详细荷载栈桥计算书

详细荷载栈桥计算书

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高速公路

栈桥设计计算书

二零一七年十月

目录

2．设计规范及依据

3．设计条件

4．结构布置型式及材料特性

结构布置型式

材料特性

5．荷载计算

恒载

活载

6．桩嵌固点计算

7．主栈桥计算

工况分析

工况与计算模型

计算结果汇总

钢管桩稳定性验算

8．钢管桩桩长计算

9．上部结构计算

1．概述

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2．设计规范及依据

（1）主线及互通匝道初步设计图

（2）《初步设计阶段工程地质勘查报告》；

（3）《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）；

（4）《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）；

（5）《海港水文规范》（JTS145-2-2013）；

（6）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

（7）《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)；

3．设计条件

1、栈桥设计边界条件引用《初步施工图设计》设计说明相关数据。

2、主线栈桥设置在前进方向左侧。

3、栈桥宽度按9米设计。

4、栈桥荷载主要8方混凝土罐车、50t吊机、钢护筒重约30t，钢筋笼约20t，回旋

钻机和旋挖钻机。

4．结构布置型式及材料特性

结构布置型式

栈桥顶标高暂定+，宽9m。面层体系自上而下依次为桥面板、横向分配梁I22a。主纵梁采用321型单层9排贝雷片，承重梁采用2H600×200×11×17型钢；栈桥下部结构采用桩基排架，排架横向桩间距，纵向间距12m，每60m设置制动墩，每120m 设计伸缩缝，排架桩基采用Φ630×8mm。

栈桥标准横断面

材料特性

1)Q235钢材的强度设计值：

弯曲应力215MPa(16mm)f t =≤,205MPa(16mm<40mm)f t =< 剪应力 125MPa(16mm)v f t =≤,120MPa(16mm<40mm)v f t =< 2)Q345钢材的强度设计值：

弯曲应力310MPa(16mm)f t =≤,295MPa(16mm<35mm)f t =< 剪应力 180MPa(16mm)v f t =≤,170MPa(16mm<35mm)v f t =< 端面承压400ce f kN = 3)321型贝雷特性：

弦杆许用内力[]560kN N =；竖杆许用内力[]210kN N = 斜腹杆许用内力[]171.5kN N = 5．荷载计算 恒载

结构自重。 活载 车辆荷载

（1）10方混凝土罐车：载重时重量43t 总重：400kN 轮距： 轴距：+

前轴重力标准值：70kN 后轴重力标准值：2×180kN 前轮着地面积：× 后轮着地面积：×

车辆荷载布置与桥面考虑两辆车并排行驶，如下图所示：

（2）80t 履带吊通行；桩顶起吊，吊重30t ，总重110t ，侧吊考虑70%重量作用在同一条履带。

履带着地面积：×履带中心距： 汽车制动力

纵向荷载考虑汽车制动力，根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中查得，汽车制动力为汽车荷载的10％，此处栈桥按双车道设计，取水平制动力为

86432=⨯KN ，按单跨相邻两跨9根钢管桩分配制动力，每根桩的力为，受力点位

于桩顶部位。 6．桩嵌固点计算

钢管桩嵌固点计算引用《港口工程灌注桩设计与施工规程》(JTJ_248-2001)计算

公式，，4t L T ≥，T =

t T η=。

t L ：桩的入土深度（m ）

T ：桩的相对刚度系数（m ）

p E ：桩的弹性模量（2/kN m ），Q235钢82210/P E kN m =⨯

p I ：桩的截面惯性矩（4m ），

φ630×8mm 钢管桩 Ip =0.756×10−3mm 4

m ：桩侧地基土水平抗力系数随深度增加的比例系数（4/kN m ），按《港口工程

灌注桩设计与施工规程》表取值。流塑粘性土，淤泥m 取30004/kN m

t ：桩的受弯嵌固点距泥面的深度（m ）

η：系数，取～，当桩顶铰接或自由长度较大时取消值，这里取中位数。 φ630×8mm 钢管桩嵌固点计算：

m =√

mmmm mm 0

5

=2.09m ，t=

泥面标高，嵌固点标高，取5m 。

钢管桩入土深度L ＞4T=，按弹性长桩考虑。 7．主栈桥计算 工况分析 计算工况

计算按二跨12米为模型，按两10方混凝土罐车和履带吊机分别作用，计算荷载工况如下：

考虑①自重、②罐车、③履带吊、④车辆制动力（仅罐车）。

各工况荷载组合如下：

正常工作期

基本组合：

×①+×（②+④）

×①+×③

标准组合：①+②+④

①+③

履带吊通行时罐车不通行。履带吊通行分别考虑作用在跨中（弯矩最大）及端部（剪力最大）贝雷上。

工况与计算模型

计算模型

采用MIDAS计算，各构件均采用梁单元。

一、主栈桥整体计算模型：

12m跨单排墩分析模型

双罐车偏载作用边墩

双罐车偏载作用跨中

双罐车偏载作用中墩

履带纵向偏载作用边墩

履带纵向偏载作用跨中

履带纵向偏载作用中墩