钢栈桥受力计算

式中：u—周长 u=2.513m
k—安全系数，取 k=1.7 αi —影响系数，对于锤击沉桩，α i =1.0 τ—极限侧磨阻力
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A— 桩的截面积，A=0.5m2
σ R —桩尖承载力 σ R =2300kPa λP —开口桩桩尖承载力影响系数，取 λP =0.696 查看地质资料可得，12m 跨栈桥下的桩，在 XX 号墩处的地质资料最
W=692cm3
σ=M/W=136.8/692=197.7MPa<[σ]=200Mpa
满足强度要求。
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〈五〉贝雷梁内力计算
12 米跨 计算跨径为L计=12m(按简支计算) （1）30t 砼车 荷载分析：
○1 自重均布荷载： q1=5.5+3.56+6.66+2.67/1.5=17.5Kn/m ○2 施工及人群荷载: 不考虑与砼车同时作用 ○3 30t 砼车（一辆）（按汽车－20 级重车）在跨中错车时的 受力最不利：
Z = ηT = 2.02 × 2.2 = 4.44m
取桩嵌固点深度为 4.5m （冲刷后泥面以下）
3、钢管桩入土深度：(考虑冲刷深水区冲刷 3m，浅水区冲刷 2m)
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85 第 4.3.2 条
∑ [P]= 1 (u k
α iliτ i + Aσ Rλ p )
⑴δ10钢板：7×1×0.01×7.85×10=5.495KN/m ⑵I14向分配梁:3.56/m ⑶I25a横向分配梁:2.67KN/根 ⑷贝雷梁:6.66 KN/m ⑸HK600a 下横梁:12.45KN/根
2、活荷载
⑴30t 砼车 ⑵履带吊 65t:自重 60t+吊重 20t，0.18Mpa
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果如下表所示：
跨度 项目名称
q(kN/m) Q1(kN) Q2(kN) 最大压载Mmax (kN) 桩的入土深度 H（m） 备注
12m
15m
18m
30m
30
37.5
45
75
667.8
667.8
667.8
425
222.6
222.6
222.6
425
850
850

900
800
10.5
10.5
12.0
9.0
H 值是指考虑冲刷后的土厚度，浅水区冲刷 2.0m，深水区冲刷 3.0m
荷载分析（计算宽度取 1.5m）：
○1 自重均布荷载：忽略不计
○2 施工及人群荷载：不考虑与履带吊同时作用
○3 65t履带吊轮压：Q1=0.7×180×1.5=189Kn
Q2=0.7×180×1.5/3=63Kn
按超静定建模计算，则
Mmax2=68KN.m 选用I25a 则 A= 48.54 cm2
最大：
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q=30kN/m
Q1=667.8kN
Q2=222.6kN
则：最大承载力 P
P=30×7/2+667.8+（5.7-4.4）×222.6/5.7=823.6kN
按单桩承载力 850kN 计算
2、桩的嵌固点计算：
T = 5 EP I P = 2.02m mb0
其中 m = 6000kN / m4 I=1.56×103m4
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○3 65t 履带吊轮压：180×1.0=180KN/m 由荷载分析可确定，自重荷载及施工人群荷载可忽略不计。
跨中弯矩 M= ql2/8=0.125×180×0.352=2.76KN·m W=bh2/6=1.0×0.012/6=1.67×10‐5m3 σ=M/W=165.3MPa<[σ]=200Mpa 满足强度要求。
<三>I25a 横向分配梁内力计算
1、30t 砼车 单边车轮作用在跨中时，横向分配梁的弯矩最大，轮压力为简化
计算可作为集中力。
荷载分析（计算宽度取 1.5m）： ○1 自重均布荷载：忽略不计 ○2 施工及人群荷载：不考虑 ○3 30t 砼车轮压：60×2=120KN
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单边车轮布置在跨中时弯距最大 Mmax1=Ql/4=120×2.4/4=72KN.m 2、履带-65
则：Mmax1= 0.25 ×120 ×12 + 4.6 ×120 × 12 + 2 × 60 × 12
12
2 12
2
+ 0.25 × 60 ×12 + 4.6 × 60 × 12 + 2 × 30 × 12 + ql 2
12
2 12
28
=696+348+ (17.5 ×122 ) / 8 =1359kN·m
其结果如下表所示（最不利工况同 12m 跨一样）：
跨度 项目 q1 (kN/m) q (kN/m) 计算跨度(m) 最大弯矩Mmax (kN·m)
选材 容许弯矩[M] (kN·m)
结论
12m 跨
17.5 168 12 2396 两片三组 4729.2 满足
15m 跨
17.5 168 15 3241 两片三组 4729.2 满足
W=402cm3
σ=M/W=72/0.402=179MPa<[σ]=200Mpa
满足强度要求。
（四）30m 跨横向分配梁计算
此时的计算跨度为 5.25m
1、30t 砼车
单边车轮作用在跨中时，横向分配梁的弯矩最大，轮压力为简化
计算可作为集中力。
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荷载分析（计算宽度取 1.5m）： ○1 自重均布荷载：忽略不计 ○2 施工及人群荷载：不考虑 ○3 30t 砼车轮压：Q=60KN
为不利，则有：
∑ [P]= 1 (u k
α iliτ i + Aσ Rλ p )
=（2.513×1.0×H×25+0.5×0.696×2300）/1.7
≥850
则 H≥10.26m
取桩的入土深度为泥面以下 10.5m
（泥面指冲刷后的泥面，浅水区考虑 2m 冲刷，深水区考虑 3m 冲刷）
同理可求得，15m 跨、18m 跨、30m 跨时的桩的入土深度，其计算结
Mmax=（879-433）×4.7/4=524.1kN·m 选用 HN606×201 则 W=3000cm3 A=153.3cm2 σ=Mmax/Wx=524.1×103/3000=175MPa<[σ]=200Mpa 剪力τ=8790/153.3=57.3MPa 同理，可得在 15m 跨、18m 跨、24m 跨、30m 跨情况下的下横梁选型， 其结果如下表所示（最不利工况同 12m 跨一样，也是 65t 履带吊工况）：
HN606×201
3000 183 58.1 满足
18m 跨
-412 900 488 574
HN606×201
3000 191 58.7 满足
24m 跨
-391 921 530 623
HN606×201
3000 208 60.1 不满足
30m 跨
HN606×201
3000 满足
30m 跨时，由于贝雷架是采用两组贝雷，作用在贝雷上的力主要
○1 自重均布荷载： q1=30Kn/m ○2 施工及人群荷载: 不考虑与履带吊同时作用
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○3 65t 履带吊轮压：Q=180×0.7×5.3=667.8Kn/m 当履带吊沿栈桥的边侧吊运东西时，贝雷架传递到下横梁的力最大
用 ANSYS 电算得 R3=-433kN（向下） R4=879kN（向上） 为简化计算，可将R3 R4作为作用在下横梁中点的集中力来计算
传递到了桩上而不是下横梁，因此，下横梁受力较小，采用 HK500b
可以满足强度要求。
四、钢管桩承载力计算
<一>12m 跨
1、单桩最大需承力
履带吊作用时钢管桩所承受的压力显然大于砼车作用时的荷载，
因此计算时只需考虑履带吊作用与上层结构自重荷载组合时时的工
况，且履带吊的偏心履带作用在一侧钢管桩时，此时该侧桩的承载力
自下而上依次为Φ800×8mm钢管桩，H600×200 下横梁，长为 7m； 纵梁选用“321”军用贝雷梁 3 组、每组 2 片，或万能杆件；I25a横向 分配梁，布置间距 1.5m，长度为 7m；I14向分配梁，布置间距 35cm； δ10桥面钢板满铺。
二、荷载布置 1、上部结构恒重（7 米宽计算）
单边车轮布置在跨中时弯距最大 Mmax1= 60×（2.625-0.7）=115.5KN.m 2、履带-65
荷载分析（计算宽度取 1.5m）：
○1 自重均布荷载：忽略不计
○2 施工及人群荷载：不考虑与履带吊同时作用
○3 65t 履带吊轮压：Q=0.7×180×1.5=189Kn
则 Mmax2=136.8kN.m 选用I32a 则 A= 52.717 cm2
8
4
8
=315+2671.2-590=2396.2kN.m
选用 3 组双排单层贝雷架，则
[M]=1576.4×3=4729.2kN·m
Mmax= Mmax2=2396.2 kN.m<[M]= 4729.2kN·m 满足强度要求。
同理，可得在 15m 跨、18m 跨、24m 跨、30m 跨情况下的贝雷架选型，
XX 工程水上钢栈桥结构受力
计算书
编制： 电算： 复核： 审核：
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栈桥计算书
一、结构形式
架空栈桥总长 1854m， 宽 7m。栈桥中心线与引桥轴线一致。 沿着引桥每隔约 300m 设车辆调头平台一座。栈桥两侧设栏杆，上部 结构采用型钢结构。19~30 轴跨间有桥墩处，上部梁板自成一体，以 便整体拆卸。主纵梁选用“321”型贝雷架，下横梁采用 HN606×201， 桥墩采用桩基排架，每榀排架下设 2 根、3 根或 4 根Φ800×8mm 钢管 桩。通航孔处桩基设斜桩并在其上安装橡胶护弦起防撞作用。
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跨度 项目
R3(kN) R4(kN) Q(kN) 最大弯矩Mmax (kN·m) 选材 材料W（cm3） 应力σ(MPa) 剪力τ（MPa） 结论
12m 跨
-433 879 446 524
HN606×201
3000 174 57.3 满足
15m 跨
-423 890 467 549
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荷载分析（计算宽度取 0.35m）： ○1 自重均布荷载：忽略不计 ○2 施工及人群荷载：不考虑同时作用 ○3 65t 履带吊轮压：q=180×0.35=63KN/m
Mmax2=ql2/8=63×1.52/8=17.72KN.m 选用I14 则 W=102cm3 σ=M/W=17.72/0.102=173.7MPa<[σ]=200Mpa 满足强度要求。
<二>I14纵向分配梁内力
1、30t 砼车 单边车轮作用在跨中时，纵向分配梁的弯矩最大，轮压力为简化
计算可作为集中力。
荷载分析（计算宽度取 0.35m）： ○1 自重均布荷载：忽略不计 ○2 施工及人群荷载：不考虑与砼车同时作用 ○3 30t 砼车轮压：60×0.35/0.6=35KN
单边车轮布置在跨中时弯距最大 Mmax1=Ql/4=35×1.5/4=13.13KN.m 2、履带-65
⑶施工荷载及人群荷载：4KN/m2 考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距不小于 24 米，即一跨内同
方向最多只布置一辆重车，并考虑满载砼罐车和空载砼罐车错车。
三、上部结构内力计算 <一>桥面钢板内力
1、 30t 砼车作用 荷载分析（计算宽度取 0.5m）：
○1 自重均布荷载：q1=0.5×0.01×10×7.85=0.392KN/m ○2 施工及人群荷载：不考虑与砼车同时作用 ○3 30t 砼车轮压：60/0.6=100KN/m 由荷载分析可确定，自重荷载及施工人群荷载可忽略不计。 跨中弯矩 M= ql2/8=0.125×100×0.352=1.53125KN·m W=bh2/6=0.5×0.012/6=0.833×10‐6m3 σ=M/W=183.8MPa<[σ]=200Mpa 满足强度要求。 2、65t 履带吊 荷载分析（计算宽度取 1.0m）： ○1 自重均布荷载：忽略不计 ○2 施工及人群荷载：不考虑与履带吊同时作用
（2）65t 履带吊布置在跨中时
○1 自重均布荷载： q1=17.5Kn/m
○2 施工及人群荷载: 不考虑与履带吊同时作用
○3 65t 履带吊轮压：q=180×0.7×4/3=168Kn/m
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Mmax2= 17.5 ×122 + 168 ×12 × 5.3 − 168 × 5.32
18m 跨
17.5 168 18 4125 两片三组 4729.2 满足
24m 跨
30m 跨
17.5 168 24 6012 三片三组 6739 满足
17.5 123 30 6413 两片两组加强 6750 满足
<六>下横梁内力
在计算时只考虑履带吊工况即可，计算跨距为 4.9m 12m 跨 受力分析：