴I20a抗彎強(qiáng)度檢算I20a工字鋼的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=215MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為[fv]=125MPa。計(jì)算跨度L=1.5m，鋼板重力，取縱向0.3m寬鋼板計(jì)算，為均布荷載q=0.1413KN/m集中力彎矩其抗彎強(qiáng)度式中───截面塑性發(fā)展系數(shù)，I20a工字鋼取1.05；───凈截面模量，為237（cm3）；則I20a縱梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。=2\*GB2⑵I20a抗剪強(qiáng)度檢算I20a縱梁在1.5m跨端所受剪力為集中力的1/2，即其抗剪強(qiáng)度式中V───剪力；S───面積矩；I───截面慣性矩；tw───腹板厚度，I20a工字鋼為7mm；則I20a縱梁抗剪強(qiáng)度滿足要求。=3\*GB2⑶I20a穩(wěn)定性檢算按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第4.2.1條要求，因I20a縱梁自由長(zhǎng)度L與其翼緣板寬度b之比值L/b=1.5/0.1=15>13，需要進(jìn)行穩(wěn)定性檢算。檢算公式為式中：───梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附錄B確定，I20a工字鋼上翼緣受力，自由長(zhǎng)度為1.5m，按最不利情況考慮，=2，則I20a穩(wěn)定性滿足要求。=4\*GB2⑷I20a橋面縱梁撓度檢算I20a縱梁撓度可以分解為受橋面板及縱梁自身重量作用產(chǎn)生的撓度和受車輛后軸集中荷載作用產(chǎn)生的荷載兩部分，且其最大撓度位置均在跨中截面。受橋面板及縱梁自身重量作用產(chǎn)生的撓度橋面板自重荷載為均布荷載，q1=0.1413KN/m;縱梁自重荷載為均布荷載，q2=0.279KN/m;q=q1+q2=0.1415+0.279=0.4205KN/mI20a縱梁受均布荷載q作用產(chǎn)生的撓度為，數(shù)值太小，可以忽略不計(jì)。受集中力F作用產(chǎn)生的撓度縱梁撓度f=f2=7.6*10-4<l/400=3.75*10-3mI20a橋面縱梁撓度符合要求。I32b橋面橫梁檢算I32b橋面橫梁受力分析I32b橋面橫梁兩端支撐在貝雷梁上，凈距3.25m，每1.5m一道，承受I20a橋面縱梁傳遞的荷載和I20a縱梁重量。每道橫梁上凈寬范圍布置11根I20a縱梁（間距0.3m），取橋面縱向1.5m為計(jì)算單元檢算。按最不利工況，45t砼運(yùn)輸車后輪作用在I32b橫梁正上方位置，車后軸作用力按完全傳遞至橫梁考慮,另一后輪距此橫梁1.35m，對(duì)此橫梁的分力為F1。受力情況如下圖所示。I32b橫梁抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度及穩(wěn)定性、撓度檢算=1\*GB2⑴I32b橋面橫梁抗彎強(qiáng)度檢算1.5m長(zhǎng)I20a橋面縱梁及橋面鋼板向下重力為1.5*27.9*10+1.5*0.3*0.006*7850*10=418.5+212=0.6305N。后軸作用力后軸作用力最大彎矩在4m跨中位置，跨中彎矩計(jì)算下表I32b工字鋼的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=215MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為[fv]=125MPa。彎矩其抗彎強(qiáng)度式中───截面塑性發(fā)展系數(shù)，I32b工字鋼取1.05；───凈截面模量，為726（cm3）；則I32b橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。=2\*GB2⑵I32b橋面橫梁抗剪強(qiáng)度檢算I32b縱梁在兩端所受剪力為集中力的1/2，即其抗剪強(qiáng)度式中V───剪力；S───面積矩；I───截面慣性矩；tw───腹板厚度，I32b工字鋼為11.5mm；則I32b橫梁抗剪強(qiáng)度滿足要求。=3\*GB2⑶I32b橋面橫梁穩(wěn)定性檢算按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第4.2.1條要求，因I32b橫梁自有長(zhǎng)度L與其翼緣板寬度b之比值L/b=3.25/0.138=24>13，需要進(jìn)行穩(wěn)定性檢算。檢算公式為式中：───梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附錄B確定，I32b工字鋼上翼緣受力，自由長(zhǎng)度為4m，按最不利情況考慮，=0.93，則I32b工字鋼穩(wěn)定性滿足要求。=4\*GB2⑷I32b橋面橫梁撓度檢算I32b橫梁撓度可以分解為受上承橋面結(jié)構(gòu)重量及自身重量作用產(chǎn)生的撓度和受車輛后軸集中荷載作用產(chǎn)生的荷載兩部分，且其最大撓度位置均在跨中截面。受上承橋面結(jié)構(gòu)重量作用產(chǎn)生的撓度上承橋面結(jié)構(gòu)荷載按均布荷載計(jì)算，q1=(3.25*1.5*0.006*7850*10+10*1.5*27.9*10)/3.25=1.994KN/m自身重量荷載為q2=57.7*10=0.577KN/mq=q1+q2=1.994+0.577=2.571KN/mI32b縱梁受均布荷載q作用產(chǎn)生的撓度為，受集中力(F+F1)作用產(chǎn)生的撓度集中力為118.8KN/m，縱梁撓度f=f1+f2=0.000153+0.002671=0.00282m<l/250=0.013mI32b橋面橫梁撓度符合要求。貝雷梁檢算貝雷梁受力分析貝雷梁采用雙排單層加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)，考慮最不利工況，按50t履帶橋位于跨中時(shí)計(jì)算，最大彎矩出現(xiàn)在跨中位置，履帶吊行走時(shí)要限速，可以不考慮沖擊系數(shù)，貝雷梁受力簡(jiǎn)圖如下所示：貝雷梁抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度及撓度檢算每道I32b工字鋼傳遞給貝雷梁的力為其自身重力及其分擔(dān)的I20a縱梁和橋面板的重力，G總=（6*1.5*0.006*7850+20*1.5*27.9+6*57.7）*10=16.071KN。50t履帶吊履帶接地長(zhǎng)度為4.7m，自重50t，吊重20t，考慮偏載系數(shù)1.3，總荷載為70*10*1.3/4.7=193.622KN/m?？缰袕澗赜?jì)算如下表：跨中最大彎矩貝雷梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。=2\*GB2⑵貝雷梁抗剪強(qiáng)度檢算每側(cè)貝雷梁最大剪力產(chǎn)生在每跨兩端支座（鋼管樁）處，支座處所受剪力為每側(cè)貝雷梁所受向下總合力的的1/2，每側(cè)貝雷梁所受向下總合力包括每跨橋面結(jié)構(gòu)自重（構(gòu)件自重第1、2、3、4項(xiàng)）和橋面所受50t履帶吊質(zhì)量所產(chǎn)生的總重力的1/2，需考慮偏載系數(shù)1.3。G總=(3600+1695.6+3348+1384.8)*10=100.284KNG吊=70*10*1.3=910KN每側(cè)貝雷梁所受向下總合力為每道貝雷梁端所受剪力為貝雷梁抗剪強(qiáng)度滿足要求。=3\*GB2⑶貝雷梁撓度檢算貝雷梁撓度可以分解為受橋面結(jié)構(gòu)自重荷載作用產(chǎn)生的撓度和受車輛荷載(QUY50履帶吊）自重作用產(chǎn)生的荷載以及貝雷梁自身銷孔間隙所產(chǎn)生的非彈性撓度三部分，且其最大撓度位置均在跨中截面。受橋面結(jié)構(gòu)自重荷載作用產(chǎn)生的撓度橋面結(jié)構(gòu)自重荷載按均布荷載計(jì)算，每側(cè)貝雷梁所受均布荷載為F/L貝雷=100.284/2/6=8.357KN/m。貝雷梁由此產(chǎn)生的撓度為b、受車輛（QUY50履帶吊）自重荷載作用產(chǎn)生的撓度車輛（QUY50履帶吊）自重荷載為均布荷載，考慮偏載系數(shù)1.3，q吊=,193.622KN/m，對(duì)貝雷梁作用產(chǎn)生的撓度為c、貝雷梁自身銷孔間隙所產(chǎn)生的非彈性撓度根據(jù)《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》提供的公式，因每孔每道為2節(jié)貝雷片組成，按f3=0.05n2計(jì)算，n為每孔貝雷片節(jié)數(shù)。則貝雷梁跨中最大撓度總大小為f/L貝雷=0.01664<L貝雷/250=0.024貝雷梁撓度滿足要求。=4\*GB2⑷貝雷梁穩(wěn)定性檢算棧橋橋面結(jié)構(gòu)及鋼管樁均連接緊密，貝雷梁高1.5m，沒側(cè)兩道貝雷梁用0.9m寬支撐架連接，跨徑12m，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在棧橋橋面結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪和撓度滿足要求的情況下，其穩(wěn)定性不用檢算。2I32b工字鋼支座橫梁檢算2I32b工字鋼支座橫梁受力分析2I32b橫梁支撐于鋼管樁頂縱梁上，其上放置單層雙排貝雷梁，2I32b橫梁起橫向聯(lián)系及支座作用，因?yàn)椴捎秒p排式基礎(chǔ)，每個(gè)支座處兩道2I32b橫梁，受力簡(jiǎn)圖如下所示：I32b支座橫梁抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算=1\*GB2⑴I32b支座橫梁抗彎強(qiáng)度檢算考慮橋面結(jié)構(gòu)自重及履帶吊工作重量，每道貝雷梁向下作用力為F=（(3600+1695.6+3348+1384.8)*10+70000*10）/4=200.07KN每道2I32b橫梁所受集中力為f=F/2=100.04KN最大彎矩在跨中位置，跨中彎矩計(jì)算下表I32b工字鋼的抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=215MPa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為[fv]=125MPa。彎矩其抗彎強(qiáng)度式中───截面塑性發(fā)展系數(shù)，I32b工字鋼取1.05；───凈截面模量，為726（cm3）；則I32b橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。=2\*GB2⑵I32b支座橫梁抗剪強(qiáng)度檢算I32b支座橫梁在兩端所受剪力為F，即v=f=100.04KN其抗剪強(qiáng)度式中V───剪力；S───面積矩；I───截面慣性矩；tw───腹板厚度，I32b工字鋼為11.5mm；則I32b支座橫梁抗剪強(qiáng)度滿足要求。=3\*GB2⑶I32b支座橫梁穩(wěn)定性檢算按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）第4.2.1條要求，因I32b橫梁自有長(zhǎng)度L與其翼緣板寬度b之比值L/b=3.72/0.132=28.2>13，需要進(jìn)行穩(wěn)定性檢算。檢算公式為式中：───梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)，按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）附錄B確定，I32b工字鋼上翼緣受力，自由長(zhǎng)度為4m，按最不利情況考慮，=1.07，則I32b工字鋼穩(wěn)定性滿足要求。2I32b支座橫梁局部抗壓強(qiáng)度檢算2I32b支座橫梁受貝雷梁傳遞集中力f=100.04KN計(jì)算其腹板上邊緣處的局部抗壓強(qiáng)度：局部抗壓強(qiáng)度符合要求。鋼管樁檢算鋼管樁受力分析因棧橋跨度較小（僅6m），且貝雷梁整體傳力性較好，分析鋼管樁受力時(shí)按兩跨共同受力考慮。鋼管樁承受上部2I32b工字鋼縱梁傳遞的橋面恒載和活載及其自重作用。（1）恒載計(jì)算鋼管樁所受恒載為每跨結(jié)構(gòu)自重荷載，為F=G每跨/4=14.42*10/2=72.1KN。（2）活載計(jì)算a、砼運(yùn)輸車活載計(jì)算：按兩跨連續(xù)梁分析，考慮最不利工況，作用在便橋的活載按車輛荷載的雙后軸荷載作用在兩跨中支座處，按4根樁共同受力計(jì)算，并考慮沖擊系數(shù)，單樁承受活載值為2*180*1.2/4=108KN。b、QUY50履帶吊活載計(jì)算：考慮最不利工況，QUY50履帶吊（吊重20t）作用在支座處，單排兩根鋼管樁承擔(dān)計(jì)算，不考慮沖擊系數(shù)，單樁承受活載值為（50+20）*10/4=175KN>108KN，計(jì)算時(shí)活載取175KN。c、單樁承受行人荷載為36/4=9KN。單樁受力計(jì)算按標(biāo)準(zhǔn)荷載組合P=1.2*P恒+1.4*P活計(jì)算單樁所受總荷載為1.2*72.1+1.4*（175+9）=344.12KN單樁軸向受壓承載力容許值及樁長(zhǎng)計(jì)算鋼管樁單樁承載力計(jì)算：根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)之公式5.3.7-1：（5.3.7-1）（5.3.7-2）（5.3.7-3）式中：μ——樁身周長(zhǎng)，取0.529*π=1.662m；qsik——樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)表5.3.5-1取值,取25KPa；Qpk——極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)表5.3.5-2取值，取650KPa；λp——樁底端閉塞效應(yīng)系數(shù)，對(duì)于閉口鋼管樁λ=1，對(duì)于敞口鋼管宜按式（5.3.7-2）、（5.3.7-3）取值；hb——樁底端