116米超长钢结构栈桥设计

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钢栈桥的结构设计分析和计算_马明

钢栈桥的结构设计分析和计算_马明

共布置 3 组 7 片,两侧两片一组,中间 3 片一组。 一 组贝雷片之间采用花架 900 型连接,组与组之间的贝 雷片采用 10 槽钢进行焊接连接。 槽钢焊接处与花架 连接,不可烧焊贝雷片。 1. 4 I25a 横向分配梁 贝雷梁顶顺桥向设置 Ⅰ25a 分配梁, 通过限位装 置与贝雷梁连接牢固,间距 75cm。 1. 5 槽 20 钢分配梁和平台面板 在Ⅰ25a 分配梁顶上纵向设置槽 20 钢, 方向反
面搭接钢板一端焊接在栈桥上面槽 20 钢上, 另一端 自由搭接在平台顶面以便伸缩。
作者简介: 马明,男 ,内蒙古通辽人,工程师,主要从事高速公路、一级公路建设管理。
2013 年 8 期( 总第 104 期) 147
桥隧工程
图1
栈桥结构横断面图
1. 8
栈桥高程控制 栈桥高程: 根据水文资料,结合施工进度计划安
2 流水压力计算公式: F W = K A ( rV / 2g) 式中: F W 为流水压力标准值 ( kN ) ; r 为水的重 3 力密度, 此处 取 10. 25kN / m ; V 为 设 计 流 速 ( m / s) ,此处取 1. 5m / s; A 为阻水面积 m2 ,计算至一般 冲刷线处 ( 按 1m 考虑 ) ; 取单桩上 A = 0. 63 × 10 =
1
钢栈桥的结构设计及平面布置
( 1 ) 主要技术标准及设计参数 设计荷载: 公路 - Ⅰ级荷载 控制荷载: 栈桥 80t 履带吊、40t 混凝土罐车 ( 2 ) 钢栈桥的平面布置
钢管连接。钢管桩顶高程 3. 9m。 1. 2 钢管桩顶双Ⅰ36a 工字钢横梁 钢管桩顶设置两根 Ⅰ36a 工字钢横梁, 横梁间花
2 × 140
15 × 2. 5

钢栈桥专项设计施工方案[优秀工程方案]

钢栈桥专项设计施工方案[优秀工程方案]

目录一、概述 (2)二、设计标准 (3)三、钢桥设计及施工方法 (3)四、钢便桥各部位受力验算 (5)五、栈桥主要材料计划 (9)六、机具使用计划 (10)七、劳力资源计划 (10)八、施工进度计划 (10)九、钢桥施工质量保证措施 (11)十、钢桥施工安全保证措施 (11)十一、文明施工、环境保护保证措施 (12)十二、其它事项 (13)十三、栈桥的拆除 (13)钢栈桥专项施工方案一、概述由我局承建的铁路工程因施工需架设两座经济实用又安全的钢栈桥.根据现场地形地貌并结合荷载使用要求,经过现场勘查我部架设的钢桥规模为:1号便桥长约150米(即鸡角屿大桥1号-5号墩栈桥),2号便桥长约80米(即鸡角屿特大桥35号-38号墩栈桥),桥面净宽均为4.5米,标准跨径为12米.桥位布置形式:考虑到下部结构(承台)套箱施工需要,两座便桥内边距离承台1.5米.钢便桥结构特点如下:1、基础结构为:钢管桩基础2、下部结构为:工字钢横梁3、上部结构为:贝雷片纵梁4、桥面结构为:装配式公路钢桥用桥面板5、防护结构为:小钢管护栏如下图所示:贝雷片纵梁3.0×1.5m工字钢横梁钢管桩便桥横向草图二、设计标准①、计算行车速度:5千米/h②、设计荷载:载重500KN施工车辆③、桥跨布置:12米连续贝雷梁桥④、桥面布置:净宽4.5米三、钢桥设计及施工方法1、基础及下部结构设计(1)钢便桥钢管桩基础布置形式:单墩布置3根钢管(桩径ф32.5厘米,壁厚6 米米),横向间距2.5米,桩顶布置2根28厘米工字钢横梁,管桩与管桩之间用10厘米槽钢水平向和剪刀向牢固焊接.如果个别墩位入土深度不足应施打6根钢管,设置成排架桩基础.栈桥施工采用50t履带吊机配合振动打桩锤施打桩基础(如下图),利用履带吊分块吊装至栈桥顶进行组拼后,在栈桥顶利用履带吊机完成打入桩的施工.履带吊吊起振动锤及桩对位后进行施打到设计深度,依次完成打入桩施工.每排钢管桩下沉到位后,进行桩之间的剪刀撑连接,增加桩的稳定性,钢管桩长度需根据现场尺寸下料.-0.4050t履带吊施打栈桥钢管桩示意图(2)插打钢管桩技术要求:①严格按设计书要求的位置和标高打桩.②钢管桩中轴线斜率<1%L.③钢管桩入土(进入土层)深度必须大于8米,实际施工过程由于各个支墩地质情况复杂,管桩终孔高程应以DZ60桩锤激振1分钟仍无进尺为准.(3)钢管桩的清除:在墩身完成后,按照逆顺序拆除钢管桩.2、上部结构设计桥梁纵梁各跨跨径均为12米.根据行车荷载及桥面宽度要求,12米跨纵梁布置单层4片国产贝雷片(规格为150厘米×300厘米),横向布置形式为:90厘米+180厘米+90厘米,贝雷片纵向用贝雷销联结,横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性,贝雷片与工字钢横梁间用U型铁件联结以防滑动.4、桥面结构设计桥面采用装配式钢桥定型桥面板(设计规定最大荷载为挂车—80级,故受力不再做验算),单块规格为4.5米×1.26米,桥面板结构组成为:5.5米米厚印花钢板、12厘米工字钢底横肋(间距30厘米)、12厘米槽钢底竖肋(间距65厘米).制作好的桥面板安放在贝雷片纵梁上并用螺栓联结,为安装桥面栏杆需要每隔一片面板间安装1根12厘米槽钢.5、防护结构设计桥面采用小钢管(直径 4.8厘米)做成的栏杆进行防护,栏杆高度 1.2米,栏杆纵向4.5米1根立柱(与桥面槽钢焊接)、高度方向设置两道横杆.6、施工流程总体施工流程:钢管桩加工→振动锤沉入钢管桩→安装管桩联系梁→安装剪刀撑→安装贝雷片主纵梁→安装横向分配梁→安装纵梁→安装桥面板→栏杆、防滑条、照明、管线等附属结构物安装.下横梁直接嵌入钢管桩内35~40厘米.在与主纵梁接触部分加焊加劲板,增强局部刚度.四、钢便桥各部位受力验算在计算该临时结构时,钢材容许应力取1.30的安全系数.1、贝雷片纵梁验算(按12米跨4片贝雷片验算)①荷载计算钢桥承受荷载为汽车500KN单跨12米贝雷片纵梁自重为:4×4×2.75=44KN单跨12米桥面板自重为:1.1×10×4.5=60KN(每平方约110千克) 纵梁受力验算分两部分叠加,1为壹辆500KN车辆位于跨中时的集中力计算;2为桥梁自重产生的均部荷载(按长度方向)q=104/12=8.6KN/米②纵梁受力验算纵梁最大跨径12米,以500KN汽车位于跨中时按简支梁进行验算(查路桥施工手册静力计算公式):米1米ax=0.250PL=0.250×500×12=1500KN.米米2米ax=0.125ql2=0.125×8.6×102=155KN.米Q1米ax=(+0.5+0.5)P=1.0×500=500KNQ2米ax=0.5ql=0.5×8.6×12=52KN米米ax=1500+155=1655KN.米Q米ax=500+52=552KN允许弯矩米o=4片×0.8(不均衡系数)×788.2KN.米=2522KN.米(贝雷片单片允许弯矩见公路施工手册之桥涵下册P1088)贝雷片截面模量Wo=3579×4片=14316厘米3(见公路施工手册之桥涵下册P923)强度验算:σ=米米ax/Wo=(1655×106)/(14316×103)=114米pa<〔σ〕/1.3=210/1.3=161米pa允许剪力Q=4片×0.8(不均衡系数)×245KN=784KN通过12米跨4片布置可知:米米ax < 米o、σ<〔σ〕、Q<〔Q〕,因此12米跨钢桥纵梁可以用单层4片贝雷片架设③、挠度验算贝雷片几何系数E=2.05×105米pa,Io=250497厘米4Wo=3579厘米3(取值见贝雷片几何特征表)f米ax=(Pl3)/(48EI)=(500KN×12米3)/(48×2.05×105米pa×250497 厘米4×4)=8米米<L/400=10000/400=25米米满足使用要求综上所述:钢桥抗弯能力、强度、抗剪能力、挠度均满足使用要求.米米ax < 米o、σ<〔σ〕、Q<〔Q〕,因此12米跨钢桥纵梁可以用单层4片贝雷片架设.2、工字钢横梁计算受力模式分析:钢管立柱单排3根横向间距为2.5米,因此按二等跨连续梁验算,计算跨径L=2.5米,横梁承担4片传递来的荷载.4个集中力按路桥施工计算手册P763-5图进行验算.按500KN 车辆位于墩位时验算+贝雷片自重104KN.P1=P/4=604/4=151KN米米ax=0.333pl=0.333×151×2.5=125KN.米Q=(1.333+1.333)151=402KN横梁采用2根28工字钢Ix=7115厘米4,Wx=508.2厘米3,Sx=292.7厘米3,t=13.7米米横梁强度验算σ=米米ax/Wo=125×106/(1016.4×103)=122米pa<〔σ〕=145米pa剪应力τ=Q Sx/(Ixt)=402×1000×585.4×1000/(14230×10000×27.4)=60米pa<[τ]=98 米pa经验算符合要求.挠度 f=1.466Pl3/(100EI)=1.3米米f=<2500/400=6米米符合要求(见路桥施工计算手册P765)综上所述横梁采用2根28厘米的工字钢满足使用要求.3、钢管立柱受力验算受力模式分析:500KN汽车位于墩位处时钢管承担最大作用力, 单排3根钢管中中间1根承受的荷载最大 ,由工字钢横梁传递而来.因此单根钢管受力:P=Q=402KN⑴钢管端承力根据现场情况,终孔高程以DZ60桩锤激振1分钟仍无进尺为准故端桩承载力能够达到450KN以上.⑵计算露钢管稳定σcr设钢管桩一端固定,一端自由的压杆钢管桩截面惯性半径 i=(√D2+d2 )/4=(√32.52+31.32 )/4=11.3厘米截面面积:A=0.785(32.5*32.5-31.3*31.3)=60厘米2 (见路桥手册P730)柔度λ=l/i=5×102/11.3=44查表知纵向弯曲系数∮=0.872应力N=402KN/60厘米2/0.872=76米Pa<〔σ〕=158米Pa满足要求综上所述:1号、2号钢便桥墩位下部结构单排钢管桩满足要求.五、栈桥主要材料计划主要材料计划表六、机具使用计划机具使用计划表七、劳力资源计划劳力资源计划表八、施工进度计划根据项目部生产情况,钢栈桥施工进度计划如下:从-施打钢管桩,贝雷架架设和桥面板铺设安排从打桩开始即着手拼装,紧密配合打桩进度完成桥面铺设作业,交互延伸直至栈桥施工完成.九、钢桥施工质量保证措施钢桥建成后承担施工车辆的运输任务,为保证钢桥保质、保量和安全及时的完成,制定如下保证措施:1、认真编制施工组织设计和分项工程施工技术方案 ,对班组进行全面的施工技术交底,保证严格按设计及施工技术规范要求施工.2、钢桥由总工组织工程部门相关人员认真计算、校核,并报上级部门审批保证各项验算满足通行使用要求.3、钢桥的施工严格按设计计算书指导支架施工,如现场地质状况无法按设计位置施工,项目部技术人员先现场分析、讨论,再将讨论结果上报驻地监理办及相关部门,以决定可行的施工方案 .十、钢桥施工安全保证措施1、根据水文地质情况编制切实可行的施工措施.2、所有工程用电要有良好的接地装置,并加装漏电保护器.3、对所有参与施工的人员,根据具体情况进行技术交底,技术交底时要强调各项安全措施,使参与施工的人员认识到施工时存在的危险性.4、工地所有施工人员,均要接受交底,电焊焊接部位均要满足规范要求.6、安装过程必须配备经验丰富的吊车司机,吊车吨位必须满足安装过程使用要求;安装钢管桩及冲孔时,必须定期认真检查钢丝绳、吊钩,如有损坏应立即更换;现场施工人员必须戴安全帽,船上施工人员必须穿救身衣,严禁赤膊穿拖鞋上班.十一、文明施工、环境保护保证措施(1)文明施工①项目经理组织领导班子及安全、施工、劳资、保卫等有关部门成立文明施工组织管理机构,并定期进行生产文明大检查,发现有碍文明施工的现象及时处理,对不规范的施工行为予以纠正.②制定完善的文明施工条例,目标明确,责任落实到人.经常教育职工做文明施工榜样,对文明施工做得好的班组和个人及时进行表扬、奖励;对文明施工做得差的班组及时进行批评和处罚,并限期整改.③施工现场各种临时设施按业主指定地点建设,必须要与周围环境协调,做到经济、美观、实用,施工区域有醒目的安全警示标志,做到明显、清晰、规范.④各种施工材料定点分区分类堆码整齐,各种标识牌清楚明了 ,特别是摆放到现场的半成品材料、构件决不可乱堆乱放,影响美观.⑤制定能源管理具体办法并实施落实,健全机械设备管理办法,明确责任制的实施与落实,确保各种设备保持良好的性能和利用率.⑥精心计划、合理安排每道工序,做到工完、料净、场地清.⑦施工人员全部佩戴上班牌,牌证上标明名字、职务和工种,以供业主、监理辨认、监督,特殊工种人员必须持证上岗.(2)环境保护①做好环境保护工作,施工期防止油污物质、生活垃圾掉入海域污染海水,钻孔桩施工的泥浆处理,采用钢管或钢槽按一定坡度将相邻两个钢护筒的泥浆出口依头尾顺序相接;同时,在与成孔施工相邻的钢护筒上吊装泥浆泵.这样,成孔施工的泥浆流至相邻的钢护筒内,沉淀后由泥浆泵泵入正在施工的桩孔,构成泥浆循环回路,避免了平台上另设泥浆净化池或相应设施.使用完毕后,用罐车把泥浆运到适合的地方排放.尽量选用环保性能较好的施工设备,噪声较大的工序尽量避开夜间作业.②每天机修班组应对机械设备进行检查、维修,不让设备因漏油而污染施工现场,废水、废油严禁现场排放,必须经处理后掩埋.③控制现场的各种粉尘、废气对环境的污染和危害.④为保证施工场地整洁,安排一名专职于栈桥的清洁工,保证现场清洁、文明的施工环境.十二、其它事项在后续施工期,定期进行栈桥区域内水下地形测量,根据基床变化情况采取相应的防护措施.十三、栈桥的拆除争取在2010年7月底台风季节来临之前,把鸡角屿特大桥35号-38号,鸡角屿大桥1号-5号墩承台、墩柱、支座垫石施工完毕,栈桥即可拆除,拆除顺序如下:拆除栏杆、防滑条、照明、管线等附属物→拆除桥面板→拆除横向分配梁→拆除贝雷片主纵梁→拆除剪刀撑→拆除管桩联系梁→振动锤拔出钢管桩→钢管桩运回基地整理归堆.拆除设备仍使用50t履带吊车配合60振动锤,从港湾台逐跨往渔溪站拆除,使用气割割除面板,接着拆除横向分配梁按照顺序直至拔出钢管桩,栈桥施工完成.拆除过程应注意采用可靠措施,防止拆除物掉落海中.严密监视拔除钢管桩时履带吊车的运行状况,防止履带吊车因超重导致倾覆,因超负荷不能拔除的管桩,应采取其他措施或者采用水下割除方法割除淤泥面以上的钢管桩体.潜水员下水作业,尽量往下清除管桩基部淤泥,在淤泥下30㎝处用水下焊条割除管桩,不能留下事故隐患.。

钢栈桥方案

钢栈桥方案
(5)在紧急情况出现时,按下操作平台或有线遥控器的紧急停机键让动力站和振动锤同时停机,同时,停机后夹桩器的检查阀门可保持咬住桩体的压力。
钢管桩平面位置偏差应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)的相关规定,具体规定见表2-3。
表2-3钢管桩施沉允许偏差
项目
允许偏差
桩位平面位置
±30cm
5.4.2施沉注意事项
⑴钢栈桥钢管桩按顶标高为+7.129m控制,且钢管桩垂直度满足<1%的要求。
⑵为确保沉桩质量,钢管桩沉入施工应选择在小潮汛期间进行。在流速较小或平潮期下放钢管桩。
⑶插桩初入土时依靠自重下沉,及时检查位置。如在桩沉入初期(1m~2m)发生较大倾斜,及时修正或拔出重打。
(4)振动锤系统的安全和保护装置在以下情况出现时会自动停机:夹桩器压力减少,液压油在油箱里低于最低水平面,液压油温度过高,液压油过滤器堵塞。
2、钢栈桥结构设计
钢栈桥接施工便道,主要用于主桥施工材料的运输及设备行走通道,中心距桥轴线26.25m,考虑横沥水道通航要求,在62~63#桥墩间设置临时通航孔。
2.1设计条件
由于水上施工要度过两个洪水期,所以栈桥及平台高程按10年一遇洪水标高+7.24m考虑。栈桥及平台标高考虑贝雷片在洪水期保持在水位之上,故栈桥及平台标高定为+9m。
1.2.2地质条件
路线途经地区及其附近地层主要为第四系和燕山期花岗岩,其地层岩性特征分述如下:
(1)第四系(Q):广泛分布于沿线地表,为第四系全新统三角洲相沉积(Q4mc),由淤泥、淤泥质土,粉细砂冲积相(Q4al),粘土,亚粘土砂层等组成。
(2)岩浆岩(γ52(3)):燕山三期花岗岩和浅层的小型次石英斑岩脉体,在第二标段以隐伏岩体方式产出。

钢栈桥设计方案(3.27)

钢栈桥设计方案(3.27)

钢栈桥、桩基平台施工组织设计一、工程总体概况丙洲大桥跨海主桥栈桥设计根据施工现场总平面布置情况,起点桩号K3+572.000,终点桩号K4+137,全长400m(已扣除航道60m)。

跨海主栈桥布置情况西岸在新建大桥的左侧、东岸在右侧,为避免栈桥的平面位置影响挂篮的施工,所以栈桥外边缘距离箱梁外边缘3.0m。

桩基平台主车道采用与钢栈桥施工方案和构造类型一样,均采用双排贝雷片,垂直钢栈桥的跨度横向采用5~9米、纵向采用4.2~11.9米相结合进行施工作业;桩机摆放的平台外侧采用工字钢,保证桩基钻孔施工过程中稳定、安全可靠。

根据水中桩基情况,分别采用三种不同平面尺寸的平台,具体详见布设图。

以下只介绍钢栈桥施工方案及栈桥设计验算。

1、跨海主线栈桥结构设计本栈桥设计根据施工现场总平面布置情况,为方便水上钻孔桩施工,钢便桥桥面与钻孔桩平台齐平。

东岸钢便桥14#墩——10#墩位置(水上部分)范围纵梁采用贝雷梁,15#墩——14#墩(岸边及筑岛部分)范围采用工字钢和型钢组合,贝雷梁与岸边采用型钢过渡段;西岸钢便桥全部采用贝雷梁。

本钢便桥全长约400m,贝雷纵梁按连续梁拼装,标准跨径按岸边及筑岛部分采用L=5.5m工字钢钢栈桥,水上部分采用L=9.0m和L=12.0m(滩涂)贝雷梁栈桥跨径布置。

下部构造均为υ600mm壁厚6mm钢管桩基础,桥墩采用两根钢管桩和四根钢管桩进行布设施工,为加强基础的整体性,每排桥墩的钢管均采用10号槽钢连接成整体。

分配横梁采用25b型工字钢,间距为0.40m,分配横粱上的桥面铺设采用20号槽钢纵向反扣铺设。

贝雷梁下的钢横梁(盖梁)由两根Ⅰ28a工字钢构成(或个别采用单根45工字钢)。

桥面宽度设计为6m,桥面用纵向反扣铺设的20号槽钢组成桥面系。

(钢便桥标准跨示意图见后附图)考虑地方通航,在9#墩和10#墩之间设置通航位置。

为保障施工期间通航安全,在通航道两侧各设置4根υ600×8mm钢管桩防撞墩,防撞墩长度为6m,高度应高出最高潮位以上2.5m,并设置明显的警示标志,夜间及雾天均应设警示灯。

钢结构栈桥吊装方案(2)

钢结构栈桥吊装方案(2)

准备车间至原煤仓、1#转载点至主厂房栈桥钢结构运输及吊装方案一、工程概况准备车间至原煤仓栈桥工程,±0.000相当于绝对标高67.600米,基础为钢筋混凝土独立基础,框架梁、柱、板均采用C30砼。

栈桥断面均为宽3.50米,高2.80米,栈桥全长127米共有三跨桁架组成;1#转载点至主厂房栈桥,断面均为宽3.50米,高2.80米,栈桥全长83米共有两跨25米桁架组成准备车间到原煤仓系统栈桥,安装215皮带输送机,栈桥和准备车间垂直布置,栈桥倾角为16.5°,共有钢桁架3榀,桁架1跨度41.967米,桁架2跨度25米,桁架3跨度25米。

桁架最高顶标高32米;1#转载点至主厂房栈桥倾角为12.3°,两跨桁架均为25米,桁架安装顶标高为19米。

钢桁架与支撑连接一端用铰支座,另一端用滚动支座。

钢桁架及钢支架为型钢结构,钢材材质选用Q235B型钢。

钢结构部分栈桥围护屋面板和侧墙板均为100mm岩棉复合保温板,底面采用预制轻质楼面板,水泥砂浆地面。

结构设计使用年限为50年,建筑耐火等级二级,建筑物抗震设防类别丙级,抗震等级6度,建筑结构安全等级二级。

二、钢桁架的运输栈桥施工场地不具备加工制作条件,所有钢结构加工制作及组装均设在栈桥施工区外进行;钢桁架加工区先进行场地回填平整处理,场地压实平整后用C25砼浇筑两块15m×15m厚度为0.2m的钢桁架加工平台;由于加工场地限制每制作加工组装两跨钢桁架后必须运出加工场地,采用50t和40t两台吊车倒运至路边,待栈桥施工场地具备安装条件时运至吊装现场进行组装。

钢桁架长25米、宽3.5米、高2.8米,无法用普通运输车辆进行运输,运输钢桁架拖车经过特殊改装后方能拖运至栈桥吊装场地。

钢桁架运输的道路及障碍物必须在倒运前修筑、清理完,以免在桁架运输过程中耽误运输;三、钢桁架的吊装施工该工程地况复杂,场地多为回填土压实度较差,原料仓及栈桥框架柱周边吊车站位处均为回填土,压实度达不到吊车起吊的要求,必须将此处软土取出后铺垫石料并压实,以免在吊装过程中出现事故,现场障碍物要清理干净以便桁架的吊装,对现场需要处理的部位应在钢结构吊装施工前进行。

钢栈桥施工方案设计2 (型钢)

钢栈桥施工方案设计2 (型钢)

钢栈桥施工方案1、钢栈桥使用功能(1)满足80t履带吊在桥面行走及起吊20t重物;(2)满足施工人、材、机通行要求。

(3)满足9m3混凝土罐车通行。

(4)钢栈桥限速5km/h。

2、栈桥构造(1)钢管桩采用φ630mmm×8mm钢管桩,横向均布两根,间距4.5m,加宽段加设1根;在联与联之间设置制动墩,纵向间距4.5m,制动墩处单排3根管桩,横向间距2.25m;桥台处两排钢管桩纵向间距3m,横向单排3根,间距2.25m;钢管桩间采用[20a连接系连接。

(2)连接系:[20a连接系焊接在管桩顶下50cm处,横向连接系为单根槽钢,纵向连接系为双拼槽钢。

(3)承重横梁:承重横梁采用双拼工45a型钢制作,在对应钢管桩顶位置设置加劲肋板。

横梁嵌入钢管桩30cm,并用加劲钢板加固。

(4)承重纵梁采用工45a型钢制作,在对应钢管桩顶位置设置加劲肋板,横向间距0.9m,贝雷梁每12m跨设20mm伸缩缝。

(5)分配梁:分配梁支承桥面板,采用I20a型工钢按间距75cm排列在承重纵梁上,采用固定件与纵梁固定。

(6)桥面板:桥面板尺寸为5.99×3m,面板为10mm厚花纹钢板,纵向板肋为I12.6工字钢按30cm间距焊接排列,横向肋为10mm钢板焊接在桥面板端头。

采用固定件与下方分配梁与贝雷梁连接。

(7)桥面系:护栏采用φ48mm×3mm钢管焊接而成,6m一组,必要时可用螺栓连接。

护栏高出桥面1.2m,竖杆1.9m一道,设三道横杆。

线路平台为φ16mm圆钢按3m 间距焊接在分配梁上。

3、栈桥断面布置钢栈桥标准断面(单位:mm)4、栈桥施工方案4.1施工流程图4.2施工工艺4.2.1准备工作准备工作包括人员及技术准备,机械及材料准备,场地准备。

人员及技术准备:确定相关人员的岗位职责并进行三级技术交底,制订检查流程及相关表格。

机械及材料准备:钢管桩、贝雷梁、型钢等原材料,80t履带吊、运输平板车、25t汽车吊、交通船等。

超长大跨度钢结构栈桥设计

超长大跨度钢结构栈桥设计

超长大跨度钢结构栈桥设计摘要:超长大跨度钢结构栈桥普遍运用在电厂运煤系统中,并成为其中最为重要的组成部分。

但是我国逐年增长的用电需求之下,电厂面临着机械设备的扩张,导致电厂内设施布置十分紧凑,在这样的环境下构建栈桥必须避开其他建筑物,这便是超长大跨度方案。

现阶段我国电厂内建设的超长大跨度栈桥采用钢桁架桥面、钢结构超高栈桥的形式,为超长跨度栈桥维持结构的稳定性。

本文在此基础上结合实际案列进行超长答卷度钢结构栈桥设计的分析,希望能为未来超长大跨度钢结构栈桥设计的优化提供参考。

关键词:超长跨度;钢结构;栈桥;设计引言:栈桥主要形容的是形状像桥的构筑物,这类构筑物常常运用在车站、港口、矿山以及工厂中,起到货物装卸、旅客上下、施工现场交通、机械布置、架空作业等作用。

土木工程之中,为方便施工中各类材料、设备及人员的运输往往需要架设临时桥梁设施,根据桥梁架设材料上的差异性,其中可划分为木栈桥与钢栈桥。

而在当前生产中对于栈桥运用需求最高的当属煤矿建设,其中输煤栈桥是必然的辅助生产构筑物,并且这类输煤栈桥总体采用钢进行构建。

这是因为钢结构本身存在材料强度高、质量轻的特征,符合大跨度栈桥设计要求,此外在建设期间,钢结构在金属结构厂内组建成构建,运输到现场后便能实现拼装,总体的施工周期被缩短。

正是由于钢结构栈桥存在以上优势,才会在当前煤矿建设中得到充分的运用,且由此展开详细的超长大跨度钢结构栈桥的设计与研究。

一、工程概况当前所建设的煤矿厂对于运煤栈桥的建设存在两种形式,一是封闭式,二是露天式,对于这两种建设形式的选择会从工艺、气象条件展开。

栈桥支架柱作为承受力的主要部分,为确保其稳定性,一般采用钢筋混凝土、实腹式钢柱、格构式钢柱,针对栈桥桥面则有混凝土梁式栈桥、钢蜂窝梁结构、钢桁架结构。

但是随着超长大跨度钢结构栈桥的出现,栈桥的桥柱高度出现大幅度的升高,为满足结构与功能性要求,一般这时选择的是钢结构实腹柱或格构式钢柱,因此当栈桥跨度高于十八米时,需要以钢桁架为主要结构[1]。

全钢结构输煤栈桥设计

全钢结构输煤栈桥设计

全钢结构输煤栈桥设计【摘要】随着钢结构的迅速发展,全钢结构栈桥也应被广泛应用。

文章通过对钢支架、桁架组合楼板的分析,阐明全钢结构栈桥的设计思路和方法,解决了栈桥设计方便性和施工效率问题,对全钢结构栈桥的设计和应用具有一定的参考价值。

【关键词】钢支架;桁架;组合楼板;栈桥栈桥作为选煤厂运输系统的重要组成部分,承担着为工厂运送原料和产品的重担,其结构形式的安全、合理对保证工厂的正常运行有着重要作用。

传统的钢筋混凝土支架,钢筋混凝土托架梁,砌体维护结构,其结构自重大,抗震性能差,施工周期长,外观效果差;即使用钢桁架虽然缩短了施工周期,但结构计算时很难建立合适的模型,使其与实际的传力形式接近。

而全钢结构栈桥在自重、抗震、施工周期、外形等方面有无法比拟的优势,而且跟接近力学假设。

本文是本人在做的钢结构输煤栈桥设计中遇到的一些问题,而进行的总结,作为今后的工程设计参考。

1. 结构布置(1)与大多数建筑物不同,输煤栈桥平面形状呈细长条形。

通常输煤栈桥不动铰接支座(若倾斜栈桥则在低侧设),承担竖向荷载、水平风载及纵向地震作用效应,另一侧滑动支座(若倾斜栈桥则在高侧设),承担竖向荷载及风载。

保证纵向变位,纵向地震效应作用全部铰接座端承担,各支柱承担竖向荷载(见图1)。

横向地震作用效应及风荷载由钢支架及其他支撑结构承担。

也可在栈桥中部设单排柱支架,钢柱强轴沿纵向,钢柱之问设支撑,但抵抗纵向地震作用效应能了较弱,一般不宜应用于较高栈桥上。

图1(2)输煤栈桥与相邻建筑物之间应设防震缝,防震缝宽度可参照GB 50011-2010建筑抗震设计规范的有关规定设置。

一般的,当7度~9度时,其宽度分别不宜小于105 mm ,135 mm,180mm,也可在栈桥与相邻建筑之间设置支撑防撞,防震缝宽度可适当减小。

在布置栈桥支架时,在厂区允许的情况下,宜尽量调整支架间距,使多榀桁架跨度相等,减少桁架的规格,以减少设计施工工作量。

当输煤栈桥长度超过120m时,应设伸缩缝。

简述钢结构栈桥设计

简述钢结构栈桥设计

简述钢结构栈桥设计摘要:钢结构栈桥在现代工业建设中用途越来越广泛,本文从钢栈桥的设计原理和相关的规范出发,通过具体的工程设计项目,从各个方面对钢栈桥设计作了简单论述,为达到设计经济合理,造型美观,确保安全的目的。

关键词:钢栈桥钢桁架桁架支撑结构体系在煤矿、工业建筑、物流系统中都需要设置输送机系统,在现有的各种输送形式设计中,需要选择一个可以布置灵活,建设投资快,经济效益优的设计方案。

架空钢栈桥就具有以上这些优点,成为各建设方首选的结构形式。

下图1为物流系统的双层钢栈桥结构布置图:图1物流系统的双层钢栈桥结构布置图1.钢栈桥结构形式的确定。

在上述工业建筑、物流系统中,作为胶带机的输送钢栈桥,形式多样,根据栈桥的跨度大小,荷载重量的不同,钢栈桥一般可采用梁式钢栈桥和桁架式钢栈桥。

2.梁式钢栈桥一般适用荷载轻,栈桥宽度不大,跨度适中情况下使用。

梁式钢栈桥的钢梁一般采用H型钢,钢栈桥的纵向钢梁与钢柱采用刚接或铰接连接,梁式钢栈桥横向为钢框架结构。

这种结构形式钢栈桥的特点是制作和安装简单,横向迎风面高度小,所以在输送设备轻,柱距不大的情况下一般均采用这种结构形式。

一般钢梁截面选用HN型钢,某工程设计的钢栈桥长度18米,宽度1.7米,经pkpm计算钢梁采用HN500x200x10x16,同时在两根钢梁之间间隔一定距离设置槽钢10与钢梁焊接连接,既用于设备荷载的支点,对控制钢梁的侧向稳定也有利。

梁式钢栈桥的钢梁设计既要满足强度,稳定性的规范要求,又要满足挠度的规范要求。

其中对钢梁稳定性计算,《钢结构设计规范》GB50017-2003与GB50017-2017有所不同,GB50017-2003版《钢结构设计规范》规定,梁上无板情况下,当受压翼缘的自由长度L1与其宽度b1之比满足规范第4.2.1时,不需要验算整体稳定;而GB50017-2017版《钢结构设计规范》规定,在梁上无板情况下所有钢梁都需要按规范要求进行钢梁的整体稳定计算。

特大桥钢栈桥设计方案及施工方案

特大桥钢栈桥设计方案及施工方案
对钢栈桥的整体和局部稳定性进行分析,确保其在各种可能的工作状态下都能够保 持稳定。
考虑各种可能的失稳形式,如屈曲、扭曲、剪切等,进行相应的稳定性分析和验算 。
对钢栈桥的关键部位和薄弱环节进行特别关注,采取相应的加强措施,提高其稳定 性。
03
特大桥钢栈桥施工方案
施工方法选择
施工方法
根据特大桥的规模、地质条件、 施工环境等因素,选择合适的施 工方法,如预制桥梁段的拼装施 工、常规浇筑施工等。
材料与设备的运输与保管
运输方式
根据材料和设备的数量、重量和体积 ,选择合适的运输方式,如汽车、火 车或船舶。确保运输过程中的安全和 快速。
保管措施
在材料和设备的保管过程中,采取必 要的措施,如防水、防潮、防火等, 确保材料和设备的完好无损。同时建 立严格的出入库管理制度,防止材料 和设备的丢失或损坏。
荣发展。
综合效益分析
综合评估
在特大桥钢栈桥设计方案 及施工方案中,需要综合 考虑经济效益和社会效益 ,进行综合评估。
平衡发展
在追求经济效益的同时, 也要注重社会效益的实现 ,实现平衡发展。
持续发展
特大桥钢栈桥的建设应该 注重可持续发展,既要满 足当前的需求,也要考虑 未来的发展需要。
THANKS。
采购流程
建立完善的采购流程,确保材料的质量和供应的稳定性。与供应商建立长期合作 关系,确保材料价格合理且供应及时。
设备配置与租赁
设备配置
根据特大桥钢栈桥施工的需要,配置合适的施工机械和工具 ,如吊车、焊接设备、检测仪器等。
设备租赁
对于一些临时需要的设备,可以通过租赁的方式获取,降低 施工成本。租赁设备时应考虑其性能、可靠性以及租赁费用 。
01

栈桥钢结构施工技术方案

栈桥钢结构施工技术方案

栈桥钢结构施工技术方案1.1.1栈桥钢结构梁制作加工栈桥施工首先由岸边往湖中施工完成管桩,接桩混凝土养护达到要求后,开始施工顶部钢箱梁及工字钢。

栈桥外露的钢结构部分必须进行防腐涂装,使其具有耐海洋气候腐蚀的性能,必须选用长效高性能防腐蚀材料。

油漆涂装案油漆品种及工序道数每道干膜厚度(μm/道)备注钢板表面预处理Sa2.5醇溶性无机硅酸锌车间底漆1 25 二次表面扫砂处理Sa2.5醇溶性无机富锌底漆 1 80 环氧树脂闭漆 1 251、本工程,钢箱梁送厂家预制,预制合格后分段运至现场再安装。

2、本桥所用钢材均为Q235b钢,其技术条件及机械性能应符合规的要求。

2、各类钢材、焊接材料及油漆均应有进厂质量证明书,并按合同规定及现行标准进行复检、抽检,复检合格后报监理、业主认可后可使用。

3、钢材表面锈蚀、麻点及划痕等缺陷深度均不得大于钢材厚度负偏差值的1/2,其锈蚀等级应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的A、B、C级。

4、钢板下料及开坡口均要求采用半自动切割机进行,切割前应将切割线附近50㎜围的铁锈、油污清除干净,切割时,应选用合适的工艺参数, 保证切割后表面质量达到规要求,切割后断口上不得有裂纹、夹层,并应清除边缘上的熔瘤及飞溅物。

5、对于钢桥上的一些加劲板及连接板等小型零件,在板厚小于12mm 的情况下可用剪板机剪切,剪切后的零件不得有裂纹和大于Imm的缺棱,并应打磨边缘上的毛刺。

6、钢箱的加工制作和现场安装质量直接决定着栈桥的功能和使用寿命。

因此,选择有资质、有能力、有经验和有条件的生产厂家在工厂加工制作。

当工厂拼装场地和运输条件受到限制时,也可以选择工厂加工与现场预拼装相结合的办法。

7、钢材质量是钢管质量的基础。

一般按桥梁设计选择钢材,其机械性能和化学成分指标应符合文献的标准。

钢箱梁加工前由监理工程师和施工单位负责人对每批进场的钢材作质量检测,验证出厂合格证书和材质试验报告单。

其它焊接加工材料应满足设计要求。

钢栈桥及平台方案

钢栈桥及平台方案

钢栈桥及平台方案施工方案一、概述洛清江大桥,位于永福县郊区,本桥15#~21#主桥墩处于洛清江中,大型船舶难以进入施工,只能变水上施工为陆上,本工程采用搭设钢栈桥作为混凝土砼的运输通道,及各种材料、机具,和施工人员通行。

采用钢平台作为主墩桩基施工平台。

根据地面标高及水文资料,钢栈桥从15#墩岸边附近起,沿桥轴线至21#墩,长340m。

钢平台与栈桥施工同步进行,每个主墩设置一个钢平台并与施工栈桥连成一个整体大平台,以增加钢平台和栈桥的稳定性。

二、钢栈桥施工2.1 钢栈桥设计要点:钢栈桥长度:340m。

设计荷载:荷载60吨栈桥桥面宽度:按双向两车道设计,桥面宽6m,栈桥桥面标高:根据水文资料及施工要求,确定栈桥顶高为:141.2m。

栈桥根据现场地形、地貌,河床变化及施工要求,桥跨布置为:1×4m+28×12m=340m。

栈桥基础为直径Φ529,壁厚10mm的钢管桩,桩长根据地貌、河床变化为11~15m不等, 栈桥桩之间水平连接采用20槽钢连接,斜撑用20槽钢连接。

陆上桩设1层平联,水上桩设1层平联。

栈桥上部结构为6片贝雷梁拼装而成,每2片一组,贝雷梁上按0.3米间距依次铺设I16的横向分配梁、桥面δ=10mm钢板。

最后安装栏杆。

2.2 栈桥设计1、栈桥布置钢栈桥长:340m。

2、栈桥荷载形式根据施工现场实际情况, 栈桥荷载形式如下:1)砼运输车(汽车超-20)3、栈桥结构形式栈桥结构形式见(图1 栈桥结构形式图)图1钢栈桥结构设计图4、栈桥基础钢栈桥基础采用钢管桩直径Φ529mm,壁厚10mm。

为保证栈桥与后方连接,在栈桥轴线上采用浆砌块石砌筑一挡土墙桥台,作为栈桥起始墩,挡土墙顶部浇注50cm厚C30砼作为台帽,栈桥贝雷梁安装在台帽上,起始墩总宽8m、高1.2m,墙背回填内磨擦角较大的宕渣,并分层夯实,起始墩顶标高:139.5m。

5、栈桥上部构造栈桥上部构造采用2I40作为栈桥下横梁,其上搁置“321”军用贝雷梁3组,每组间距1.6m,每组2片,每片间距90cm。

钢栈桥设计计算书

钢栈桥设计计算书

营盘河钢栈桥设计方案一、栈桥结构概述K93+338桃园特大桥在桩号K95+184~K95+300段位于营盘河,河堤总宽116m,平常河水较浅,河道无通航要求,施工便道采用钢栈桥跨越营盘河。

栈桥总长90m,跨径布置为5×18m。

桥面宽度4.5m,自下而上依次为5m×2m×1.5m钢筋混凝土扩大基础;其上焊接Φ800×10mm钢管桩2根做墩柱;钢管桩上搁置一根I45b工字钢作为栈桥桩帽下横梁;其上搁置2组3排单层“321”军用贝雷梁;其上依次采用HW350×350型钢作横向分配梁,间距1.5m;I12.6工字钢作纵向分配梁,间距30cm;其上铺δ=10mm 钢板作桥面板。

二、栈桥标高确定根据对营盘河历年水文资料的调查和对两岸河堤顶面标高的测量,确定栈桥桥面标高与两岸河堤大致相平,营盘河东岸的村道顶面为421.5m,营盘河西岸的村道顶面为421.9m,桥面标高设计为421.6m。

三、设计依据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)《装配式公路钢桥多用途使用手册》(人民交通出版社2001.6)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)《K93+338桃园特大桥工程地质勘察说明书》四、设计荷载1、恒载恒载为结构自重。

2、活载汽车-20级(混凝土搅拌运输车自重最大值为20t,满载混凝土重(8m3)后总重约40t)按50t计算,结果偏安全。

P1=140KN,P2=P3=180KN。

轴距4m+1.4m,轮距1.8m。

五、材料容许应力值1、Q235钢容许弯应力[σ]=145MPaw容许轴向力[σ]=140MPa容许剪应力[τ]=85MPa。

2、C25混凝土弹性模量E=2.8×104MPac=1.23MPa轴心抗拉强度ftd3、贝雷桁片参考《桥涵》,单片贝雷片允许弯矩为958KN.m,允许剪力为245KN。

栈桥设计与施工说明

栈桥设计与施工说明

栈桥设计与施工说明3.1 栈桥设计及施工说明 3.1.1 栈桥设计一、栈桥结构设计概述根据类似工程的施工经验,栈桥设计沿主桥左右两侧布置,单幅桥长约165m,栈桥跨度15m,宽6m。

栈桥基础为υ1500mm钢管桩,桩内填砂,桩顶50cm用混凝土封顶,从栈桥起点开始每间隔5跨布置为双排,其余为单排。

钢管桩上沿桥横向放置2I36a工字钢分配梁。

栈桥梁部由贝蕾梁片拼接而成,每5跨布置为一联,贝蕾梁加加强弦杆,其上用2[18a槽钢按70cm间距排列,作为龙门吊轨道轨枕。

龙门吊(吊重60T)走行轨道为43kg/m轻钢轨。

栈桥详图见《栈桥布置方案示意图》(图号02)。

栈桥桥面标高综合南岸高程和施工水位标高,桥面高程暂定为H=9.5m。

二、栈桥结构主要结构受力计算: 1、荷载(1) 龙门吊机自重:G1=270t (2) 龙门吊最大起重重量:G2=60t (3) 汽车荷载:汽-20级 (4) 施工荷载:q=3KN/m2、主要结构检算(计算以龙门吊机为依据) (1) 轨道轨道为43kg/m钢轨,其物理参数:Ix=1498cm4,W1=217.3cm3, W2=217.3cm3,A=57cm2 计算简图如图所示:P1=(G1/2+G2)/8=243.75KN,计算得:σmax2=140.8Mpa<[σ]=170Mpa 支反力:RA=RC=86.3KN RB=314.9KN 最大挠度:f=0.25mm<L/400=1.75mm (2) 轨枕轨枕为2[18a槽钢,其物理参数:IX=2545.4cm4, WX=282.8cm3, A=51.38cm2 计算简图如右所示: P2=RB=314.9KN 计算得:σmax=100.2Mpa<[σ]=170Mpa最大挠度:f=0.11mm<L/400=1.25mm (3) 贝雷梁每幅栈桥沿桥横向布置4组贝雷梁,其中龙门吊轨道下2组贝雷梁上下加加强弦杆,而另外2组贝雷梁不用加加强弦杆。

超长大跨度钢结构栈桥设计

超长大跨度钢结构栈桥设计

超长大跨度钢结构栈桥设计欧阳荣金(中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司,安徽合肥230601)【摘要】运煤栈桥是电厂运煤系统重要组成部分,随着电厂内设施布局越来越紧凑,栈桥柱为避开其他构筑物,需要采取超长跨度方案。

目前,对超长大跨度运煤栈桥,通常采用钢桁架桥面方案,栈桥柱超高部分通常采用钢结构,具体分为实腹式钢柱或格构式钢柱,本文通过工程实例,简析大跨度钢结构栈桥设计的关键把控点。

【关键词】超长栈桥;大跨度;钢桁架;钢柱;栈桥设计【中图分类号】TD50【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2020)09-0064-021工程概况运煤栈桥有封闭和露天两种形式,其选用根据工艺和气象条件决定。

栈桥支架柱一般为钢筋混凝土、实腹式钢柱、格构式钢柱,栈桥桥面结构有混凝土梁式栈桥、钢蜂窝梁结构、钢桁架结构等。

当栈桥柱较高和超高一般可选用钢结构实腹柱或格构式钢柱,当栈桥跨度大于18m,栈桥以钢桁架为主。

对某电厂2×660MW燃煤发电机组中一段栈桥区间,该段栈桥连接转运站与主厂房,总长为168.65m,钢桁架最大跨度为37.40m,根据工艺要求采用封闭式方案,布置双皮带,桥面宽度为7.10m,主厂房段桥面高为47.30m,该段栈桥长度长,与主厂房接口高度高,栈桥宽度较大,为该电厂最复杂、设计难度最大的栈桥段。

其结构型式为钢结构柱、框架结构。

抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度为0.15g。

2结构布置首先根据工艺布置,满足工艺净高,满足最小人行通道和检修通道,确定栈桥钢筋混凝土部分剖面净宽和净高;钢桁架段部分栈桥净宽和净高除满足上述要求以外,还要注意要满足钢桁架计算要求。

栈桥柱子布置根据栈桥下面建(构)屋、地下管沟及道路及拉紧装置位置确定。

靠主厂房端较高的9-1、9-2轴均采用钢柱,由于两轴高度较高,计算长度较大,为减小钢柱长细比,采用格构式钢柱方案;较低的9-3~9-4轴柱由钢筋混凝土组成框架柱,桥面和屋面为现浇钢筋混凝土结构,9-3~9-4轴柱之间在栈桥以下设纵向柱间支撑;9-5轴为钢筋混凝土单框架柱。

116米超长钢结构栈桥设计

116米超长钢结构栈桥设计

116米超长钢结构栈桥设计摘要:根据钢结构栈桥设计经验,依据规范,对超长钢结构栈桥在设计中如何选择合理的模型、如何分析各部分内力计算及各部位构造要求等问题提出建议。

采用PKPM(STS)和SAP2000进行结构计算,并对其计算结果进行对比,分析计算超长钢结构栈桥计算结果的合理性,为今后的工程设计提供参考。

关键词:钢结构;栈桥;橡胶支座;位移Abstract: according to the steel structure zhanqiao pier design experience, according to the specification, to the ChangGang structure in the design approach, how to choose reasonable model, how to analyze each part of the internal force calculation and each part of the construction requirements, etc are proposed. Using PKPM (STS) and SAP2000 structure, and calculation of the calculating result is compared, and the analysis and calculation ChangGang calculation results of the approach bridge structure rationality, for future provides reference for the design of the project.Keywords: steel structure; Zhanqiao pier; Rubber support; displacement1 前言:栈桥一般指形状像桥的构筑物,车站、港口、矿山或工厂,用于装卸货物或上下旅客或专供施工现场交通、机械布置及架空作业用的临时桥式结构。

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116米超长钢结构栈桥设计
摘要:根据钢结构栈桥设计经验,依据规范,对超长钢结构栈桥在设计中如何选择合理的模型、如何分析各部分内力计算及各部位构造要求等问题提出建议。

采用PKPM(STS)和SAP2000进行结构计算,并对其计算结果进行对比,分析计算超长钢结构栈桥计算结果的合理性,为今后的工程设计提供参考。

关键词:钢结构;栈桥;橡胶支座;位移
Abstract: according to the steel structure zhanqiao pier design experience, according to the specification, to the ChangGang structure in the design approach, how to choose reasonable model, how to analyze each part of the internal force calculation and each part of the construction requirements, etc are proposed. Using PKPM (STS) and SAP2000 structure, and calculation of the calculating result is compared, and the analysis and calculation ChangGang calculation results of the approach bridge structure rationality, for future provides reference for the design of the project.
Keywords: steel structure; Zhanqiao pier; Rubber support; displacement
1 前言:
栈桥一般指形状像桥的构筑物,车站、港口、矿山或工厂,用于装卸货物或上下旅客或专供施工现场交通、机械布置及架空作业用的临时桥式结构。

在土木工程中,为运输材料、设备、人员而修建的临时桥梁设施,按采用的材料分为木栈桥和钢栈桥。

输煤栈桥是煤矿建设中主要的辅助生产构筑物,这些输煤栈桥大部分采用钢结构形式。

钢结构具有材料强度高、质量轻等特点,适用于大跨度结构;大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件,在工地拼装,施工周期短。

由于以上两个特点,煤矿建设中越来越多地采用钢结构栈桥。

目前国内大跨度输煤栈桥结构形式一般采用钢桁架结构,这种结构有成熟的应用经验。

本工程采用钢结构平行弦栈桥。

如图1所示。

图1116米跨钢结构栈桥
在栈桥设计之前应先行了解工艺布置简图及所需结构形式。

在常规设计中,桁架主要有平行弦式和下撑式2种结构形式。

平行弦桁架的支座位于下弦两端节点,故在其高度范围内,桁架可用于围护结构的侧墙骨架;当采用平行弦桁架时,为保证结构的整体稳定,一般应在两端设门形刚架,在桁架的上弦和下弦处,宜
通长设置桁架间纵向水平支撑,同时设置横向垂直支撑。

而下撑式桁架的支座位于上弦端节点,由于其自重对结构稳定有利,故在桁架之间,沿全长设置上下弦纵向水平支撑,同时设置横向垂直支撑即可;下撑式桁架的结构形状,更接近构件的弯距包络图,受力更合理。

综合考虑2种桁架形式,因本工程采用露天栈桥,不需侧向围护,但考虑到桁架跨越河道,应满足桁架下弦底面至河面最高水位净高要求,故采用平行弦桁架结构形式。

同时,由于净高的要求,造成栈桥下侧支柱较长,很难满足强度要求,故将此桁架两端支座做成三角形桁架式。

此时,既可以满足下侧支柱强度要求,又有利于桁架计算跨度的减小。

2 桁架结构设计
本工程是跨越河流的一段输煤栈桥,为露天式栈桥,跨度116米,矢高9米,桥面宽度8米,坡度为0度。

桁架主体构件有上弦钢梁、下弦钢梁、上下弦之间的腹杆、桥体两端的框口柱、框口梁、桥面及顶面的钢梁及水平支撑、两榀桁架之间的垂直支撑。

桥面满铺花纹钢板,管状皮带支腿间距为18m,支承于楼面钢梁之上。

桁架上下弦钢梁及框口柱、框口梁均为焊接H型钢。

腹杆中的竖杆采用国标H型钢,斜杆采用等肢双角钢。

栈桥楼面恒载即为花纹钢板自重、其下的加劲肋自重、楼面水平支撑自重、楼面钢梁自重及管状皮带支脚传来的荷载。

栈桥楼面活载即为检修荷载,取为2kN/m2。

屋面恒载包括屋面水平支撑自重、屋面钢梁自重;由于本工程栈桥不封闭,故屋面活载可不考虑。

该地区基本风压为0.45kN/m2(n=50,B类场地);基本雪压0.40kN/m2(n=50);抗震设防烈度为6度;设计基本地震加速度为0.05g;设计地震分组为第二组。

建筑场地类别为Ⅱ类。

3 计算模型
3.1 平面模型
桁架计算一般可将空间体系转换为平面体系进行计算,栈桥侧向两个单榀桁架承受由屋面和楼面传来的竖向荷载。

栈桥两端支座处由两个平面刚架承受两个侧面垂直桁架传来的垂直和水平荷载。

在PKPM(STS)中,取输煤栈桥单侧桁架建模。

建模类型选择桁架,将栈桥楼面及屋面恒载及活载的一半布置到桁架上下弦的节点处,桁架左侧为固定铰支座,右侧为滑动支座。

如图2所示。

图2平面计算模型
3.2 空间计算
将端柱与其上下相连的横梁刚接,形成封闭刚架,上下弦杆与端柱形成平面框架,弦杆在节点处为连续的刚接节点,竖向腹杆因采用国标H型钢,根据《钢结构设计规范》GB50017-2003中第8.4.5条规定应考虑节点刚性所引起的次弯矩,故采取与上下弦刚性连接的方式,其它腹杆与弦杆采用铰接连接,如图3所示。

图3空间计算模型
4 计算结果及分析
4.1 结构动力特性分析
结构自振特性是结构固有动力指标,是自由振动时结构周期、频率及振型。

自振周期主要取决于结构的组成体系、质量、刚度、质量分布以及支撑条件等,同时自振特性也是进行动力分析的基础。

结构动力分析中最基本的问题是计算自振频率和振型以及阻尼。

由于阻尼对结构自振特性的影响很小,因此在求结构的自振频率和振型时,通常忽略阻尼的影响。

结构固有频率和振型采用模态分析确定。

SAP2000软件提供两种方法进行模态分析,特征向量法和Ritz向量法。

目前SAP2000程序常使用相对稳定的子空间迭代法进行特征向量分析。

本工程即采用这种方法对空间桁架计算模型进行模态分析。

结构的固有频率先出现在刚度较小的方向和部位,对本工程的钢栈桥来说,竖向刚度较弱,所以一阶振型为Z向的平动振型,即在竖向面内发生平动位移。

水平振型出现在第二阶,说明竖向及水平向刚度基本均匀,刚度布置较为合理。

第一振型周期为T1=5.48755;第二振型周期为T2=5.34041;第三振型周期为T3=2.74702。

4.2 位移计算
恒载与活载作用下的节点位移相差不大,由于整体计算考虑变形协调,所以SAP2000计算的位移值略小。

表1 恒载标准值+活载标准值的部分节点位移(STS/SAP2000)
考虑到结构跨度较大,应预先起拱。

栈桥桁架受活载影响较小,故以恒载产生的竖向位移为准对桁架进行反向起拱。

4.3 应力比计算
下弦计算部分杆件应力比值,如表2所示。

表2 部分杆件应力比
同样的杆件型号,SAP2000应力比计算结果均比STS的结果小,表明STS 计算确定的杆件尺寸有一定余度。

4.4 支座的处理
由于本工程桁架很长,在恒载及活载作用下产生的水平位移已经非常大,再则受温度荷载的影响不容忽视,综合上述各种工况,在右侧支座端部产生的位移可达240mm。

普通的辊轴支座处理大位移较为不合理,故选用桥梁专业上普遍使用的橡胶支座,取得了良好的使用效果。

4.5 侧向水平荷载的探讨
本工程由于栈桥不封闭,仅有钢桁架骨架。

但由于长度超长,水平风荷载及地震作用对其影响不能忽略。

风荷载可根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中表7.3.1的第32项确定桁架的体型系数。

而后可采用虚面的方法进行风荷载的施加。

地震作用直接在SAP2000中采用振型分解反应谱法进行计算。

4.6 基础设计的探讨
本工程栈桥共有4个支腿,左侧两个支腿采用固定铰支座,右侧两个支座采用滑动铰支座。

每个支座下侧采用承台桩基础结构形式。

由于在水平荷载的作用下,栈桥支座下侧将产生方向相反的X向及Y向水平剪力。

故在设计桩基础时不宜将栈桥某一侧两支座的承台做成整体,因此时桩所受的水平剪力将不清晰。

宜将各支座承台分别进行设计,使其受力更加合理。

5 结论
对于钢结构超长栈桥的平面计算,由于结构体系拆分较多,计算简图之间的变形协调关系难于准确把握,容易导致构件设计偏于保守。

采用SAP2000进行空间计算分析,与传统平面设计方法相比,力学概念明确,从整体分析空间受力情况,计算结果更为合理准确,不易出错。

且可以考虑多种工况的组合,更容易把握结构特性。

但应注意对分析结果进行判断,避免由于不恰当的简化导致错误的结果。

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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