鋼棧橋設(shè)計(jì)計(jì)算書1工程概況本項(xiàng)目計(jì)劃修建兩座施工棧橋，其中圍中棧橋全長(zhǎng)為24m，跨徑為2*12m,七工段棧橋全長(zhǎng)為42m，跨徑為3m+12m*3+3m，棧橋凈寬均4m。承載力滿足120T以下車輛通行，限速10千米/小時(shí)。2棧橋設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《裝備式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》；（2） 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003；（3） 《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》；（4） 《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2004）；（5） 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJD63-2007）；（6） 《裝備式公路鋼橋》設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)JT/T728-2008（7） 其他相關(guān)規(guī)范手冊(cè)結(jié)構(gòu)型式棧橋采用321標(biāo)準(zhǔn)式二組三排單層雙加強(qiáng)下承式貝雷結(jié)構(gòu)，兩頭橋臺(tái)和中間制動(dòng)墩打設(shè)630X10雙排鋼管樁基礎(chǔ)，呈2X2排列，縱向間距1.5m，橫向間距4.6m，連接系橫桿和斜桿采用14#槽鋼。橋面為2mX6m標(biāo)準(zhǔn)橋面板，每塊標(biāo)準(zhǔn)橋面板骨架為縱向9根12工字鋼，端頭采用10槽鋼加固，橋面鋼板為8mm厚花紋鋼板。每片貝雷下弦桿放置4根I28a工字鋼作為橋面橫梁，一塊橋面板底部布置8根橫梁支撐。具體構(gòu)造見附圖主要材料力學(xué)性能表材料名稱重量幾何特性容許應(yīng)力Wx(cm3)Ix(cm4)截面積I(cm4)yW(KN.m)Q(KN.m)321貝雷片270kg/片23097.41732303.2\\4809.4698.9630*10鋼管153kg/m\\0.312\\\I28a43.47kg/m508.2711555.37344.1215125I1214.21kg/m77.448818.1046.92151258mm厚鋼板7850kg/m3\\\\\\3荷載分析棧橋承受荷載主要由橋梁自重荷載q,及車輛荷載P兩部分組成，其中車輛荷載為主要荷載。設(shè)計(jì)計(jì)算按120T計(jì)，如下圖：（1） 恒載貝雷片重量：2700*6*1.15/3=6.21KN/mI28a橫梁：434.7*6*4*1.15/3=4.0KN/mI12縱梁：142.1*9*1.15=1.47KN/m8mm厚鋼板：78500*4*1*0.008*1.15=2.89KN/m弦桿重量：800*12*1.15/3=3.68KN/m式中1.15為連接件擴(kuò)大系數(shù)，恒載合計(jì)q=18.25KN/mM=1/8ql2=0.125*18.25*122=328.5KN.m恒Q=1/2qL=0.5*18.25*12=109.5KN恒（2） 活載根據(jù)設(shè)計(jì)，鋼橋單跨最大凈度為12米，按照掛車-120T車輛行走，軸距為1.2米+4米+1.2米，總重量按1200kN計(jì)算，后輪雙軸壓力為600kN，后輪單軸單側(cè)壓力為150kN。車列布置如下圖：孔DMOD 300 300掛-120級(jí)車輛荷載的主要技術(shù)指標(biāo)名稱車輛重量車軸數(shù)每個(gè)車軸每對(duì)車輪著地長(zhǎng)和寬掛-1201200kN4300kN0.6mx0.2m考慮到集中力與荷載布置的差異偏荷載及沖擊，系數(shù)采用1.3。M=1/4pln=0.25*1200*12*1.3=4680KN.m活Q=1/2pln=0.5*1200*1.3=780KN活4貝雷架驗(yàn)算4.1強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)《裝備式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》可知，三排單層加強(qiáng)貝雷片容許彎矩、剪力分別是M=4809.4KN.m,Q=698.9KN，考慮到貝雷銷間隙和偏載影響，貝雷片折減系數(shù)采用0.8。4809.4X2X0.8=7695.04KN.m>328.5+4680=5008.5KN.m是安全的。698.9X2X0.8=1118.24KN>109.5+780=889.5KN是安全的。4.2撓度驗(yàn)算f=5ql4/(384EIn)=5X18.25X124X106/(384X2100X1732303.2X2)=0.68mm1f=pl3/(48EI)=1200X123X106/(48X2100X1732303.2X2)=5.94mm2Fmax=f+f=6.62<(F)=12000/400=30mm計(jì)算是安全的。125橫梁驗(yàn)算每片貝雷下弦桿放置4根28a工字鋼作為橋面橫梁，一塊橋面板底部布置8根橫梁支撐，按后輪雙軸計(jì)算，單根28a工字鋼承載車輛荷載600F8=75kN，橋面和28a工字鋼自重荷載1.47+2.89+4.0=8.36kN.m，M=75/2X4.2X1.3/4=51.19kN.M1M=8.36X4.22X1.3/8=23.96kN.M2。二M/W=(51.19+23.96)X103/(534X10-6)=141MPa<215MPa滿足要求。t=N/A=75X103/(55.37X10-4)=13.5MPa<125MPa滿足要求。6橋面板驗(yàn)算6.1結(jié)構(gòu)型式橋面為2mX6m標(biāo)準(zhǔn)橋面板，每塊標(biāo)準(zhǔn)橋面板骨架為縱向9根12工字鋼，端頭采用10槽鋼加固，橋面鋼板為8mm厚花紋鋼板。見下圖199.I—7 J—:、r—■■ ?-—17 7=1—-1U1.—————"―F -———-24.1341r 鞏1 -r 醐1 -L-24.124.124.1橋面凈寬4m,需要2塊2m*6m橋面板，斷面骨架為縱向18根12工字鋼，端頭、中間采用10槽鋼加固，橋面鋼板為8mm厚花紋鋼板，下托I28a橫梁間距1.2m。6.2荷載情況掛-120級(jí)車輛，單軸重30噸，半邊輪組重15噸；汽車沖擊系數(shù)取1.3；單側(cè)車輪壓力由一塊橋面板同時(shí)承受。車輪組作用在跨中彎矩最大，輪組作用在臨近支點(diǎn)處剪力最大。6.3強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算汽車作用在跨中最大彎距M=1.3X0.25X15X10X1.2=58.5KN?m；I型鋼自重產(chǎn)生彎距M=0.125X14.21X10X1.22X9F1000=0.72KN?m；汽車作用在跨中I型鋼最大彎曲應(yīng)力omax二M/W=(58.5+0.72)X1000F(1.05X77.4X9)=80.96MPaVf=215MPa；汽車輪組作用在28a型工字鋼橫向分配梁臨近支點(diǎn)時(shí)，I型鋼受最大剪應(yīng)力：t=(1.3X15X10+14.21F1000X10X1.2F2)F(18.10X9)X10=11.98MPaVmaxf=125MPa；y汽車作用在跨中產(chǎn)生的撓度v=5X1.3X(58.+0.72)X106X1.22X106^(384X206X103X46.9X104X9)=1.66mmV[v]=1200F400=3mm。結(jié)論：經(jīng)驗(yàn)算，橋面系的強(qiáng)度和剛度滿足要求，使用安全。7貝雷護(hù)欄驗(yàn)算根據(jù)《裝備式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》有關(guān)規(guī)定，下承式公路鋼橋是以兩側(cè)貝雷桁架護(hù)欄，材質(zhì)16Mn,容許拉應(yīng)力，壓應(yīng)力及彎應(yīng)力1.3*210=273MPa,容許剪應(yīng)力1.3*160=208MPa.做護(hù)欄是安全的。8鋼管樁單樁承載力驗(yàn)算8.1樁頂作用效應(yīng)計(jì)算受力分析：1200KN施工車輛位于橋墩處時(shí)鋼管承受最大作用力。按單墩4根鋼管樁承擔(dān)受力進(jìn)行檢算。活荷載：1200KNX1.3=1560KN一跨鋼棧橋自重(含貝雷架、型鋼、橋面板)：18.25KNX12=219KN單根鋼管樁自重：153X15/1000=2.3KN則單根鋼管樁受力：Nk=(1560+219+2.3)/4=445.3KN8.2樁基豎向承載力計(jì)算根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJD63-2007）,單根鋼管樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)24m,,橋墩地質(zhì)土層分布如下：圍中小橋地質(zhì)土層情況表（Q1-SZ1）序號(hào)土層厚度m層底埋深m層底咼程m摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik1①-1素填土（Q4m1）0.60.65.12②-1砂質(zhì)粉土（al-mQ43）2.93.52.2243②-2砂質(zhì)粉土（al-mQ43）4.98.4-2.7304②-3粉砂夾粉土（al-mQ43）12.420.8-15.1415③淤泥質(zhì)黏土（mQ42）4.625.4-19.718七工段中橋地質(zhì)土層情況表（SQZK1）序號(hào)土層厚度m層底埋深m層底咼程m摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik1①-1素填土（Q4m1）0.50.53.882②-1砂質(zhì)粉土（al-mQ43）8.99.4-5.02253②-2砂質(zhì)粉土（al-mQ43）7.416.8-12.42324②-3粉砂夾粉土（al-mQ43）5.121.9-17.52415③淤泥質(zhì)黏土（mQ42）4.626.5-22.1216按摩擦樁驗(yàn)算（不考慮樁端承載力）,采用計(jì)算公式：[鳳]=y其中u樁身周長(zhǎng)，等于1.98m。qik:樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，見地質(zhì)層分布表。n：土的層數(shù)。li：樁周第i層土的厚度，見地質(zhì)層分布表。圍中棧橋河底咼程2.0m，樁頂咼程5.0，樁底咼程-19.0,樁基入土深度21m，考慮2m河床沖刷淤泥：[Ra]=0.5X1.98X（2.7X30+12.4X41+3.9X18）