1、中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 1 - 附件： 縣道南美路縣道南美路(XKC3)沱江大沱江大 橋加寬改造工程橋加寬改造工程 棧橋及鋼平臺(tái)計(jì)算書(shū)棧橋及鋼平臺(tái)計(jì)算書(shū) 計(jì)算人：何桂生計(jì)算人：何桂生 復(fù)核人：孫龍復(fù)核人：孫龍 中鐵九局集團(tuán)有限公司內(nèi)江市縣道南美路沱江大中鐵九局集團(tuán)有限公司內(nèi)江市縣道南美路沱江大 橋加寬橋加寬 改造工程項(xiàng)目經(jīng)理部改造工程項(xiàng)目經(jīng)理部 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 2 - 目 錄 一、概述一、概述.- 3 - 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明.- 3 - 2、遵照規(guī)范及主要參考文獻(xiàn).- 9 - 3、主要技術(shù)要求.- 9 - 4、主要材料性能.- 10 - 二、荷載布置二

2、、荷載布置.- 13 - 1、各材料荷載布置.- 13 - 2、荷載工況布置.- 13 - 三、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算三、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算.- 14 - 1、組合橋面板.- 14 - 2、 I22A橫向分配梁內(nèi)力計(jì)算.- 19 - 3、縱梁內(nèi)力計(jì)算.- 22 - 4、上承式承重梁 H600*200*11*17.- 38 - 四、鋼管樁承載力四、鋼管樁承載力.- 41 - 五、焊縫計(jì)算五、焊縫計(jì)算.- 52 - 六、橋臺(tái)地基承載力驗(yàn)算六、橋臺(tái)地基承載力驗(yàn)算.- 54 - 七、計(jì)算結(jié)論七、計(jì)算結(jié)論.- 56 - 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 3 - 內(nèi)江市縣道南美路沱江大內(nèi)江市縣道南美路沱

3、江大 橋加寬改造工程橋加寬改造工程 鋼棧橋計(jì)算書(shū)鋼棧橋計(jì)算書(shū) 一、概述一、概述 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明 鋼棧橋主棧橋位于沱江大 橋右幅邊線 2 米外,擬建棧橋分為兩段,從西岸方向起 點(diǎn)河岸側(cè)往 2 號(hào)墩為第一段,鋼棧橋起點(diǎn)(K0+519.44)標(biāo)高 304.5 米,終點(diǎn) (K0+564.544)標(biāo)高 304.5 米,無(wú)縱坡;東岸方向,從 3 號(hào)墩至東岸岸邊,主橋墩 7 號(hào)墩與 6 號(hào)墩之間,鋼棧橋起點(diǎn)(K0+661.04)標(biāo)高 303.5 米,終點(diǎn)(K0+784.04)標(biāo)高 303.5 米, 鋼棧橋全長(zhǎng) 213 米,無(wú)縱坡.考慮主橋樁基、立柱、系梁施工,全橋布,2-6 號(hào)墩修建支 棧橋和平臺(tái)各 5 個(gè).

4、橋墩采用鋼管樁基礎(chǔ),橋臺(tái)采用砼基礎(chǔ). 主棧橋簡(jiǎn)況：棧橋橋面寬度 6 米.棧橋梁部使用貝雷梁搭設(shè)：每斷面布置 3 組單層貝 雷梁,每組 2 片,采用 90 支撐架連接,組間距分布為：1.35+1.35.貝雷梁上設(shè)橫分配梁,橫 向分配梁為 22a 工字鋼,間距 1 米,分配梁長(zhǎng)度 為 6 米.樁基采用二種布置形式：a,單 排橋腳形式,采用 3 根 630 米米*10 米米規(guī)格鋼管樁;b,復(fù)式橋腳,采用雙排 6 根 630 米米*10 米米及以上鋼管樁.承重梁為單拼 H600*200 鋼,橋臺(tái)采用砼橋臺(tái)基礎(chǔ).橋面采 用專(zhuān)用橋面板,車(chē)道兩側(cè)設(shè) 1.2 米高防撞護(hù)欄.其相關(guān)布置圖如下： 上部結(jié)構(gòu)布置形式

5、 橋墩下部布置形式 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 4 - 支棧橋簡(jiǎn)況：根據(jù)主橋橋墩位置進(jìn)行布置,靠近樁基邊離樁基邊線為 2.5 米.棧橋 橋面寬度 6 米,長(zhǎng)度 21 或 24 米.梁部使用貝雷梁搭設(shè)：每斷面布置 3 組單層貝雷梁, 每組 2 片,采用 90 支撐架連接,組間距分布為：1.35+1.35.貝雷梁上設(shè)橫分配梁,橫向 分配梁為 22a 工字鋼,間距 1 米,分配梁長(zhǎng)度 為 6 米.樁基采用單排橋腳形式,采用 3 根 630 米米*10 米米及以上規(guī)格鋼管樁.橋面采用專(zhuān)用橋面板,車(chē)道外側(cè)設(shè) 1.2 米高 防撞護(hù)欄.承重梁為單拼 H600*200 鋼,其相關(guān)布置圖同主棧橋

6、. 鉆孔平臺(tái)簡(jiǎn)況：根據(jù)主橋橋墩位置進(jìn)行布置,靠近支棧橋邊布置.寬度 6 米,長(zhǎng)度 18 米.梁部使用貝雷梁搭設(shè)：每斷面布置 2 組單層貝雷梁,每組 2 片,采用 120 支撐架連 接,組間距分布為：3.96 米.貝雷梁上設(shè)橫分配梁,橫向分配梁為 22a 工字鋼,間距 0.75 米,分配梁長(zhǎng)度 為 6 米.樁基采用單排橋腳形式,采用 3 根 630 米米*10 米米及 以上規(guī)格鋼管樁.橋面采用25a 槽鋼,間距 3 厘米.車(chē)道外側(cè)設(shè) 1.2 米高防撞護(hù)欄.其 相關(guān)布置圖如下： 上部結(jié)構(gòu)布置形式一 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 5 - 單排墩下部布置形式 一 上部結(jié)構(gòu)布置形式 二 中

7、國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 6 - 單排墩下部布置形式二 上部結(jié)構(gòu)布置形式 三 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 7 - 單排墩下部布置形式三 橋臺(tái)采用 L 型,長(zhǎng)度 6 米,寬度 1.5 米,高度 1.0 米,棧橋貝雷梁及以上結(jié)構(gòu)直接 落在砼橋臺(tái)頂上,端頭修建長(zhǎng)度 6 米,高度 1.87 米,寬度 0.5 米的 背墻. 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 8 - 2、遵照規(guī)范及主要參考文獻(xiàn) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 500092001) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 500172003) 低合金高強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 1591-2008) 熱軋型鋼(GB/T 7062

8、008) 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B012003) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602015) 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 02586) 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJTF 502011) 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D63-2007) 港口工程樁基規(guī)范(JTJ 254-1998) 當(dāng)?shù)睾拥老嚓P(guān)地質(zhì)資料. 裝配式鋼橋使用手冊(cè) 、現(xiàn)場(chǎng)踏勘所獲得的 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、當(dāng)?shù)刭Y源、交通狀況及施工環(huán)境 等調(diào)查資料; 、為完成本工程擬投入的 施工管理、專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員、機(jī)械設(shè)備等資源; 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 9 - 、公司技術(shù)支持、工法成果、機(jī)械設(shè)備狀況、施工技

9、術(shù)與管理能力. 、沱江大 橋相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙,地質(zhì)報(bào)告. 3、主要技術(shù)要求 鋼便橋：主棧橋長(zhǎng)度 258米. 鋼便橋跨度 ：321型貝雷最大 跨徑12米. 鋼便橋行車(chē)道寬度 6米. 橋面縱坡：0.0%. 設(shè)計(jì)荷載：輪式荷載:10立方米砼罐車(chē),自重+載重45噸;履帶荷載：QY50噸履 帶吊自重50噸+最大 吊重14噸.(考慮現(xiàn)場(chǎng)代表性的 最大 荷載車(chē)輛) 設(shè)計(jì)速度 ：10千米/h 設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：2年 設(shè)計(jì)最高水位：300(根據(jù)評(píng)審結(jié)果,施工時(shí)按照301.65考慮.) (10)棧橋橋面頂標(biāo)高,西岸高度 304米,東岸303.5米. (11)行車(chē)要求：主棧橋、支棧橋同一跨內(nèi),僅允許2輛1

10、0立方米罐車(chē)一空一載重車(chē) 車(chē)輛通行;履帶吊施工作業(yè)時(shí),僅允許單跨單車(chē)通行.鉆孔平臺(tái)運(yùn)行8噸錘沖擊錘作業(yè). (12)從不利情況考慮,取水流最大 流速 1 米/s.(沱橋橋梁通航論證報(bào)告里為 0.275 米/s.) 4、主要材料性能 結(jié)構(gòu)材料 Q235 屈服強(qiáng)度 ：s=235 米 pa 軸向容許應(yīng)力： =140 米 Pa 抗拉、抗壓和抗彎容許強(qiáng)度 ：w w =145 米 Pa 抗剪容許強(qiáng)度 ：=85 米 Pa 材料 Q345 屈服強(qiáng)度 ：s=345 米 pa 軸向容許應(yīng)力： =200 米 Pa 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 10 - 抗拉、抗壓和抗彎容許強(qiáng)度 ：w w =210 米

11、Pa 抗剪容許強(qiáng)度 ：=120 米 Pa 鋼材的 物理性能指標(biāo) 彈性模量 E=2.06105 米 Pa 剪切模量 G=0.81105 米 Pa 質(zhì)量密度 =7850千克/米3 雙排單層貝雷梁容許彎矩米=1576.4N .米*2 單排單層貝雷梁容許剪力Q= 245.2kN*2 4、驗(yàn)算荷載： 1.4.1 10立方米罐車(chē)荷載,安全等級(jí)2,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0,限速10千米/h,不考 慮汽車(chē)沖擊力,考慮45噸荷載驗(yàn)算：棧橋結(jié)構(gòu)的 各個(gè)部位的 剛度 、穩(wěn)定性、撓度 等. 10 方混凝土罐車(chē)：載重時(shí)重量45t. -棧橋運(yùn)營(yíng)荷載 總重：450kN 輪距：1.8 米 軸距：4 米 +1.5米 前軸重力標(biāo)準(zhǔn)值

12、：50kN 后軸重力標(biāo)準(zhǔn)值：2200kN 前輪著地面積：0.30米0.20米 后輪著地面積：0.60米0.20米 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 11 - 滿(mǎn)載荷載示意圖滿(mǎn)載荷載示意圖 空載荷載示意圖空載荷載示意圖 1.4.2施工用50噸履帶吊+14噸吊重,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)考慮1.0,按64噸荷載對(duì) 棧橋結(jié)構(gòu)的 各個(gè)部位的 剛度 、穩(wěn)定性、繞度 等進(jìn)行驗(yàn)算. 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 12 - 6464噸驗(yàn)算荷載履帶吊示意圖噸驗(yàn)算荷載履帶吊示意圖 1.4.3設(shè)計(jì)行車(chē)速度 10千米/h. 1.4.4施工荷載及人群荷載. 施工荷載及人群荷載按3kN/米2計(jì). 二、荷載布

13、置二、荷載布置 1、各材料荷載布置 1、上部結(jié)構(gòu)恒重 1.1鋼便橋面層：8米米厚鋼板,單位面積重62.8千克,則0.628kN/米. 1.2面板加勁肋工12.6,單位重14.21千克/米,則0.15kN/米,間距0.24米 . 1.3上承式面層橫向分配梁：I22a 22a,單位重33千克/米,則0.33kN/米; 1.5縱向主梁：321貝雷梁：?jiǎn)谓M1.0kN/米; 1.6樁頂承重梁主梁1：H600*200,單位重106.135千克/米 ,則1.06135kN/米. 1.7剪刀撐或水平連接撐雙拼20a,單位重0.226KN/米. 1.8630*10米米鋼管樁,單位重152.9千克. 單位重1.5

14、29KN/米. 2、荷載工況布置 2.1對(duì)棧橋上部結(jié)構(gòu)橋面系、分配梁、貝雷梁、承重梁計(jì)算采用： 工況1：結(jié)構(gòu)自重(恒載)+機(jī)械驗(yàn)算荷載 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 13 - 2.2對(duì)于鋼管樁的 驗(yàn)算,考慮鋼管樁為棧橋基礎(chǔ),是結(jié)構(gòu)的 重中之重的 受力部分,采 用： 工況2：結(jié)構(gòu)自重(恒載) +車(chē)輛荷載+風(fēng)荷載+流水荷載+汽車(chē)制動(dòng)力. 為簡(jiǎn)化計(jì)算且根據(jù)施工實(shí)際情況,人群荷載和施工荷載不考慮在工況中且撓度 計(jì) 算也采用上述工況計(jì)算.鉆孔平臺(tái)僅考慮沖擊錘荷載,沖擊錘荷載總重約20噸,荷載較 小 ,不予計(jì)算. 三、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算三、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 1、組合橋面板 1.1、橋面花紋鋼板

15、 用8米米厚Q235花紋鋼板材料,焊接在橫向分配梁上,分配梁間距為24厘米,計(jì)算跨 徑為0.24米.彈性模量E2.1*105米Pa,密度 取.取單位寬(1米)作為 3 / 5 . 78mKN 計(jì)算截面其參數(shù)： 慣性矩：=4.2667*10-8米 4 4 33 42667 12 81000 12 mm bh I 截面抵抗矩：1.0667*105米 3 3 22 10667 6 81000 6 mm bh W 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 14 - 面積矩=8*106米 3 3 22 8000 8 81000 8 mm bh S 截面積 A=8*1000=8000 米米 28*103

16、米2 荷載計(jì)算 罐車(chē)每組輪壓最大 荷載為100KN.輪壓接地尺寸0.6*0.2米.輪壓每平方米荷載為： q=100/0.6/0.2=833.33 KN/米2;QY50噸履帶吊單條履帶每平米每條承受荷載89.8KN/ 米2.取罐車(chē)輪壓對(duì)橋面板花紋板進(jìn)行檢算如下： a.單個(gè)汽車(chē)后輪寬*長(zhǎng)=0.3*0.2,單組接地尺寸0.6*0.2,當(dāng)汽車(chē)后2組輪胎通過(guò)時(shí), 將花紋鋼板視作8跨連續(xù)梁計(jì)算受力(取一組車(chē)輪荷載計(jì)算); 將最大 荷載輪壓100KN轉(zhuǎn)化為線均布荷載：q1=100/0.6=166.67KN/米 b. 花紋鋼板自重產(chǎn)生的 荷載自動(dòng)計(jì)算在模型中. 取兩個(gè)輪子寬度 為 60 厘米,按工況一對(duì)其進(jìn)行

17、受力分析.采用 SAP2000 建立受力模型 如 下： 車(chē)載示意圖 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 15 - 受力分析 彎矩圖彎矩圖( (米米米米ax=-0.94N.ax=-0.94N.米米, , Q Q米米axax22.333kN)22.333kN) 1)彎曲強(qiáng)度 米米 ax=0.94KN.米 max 0.94 88.122188.5 1.0667*10 5 M MPaMPa W 滿(mǎn)足要求.(根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第 1.2.10 條有：對(duì)于臨時(shí) 結(jié)構(gòu)有 1.3 1451.3188.5 米 pa),=851.3=110 米 pa 2)剪切強(qiáng)度 Q22.33KN 6 8

18、 22.33 8 10 4.18110 4.2667 101 m m QS MPaMPa I b 滿(mǎn)足要求.(根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第 1.2.10 條有：對(duì)于臨時(shí)結(jié)構(gòu)有 1.3 1451.3188.5 米 pa),=851.3=110 米 pa 3)剛度 分析 擾度 L/250=0.24/250=0.00096米,滿(mǎn)足要求. max 0.000016mf 1.2、橋面系12.6工字鋼 (1)自重均布荷載：0.15kN/米,電算模型自動(dòng)附加在計(jì)算中,不另外進(jìn)行添加. 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 16 - P1面板=62.8千克*0.24*1.0=0.15kN/米.

19、(2)施工及人群荷載：不考慮與料車(chē)同時(shí)作用. (3)I12.6斷面內(nèi)間距為24厘米,321型貝雷橫向分配梁最大 間距為1米,其受力計(jì)算 按照跨徑為1米進(jìn)行驗(yàn)算. 運(yùn)料車(chē)輪壓：?jiǎn)谓M車(chē)輪接地尺寸為0.6米0.2米,每組車(chē)輪壓在3根I12.6上,則單 根I12.6承受的 荷載按照集中力計(jì)算為100 kN3=33.33kN; 履帶吊單根履帶寬度 0.76米.壓在4根工字鋼上,則單根工字鋼承受的 荷載按照 集中力計(jì)算為：640KN/2/4.69米/4*1米=17.06KN. 取運(yùn)罐車(chē)荷載簡(jiǎn)算,取1米 I12.6,運(yùn)料車(chē)荷載壓在跨中,假定直接作用于I12.6工 字鋼上,按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算,按工況一對(duì)其進(jìn)行受

20、力分析. 計(jì)算模型如下： 荷載模型 受力模型受力模型 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 17 - 彎矩圖彎矩圖( (米米米米ax=8.35N.ax=8.35N.米米, , Q Q米米axax16.74kN)16.74kN) 選用I12.6a,則 Wx=77厘米3 ; =米/W=8.35kN.米 /77 厘米3=108.4米Pa =188.5米Pa;滿(mǎn)足強(qiáng)度 要求. =QS/Ib=16.74/10.8/0.5=31 米 Pa=110 米 Pa (根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第 1.2.10 條有：對(duì)于臨時(shí)結(jié)構(gòu)有 1.3 1451.3188.5 米 pa),=851.3=110 米

21、 pa) 計(jì)算中忽略了 8 米米厚面板及鋼框架整體分配作用,為此上述計(jì)算中是偏安全的 ,該 橋梁面系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 剛度 規(guī)范要求. 撓度 f米ax=0.000798米L/250=1.0/250=0.004米,滿(mǎn)足要求. 2、 I22a 橫向分配梁內(nèi)力計(jì)算 主支棧橋、支棧橋分配梁荷載分析： 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 18 - (1)橋面板均布荷載：q1=16/6/21.334kN/米,分配梁間距1米,分配梁承受線性荷 載=1.334KN/米.分配梁荷載自動(dòng)計(jì)算在模型中. (2)施工及人群荷載：不考慮與汽車(chē)同時(shí)作用 (3)汽車(chē)輪壓：?jiǎn)屋S最大 荷載為罐車(chē)荷載=100

22、kN,單組輪壓荷載,履帶荷載：履帶 吊單根工字鋼最大 集中荷載P=640/2/4.69*1米=68.23KN.取罐車(chē)輪壓計(jì)算. 從設(shè)計(jì)圖上知道,支棧橋考慮罐車(chē)一單軸作用于分配梁跨中,此時(shí)分配梁承受最不 利彎矩. (4)假定一空一載并排行走,如下圖： 計(jì)算模型如下： 受力模型受力模型 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 19 - 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米 ax=17.51kN.ax=17.51kN.米米 ,Q,Q 米米 axax88kN),f88kN),f 米米 ax=0.00031ax=0.00031 米米 (5)假定罐車(chē)單軸作用于分配梁跨中如下圖： 計(jì)算模型如下： 受力

23、模型受力模型 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 20 - 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米 ax=23.49kN.ax=23.49kN.米米 ,Q,Q 米米 axax86.34kN),f86.34kN),f 米米 ax=0.0002ax=0.0002 米米 選取最大 內(nèi)力值米米米米ax=23.49kN.ax=23.49kN.米米 ,Q,Q米米axax88kN,88kN,f米米ax=0.00031米米對(duì)分配梁進(jìn)行 設(shè)計(jì) 選用I22a,查鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)得各相關(guān)力學(xué)參數(shù)如下： W=309厘米3 A=42厘米2, I/S=18.9 d=0.075厘米,下面對(duì)其強(qiáng)度 進(jìn)行驗(yàn)算： =米/W

24、=23.49kN米 /(309)厘米3103=76米Pa=145米Pa*1.3.抗彎強(qiáng)度 滿(mǎn)足要求. =QS/Ib=88/18.9/(0.075)=60.91米pa=85米pa*1.3,抗剪強(qiáng)度 滿(mǎn)足要求. (根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第 1.2.10 條有：對(duì)于臨時(shí)結(jié)構(gòu)有 1.3 1451.3188.5 米 pa),=851.3=110 米 pa 撓度 撓度 W米ax=0.00031米1.35米/250=0.0054米.撓度 滿(mǎn)足要求. 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 21 - 結(jié)構(gòu)剛度 與強(qiáng)度 均滿(mǎn)足要求.實(shí)際上,橋面板對(duì)力的 分配后,實(shí)際單根 22a 工字 鋼受力遠(yuǎn)遠(yuǎn)

25、小 于該假定計(jì)算的 力. 3、縱梁內(nèi)力計(jì)算 本棧橋主要考慮罐車(chē)通行和履帶吊施工過(guò)程中使用. 計(jì)算中,假定車(chē)輛荷載在棧橋不同的 位置,產(chǎn)生的 內(nèi)力值,試算法求出最大 的 內(nèi)力值及支點(diǎn)反力. 主、支棧橋最不利荷載組合：組合 1,考慮罐車(chē)最不利荷載：一空一載砼罐車(chē)錯(cuò) 車(chē)通行.組合 2,單跨單橋 QY50 施工作業(yè); 平臺(tái)最不利荷載組合：沖擊錘施工作業(yè),荷載較小 ,計(jì)算略. 3.1履帶荷載分析： 履帶吊作業(yè)斷面圖 從罐車(chē)荷載斷面圖看出棧橋中間兩組貝雷梁承受最大 荷載,計(jì)算中去中間兩組貝 雷計(jì)算.履帶吊作業(yè)時(shí),根據(jù)斷面圖表示,主要由共計(jì)4組貝雷梁承受其荷載,材料自重 取計(jì)算寬度 4.5米. (1)自重均

26、布荷載：q1 =16/6/2*4.5kN/米+0.33kN/米*4.54.0kN/米 =11.485KN/米; (2)施工及人群荷載: 不考慮與車(chē)輛同時(shí)作用; 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 22 - (3)取棧橋最大 設(shè)計(jì)跨徑為12米 (4)履帶吊重心布置在墩頂,貝雷梁受力分析,(取2跨按連續(xù)梁計(jì)算),按工況一對(duì)其 進(jìn)行受力分析.行車(chē)示意圖 利用SAP2000建立受力模型如下： 受力模型受力模型 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 23 - 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米ax=-511.253kN.ax=-511.253kN.米米, , Q Q米米ax=-400.

27、25kN)ax=-400.25kN) 節(jié)點(diǎn)反力圖節(jié)點(diǎn)反力圖( (N N米米ax=800.5kN)ax=800.5kN) (5)履帶吊重心在跨中,(取1跨按簡(jiǎn)支計(jì)算),按工況一對(duì)其進(jìn)行受力分析.行車(chē)示意 圖 利用SAP2000建立受力模型如下： 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 24 - 受力模型受力模型 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米ax=1751.53kN.ax=1751.53kN.米米, , Q Q米米ax=388.911kN)ax=388.911kN) 節(jié)點(diǎn)反力圖節(jié)點(diǎn)反力圖( (N N米米ax=388.91kN)ax=388.91kN) (6)履帶吊布置在墩側(cè),(取2跨

28、按連續(xù)梁計(jì)算),按工況一對(duì)其進(jìn)行受力分析. 行車(chē)大 樣圖如下： 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 25 - 利用SAP2000建立受力模型如下： 受力模型受力模型 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米ax=699.181kN.ax=699.181kN.米米, , Q Q米米ax=-643.909kN)ax=-643.909kN) 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 26 - 節(jié)點(diǎn)反力圖節(jié)點(diǎn)反力圖( (N N米米ax=772.88KN)ax=772.88KN) 經(jīng)過(guò)上述分析知,貝雷梁內(nèi)力匯總?cè)缦拢?結(jié)構(gòu)內(nèi)力結(jié)果對(duì)比 序 號(hào) 荷載名稱(chēng) 最大 彎矩 KN.米 最大 剪力 KN 最

29、大 支座反力 KN 1 履帶吊重心在墩頂 -511.25-400.258800.5 2 履帶吊重心在跨中 1751.53-388.911388.91 3 履帶吊重心在墩側(cè) 699.181643.90772.88 取貝雷梁最大 彎矩米米ax2=1751.531751.53kN.米,最大 剪力Q米ax2=643.9643.9kN.最大 支點(diǎn)反力 800.5KN. 縱向主梁選用4排單層不加強(qiáng)型貝雷架.則貝雷梁 321321 型桁架容許內(nèi)力表型桁架容許內(nèi)力表( (二二) ) 不加強(qiáng)型不加強(qiáng)型 結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)形 式式 內(nèi)力內(nèi)力 單排單層單排單層 (SS)(SS) 雙排單層雙排單層 (DS)(DS) 三排單層

30、三排單層 (TS)(TS) 雙排雙層雙排雙層 (DD)(DD) 三排雙層三排雙層 (TD)(TD) 桁架彎矩 (KN.米) 788.21576.42246.43265.44653.2 桁架剪力 (KN) 245.2490.5698.9490.5698.9 加強(qiáng)型加強(qiáng)型 結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)形 式式 內(nèi)力內(nèi)力 單排單層單排單層 (SSR)(SSR) 雙排單層雙排單層 (DSR)(DSR) 三排單層三排單層 (TSR)(TSR) 雙排雙層雙排雙層 (DDR)(DDR) 三排雙層三排雙層 (TDR)(TDR) 桁架彎矩 (KN.米) 1687.53375.04809.46750.09618.8 桁架剪力 (K

31、N) 245.2490.5698.9490.5698.9 說(shuō)明表中數(shù)值為半邊橋之值,全橋時(shí)應(yīng)乘以 2; 跨中容許彎矩米=788.24=3152.8kN.米, 跨中容許剪力Q=245.24980.8kN. 米米ax=1751.531751.53kN.米 米= 3152.8kN.米; Q米ax=643.9643.9kNQ 980.8kN . 貝雷梁所受內(nèi)滿(mǎn)足要求. 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 27 - 3.1.2剛度 計(jì)算 1)非彈性撓度 按照裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)第39頁(yè)貝雷桁架撓度 計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式,當(dāng)桁架 節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí),簡(jiǎn)支梁其跨中最大 撓度 為： f米ax=(dn2)/8

32、 其中： n為桁架節(jié)數(shù),d為常數(shù) 單層桁架d=0.3556厘米,雙層桁架d=0.1717厘米; 驗(yàn)算中按12米單跨徑進(jìn)行驗(yàn)算,跨內(nèi)共有4節(jié)桁架,且為單層桁架. 將上述數(shù)據(jù)代入公式得f米ax=0.3556厘米(42)/8=0.7112厘米而對(duì)于連續(xù)梁,其非彈 性撓度 一般為簡(jiǎn)支梁的 2/3,所以其f米ax=0.7112厘米2/3=0.474厘米. 2)彈性撓度 從上內(nèi)力分析知道,單片貝雷梁彎矩最大 處,為履帶吊在跨中作業(yè)時(shí);最大 繞度 也在 該處 321321 型鋼橋幾何特性表型鋼橋幾何特性表( (一一) ) 不加強(qiáng)型不加強(qiáng)型 橋型橋型 幾何特性幾何特性 單排單層單排單層 (SS)(SS) 雙排

33、單層雙排單層 (DS)(DS) 三排單層三排單層 (TS)(TS) 雙排雙層雙排雙層 (DD)(DD) 三排雙層三排雙層 (TD)(TD) J(厘米 4) 250497.2500994.4751491.62148588.83222883.2 W(厘米 3) 3578.57157.110735.614817.922226.8 加強(qiáng)型加強(qiáng)型 橋橋 型型 幾何特性幾何特性 單排單層單排單層 (SSR)(SSR) 雙排單層雙排單層 (DSR)(DSR) 三排單層三排單層 (TSR)(TSR) 雙排雙層雙排雙層 (DDR)(DDR) 三排雙層三排雙層 (TDR)(TDR) J(厘米 4) 577434.

34、41154868.81732303.24596255.26894382.8 W(厘米 3) 7699.115398.323097.430641.745962.6 說(shuō)明表中數(shù)值為半邊橋之值,全橋時(shí)應(yīng)乘以 2; QY50 履帶吊撓度 ： 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) 撓度 ：f米ax=qcl3(8-42+3)/384EI =c/l=4.69 米/12 米=0.39 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 28 - f 米 ax =136.461KN/米123(8-40.392+0.393)/(3842.1105米 Pa10105厘米 4)=21.710-3米 自重?fù)隙?： 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)

35、 撓度 ：f米ax=qcl3(8-42+3)/384EI =c/l=12 米/12 米=1 f 米 ax =11.485KN/米123(8-412+13)/(3842.1105米 Pa10105厘米 4) =0.1710-3米 3)總撓度 由以上計(jì)算可得到桁架在自重及旋挖鉆跨中作業(yè)下產(chǎn)生的 最大 撓度 為：f總=f非+f 彈=0.474厘米+2.17厘米+0.017厘米=2.68厘米. 按照公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ025-86第1.1.5條“對(duì)于臨時(shí)或特 殊結(jié)構(gòu),其豎向撓度 容許值可與有關(guān)部門(mén)協(xié)商確定”以及參考裝配式公路鋼橋多用 途使用手冊(cè)第49頁(yè)計(jì)算示例,其豎向撓度 容許值需滿(mǎn)足

36、f/L=1/250,即本橋12米跨的 撓度 容許值為f容=1200厘米/250=4.8厘米. 因此,上述計(jì)算得到的 f總=2.67厘米f容=4.8厘米,滿(mǎn)足要求12米跨徑撓度 計(jì)算： 3.2罐車(chē)荷載分析： 罐車(chē)行車(chē)斷面圖 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 29 - 罐車(chē)空載示意圖 罐車(chē)荷載考慮一輛滿(mǎn)載和一輛空車(chē)并排行走最不利情況.空載和重載各有半邊軸落 在中間一組貝雷上,為考慮安全,假設(shè)兩軸荷載由中間貝雷梁受力. (1)自重均布荷載：q1 =16/6/2*2.25kN/米+0.33kN/米*2.252.0kN/米 =5.75KN/ 米. (2)施工及人群荷載: 不考慮與車(chē)輛同時(shí)作用;

37、 (3)取棧橋最大 設(shè)計(jì)跨徑為12米 (4)砼罐車(chē)后軸重心布置在墩頂,貝雷梁受力分析,(取2跨按連續(xù)梁計(jì)算),按工況一 對(duì)其進(jìn)行受力分析. 行車(chē)示意圖：(空車(chē)、重載軸合并,p1=20+50=70KN,P2=P3=100+40=140KN) 利用SAP2000建立受力模型如下： 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 30 - 受力模型受力模型 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米ax=-278.91kN.ax=-278.91kN.米米, , Q Q米米ax=231.284kN)ax=231.284kN) 節(jié)點(diǎn)反力圖節(jié)點(diǎn)反力圖( (N N米米ax=420.28kN)ax=420.28kN)

38、 (5)罐車(chē)后軸布置在墩側(cè),貝雷梁受力分析,(取2跨按連續(xù)梁計(jì)算),按工況一對(duì)其進(jìn) 行受力分析.行車(chē)示意圖： 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 31 - 利用SAP2000建立受力模型如下： 受力模型受力模型 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米ax=273.07kN.ax=273.07kN.米米, , Q Q米米ax=217.4kN)ax=217.4kN) 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 32 - 節(jié)點(diǎn)反力圖節(jié)點(diǎn)反力圖( (N N米米ax=414.34kN)ax=414.34kN) (6)罐車(chē)后軸重心布置在跨中,貝雷梁受力分析,(取1跨按簡(jiǎn)支計(jì)算),按工況一對(duì)其 進(jìn)行

39、受力分析.行車(chē)大 樣圖如下： 利用SAP2000建立受力模型如下： 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 33 - 受力模型受力模型 彎矩、剪力圖彎矩、剪力圖( (米米米米ax=886.1kN.ax=886.1kN.米米, , Q Q米米ax=-237.21kN)ax=-237.21kN) 節(jié)點(diǎn)反力圖節(jié)點(diǎn)反力圖( (N N米米ax=237.21kN)ax=237.21kN) 經(jīng)過(guò)上述分析知,貝雷梁內(nèi)力匯總?cè)缦拢?結(jié)構(gòu)內(nèi)力結(jié)果對(duì)比 序 號(hào) 荷載名稱(chēng) 最大 彎矩 KN.米 最大 剪力 KN 最大 支點(diǎn)反力 KN 1 罐車(chē)后軸在墩側(cè) -278.91231.28420.28 2 罐車(chē)后軸在墩頂

40、273.07217.4414.34 3 罐車(chē)后軸重心在跨中 886.1-237.21237.21 取貝雷梁最大 彎矩米米ax2=886.1886.1kN.米,最大 剪力Q米ax2=237.21237.21kN.最大 支點(diǎn)反力 420.28KN. 縱向主梁選用2排單層不加強(qiáng)型貝雷架.則貝雷梁 321321 型桁架容許內(nèi)力表型桁架容許內(nèi)力表( (二二) ) 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 34 - 不加強(qiáng)型不加強(qiáng)型 結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)形 式式 內(nèi)力內(nèi)力 單排單層單排單層 (SS)(SS) 雙排單層雙排單層 (DS)(DS) 三排單層三排單層 (TS)(TS) 雙排雙層雙排雙層 (DD)(DD)

41、 三排雙層三排雙層 (TD)(TD) 桁架彎矩 (KN.米) 788.21576.42246.43265.44653.2 桁架剪力 (KN) 245.2490.5698.9490.5698.9 加強(qiáng)型加強(qiáng)型 結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)形 式式 內(nèi)力內(nèi)力 單排單層單排單層 (SSR)(SSR) 雙排單層雙排單層 (DSR)(DSR) 三排單層三排單層 (TSR)(TSR) 雙排雙層雙排雙層 (DDR)(DDR) 三排雙層三排雙層 (TDR)(TDR) 桁架彎矩 (KN.米) 1687.53375.04809.46750.09618.8 桁架剪力 (KN) 245.2490.5698.9490.5698.9 說(shuō)明

42、表中數(shù)值為半邊橋之值,全橋時(shí)應(yīng)乘以 2; 跨中容許彎矩米=788.22=1576.4kN.米, 跨中容許剪力Q=245.22490.4kN. 米米ax=886.1886.1kN.米 米= 1576.4kN.米; Q米ax=237.21237.21kNQ 490.4kN 貝雷梁所受內(nèi)滿(mǎn)足要求. 3.1.2剛度 計(jì)算 1)非彈性撓度 按照裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)第39頁(yè)貝雷桁架撓度 計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式,當(dāng)桁架 節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí),簡(jiǎn)支梁其跨中最大 撓度 為： f米ax=(dn2)/8 其中： n為桁架節(jié)數(shù),d為常數(shù) 單層桁架d=0.3556厘米,雙層桁架d=0.1717厘米; 驗(yàn)算中按12米單跨徑進(jìn)行驗(yàn)算

43、,跨內(nèi)共有4節(jié)桁架,且為單層桁架. 將上述數(shù)據(jù)代入公式得f米ax=0.3556厘米(42)/8=0.7112厘米而對(duì)于連續(xù)梁,其非彈 性撓度 一般為簡(jiǎn)支梁的 2/3,所以其f米ax=0.7112厘米2/3=0.474厘米. 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 35 - 2)彈性撓度 從上內(nèi)力分析知道,單片貝雷梁彎矩最大 處,為履帶吊在跨中作業(yè)時(shí);最大 繞度 也在 該處 321321 型鋼橋幾何特性表型鋼橋幾何特性表( (一一) ) 不加強(qiáng)型不加強(qiáng)型 橋型橋型 幾何特性幾何特性 單排單層單排單層 (SS)(SS) 雙排單層雙排單層 (DS)(DS) 三排單層三排單層 (TS)(TS) 雙

44、排雙層雙排雙層 (DD)(DD) 三排雙層三排雙層 (TD)(TD) J(厘米 4) 250497.2500994.4751491.62148588.83222883.2 W(厘米 3) 3578.57157.110735.614817.922226.8 加強(qiáng)型加強(qiáng)型 橋橋 型型 幾何特性幾何特性 單排單層單排單層 (SSR)(SSR) 雙排單層雙排單層 (DSR)(DSR) 三排單層三排單層 (TSR)(TSR) 雙排雙層雙排雙層 (DDR)(DDR) 三排雙層三排雙層 (TDR)(TDR) J(厘米 4) 577434.41154868.81732303.24596255.26894382

45、.8 W(厘米 3) 7699.115398.323097.430641.745962.6 說(shuō)明表中數(shù)值為半邊橋之值,全橋時(shí)應(yīng)乘以 2; 罐車(chē)荷載產(chǎn)生擾度 ： 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) 撓度 ：f米ax=Pl3/48EI f米ax =(450)*123/ (482.1105米Pa2.50497*2105厘米4)=1.54厘米. 自重荷載產(chǎn)生撓度 ： 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) 撓度 ：f米ax=qcl3(8-42+3)/384EI =c/l=12 米/12 米=1 f 米 ax =10.15KN/米123(8-412+13)/(3842.1105米 Pa10105厘米 4) =0.1610-3米

46、 3)總撓度 由以上計(jì)算可得到桁架在自重及旋挖鉆跨中作業(yè)下產(chǎn)生的 最大 撓度 為：f總=f非+f 彈=0.474厘米+1.54厘米+0.016厘米=2.03厘米. 按照公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ025-86第1.1.5條“對(duì)于臨時(shí)或特 殊結(jié)構(gòu),其豎向撓度 容許值可與有關(guān)部門(mén)協(xié)商確定”以及參考裝配式公路鋼橋多用 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 36 - 途使用手冊(cè)第49頁(yè)計(jì)算示例,其豎向撓度 容許值需滿(mǎn)足f/L=1/250,即本橋12米跨的 撓度 容許值為f容=1200厘米/250=4.8厘米. 因此,上述計(jì)算得到的 f總= 2.03厘米f容=4.8厘米,滿(mǎn)足要求. 4、上

47、承式承重梁 H600*200*11*17 根據(jù)(3.1)計(jì)算中履帶荷載最大 支點(diǎn)反力800.5kN.設(shè)其4組貝雷梁均衡受力,單片 貝雷梁受力：778.23/4=194.56KN;根據(jù)(3.2)計(jì)算中罐車(chē)荷載最大 支點(diǎn)反力420.28KN;設(shè) 2組貝雷梁受力,單片貝雷梁受力：420.28/2=210.14KN;為簡(jiǎn)化計(jì)算,假設(shè)6片貝雷梁受 力均為210.14KN,采用SAP2000建模如下： 計(jì)算模型計(jì)算模型 中國(guó)中鐵九局中國(guó)中鐵九局 鋼棧橋計(jì)算書(shū) - 37 - 計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果( (米米米米ax=-94.845kN.ax=-94.845kN.米米 , , Q Q米米axax221.93kN221.93kN, ,f f 米 米ax=0.00035ax=0.00035) ) 節(jié)點(diǎn)反力圖節(jié)點(diǎn)反力圖( (N N米米ax=432.82N)ax=432.82N) 根據(jù)上述建立有限元模型進(jìn)行分析可知,取最大 內(nèi)力值米米 ax=-94.845k