钢栈桥计算(终)

毛集特大桥钢栈桥受力计算书

、工程概况

毛集特大桥钢栈桥由两段组成，一段由 149号墩至 160 号墩，长为 409.2m；另一段由 195 号墩至 201号墩，长为 216.6m；两段栈桥总长为 625.8m。两段栈桥结构形式一致，5 跨一联设置一制动墩，标准跨径 12m，桥面宽 6m，钢管桩基础为Φ529×8mm 钢管，钢管桩上横梁为 2I40a 工字钢，工字钢上安放 3 组贝雷梁，两组贝雷梁中心距为2.05m，贝雷梁上间隔 0.375m 横向布置 I25a 工字钢作为分配梁，分配梁上纵向满铺

8mm 桥面钢板，φ48mm 钢管作为桥面栏杆。栈桥结构布置见图 1 所示：

图1 钢栈桥结构图

二、计算依据 1．《毛集特大桥钢栈桥结构图》 2．《钢结构设计规范》

(GB50017-2003) 3．《桥涵》 (下册 )

4.《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2001)

5.《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004)

6.《铁路桥涵地基与基础设计规范》（TB 10002.5-2005）

7.《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金等编著）人民交通出版社对

Q235钢取[σ]=215MPa, [τ]=125MPa。

对贝雷梁结构的容许轴力取弦杆 560kN，竖杆 210kN，斜杆 171.5kN。

三、计算荷载

1.恒载：结构自重

2.活载： 10m3混凝土罐车， 80t 履带吊荷载（自重 +吊装荷载）和 80t 旋挖钻机荷

载，详见图 2 所示

a. 旋挖转机结构尺寸图

b.50t 履带吊结构尺寸

c.10m3混凝土罐车结构尺寸图

图2 设计荷载尺寸图

3.流水压力

根据《公路桥涵设计通用规范》，作用在桥墩上的流水压力：

2

作用在桥墩上的流水压力：P KA (kN)

2g

K ——形状系数，圆形取 0.8；

——水的容重 10kN/m3；

g——重力加速度 9.81m/s2；

——平均水流速度 2m/s；

A ——阻水面积，取 6.0m 长度计算，则面积为 3.18m2；

2

施工区域流水流速 2m/s，代入公式则流水压力为： P KA ，求得 P=4.68kN

2g 水流力作用在设计水位以下 1/3 水深处，即为水深 2m 处。

4.风荷载

按《公路桥涵设计通用规范》第 4.3.7 条规定

F wh K0K1K3W d A wh

F wh——横桥向风荷载标准值( kN)；

K0——设计风速重现期换算系数，取 0.75；

W d——基准风压，查附录 A，取寿县地区 50 年一遇，基本风压值 0.35kpa计算；

K3——地形、地理条件系数，根据规范表 4.3.7-1，一般地区取 1.0；

K1——风载阻力系数，单片贝雷桁架净面积： A n =1.25m2，单跨栈桥上部结构贝雷桁架净面积： A n =1.25 4×=5m2，单跨栈桥上部结构横向分配梁 I25 迎风向净面积： A n

=12/0.375 0×.00535=0.171m2，8mm 钢板迎风面积 0.008×12=0.096m2，单跨栈桥上部结构迎风向轮廓面积： A =12×1.75=21m2，面积比：（ 5+0.171+0.096）/21=0.25，根据规范表 4.3.7-4，取 1.75。

A wh——单跨栈桥上部结构横桥向迎风面积， 12×1.75=21m2。单跨栈桥上部结构：

F wh 0.75 1.75 1.0 0.35 21 9.65kN 作用于栈桥梁部中心位置，简化为直接作用在钢管桩顶部，则每根钢管桩受到的风压力荷载为 3.21kN。

四、结构检算

分别以 80t 履带吊、 80t 旋挖钻机及 10m3混凝土罐车和荷载为计算荷载，计算不同工况下结构强度。

（一）工况一： 80t 履带吊荷载（自重 50t，吊重荷载 30t）作用在单跨栈桥跨中，利

用 MIDAS 整体建模进行栈桥结构受力检算。

1.计算荷载

⑴结构自重由软件自动计算。

⑵履带吊单边履带面荷载： 800/2/0.76/4.69=112.22kN/m2。

⑶恒载考虑 1.2 的分配系数，活载考虑 1.4 的分配系数。

2.整体模型（以两跨连续梁进行检算模型）见图3 所示

图3 工况一计算模型图

3.MIDAS 结构检算

⑴桥面钢板，δ=8mm。

图4 桥面钢板组合应力图( N/mm2)

钢板的最大组合应力为31.4Mpa<215Mpa

，满足强度要求。

⑵分配梁

I25a

图5 分配梁剪切应力图(N/mm2)

图6 分配梁组合应力图(N/mm2)

图7 分配梁变形位移图(mm)

分配梁的最大剪切应力

5.93Mpa<125Mpa，最大组合应力为 18.79Mpa<215Mpa，

结构满足强度要求。工字钢分配梁 I25a 最大变形 10.96mm

⑶贝雷梁

图8 贝雷梁剪切应力图(N/mm2)

2

图9 贝雷梁组合应力图(N/mm2)

图 12 桩顶垫梁剪切应力图 (N/mm 2)

图 10 贝雷梁变形位移图 (mm)

贝雷梁的最大剪切应力 87.06Mpa<208Mpa ，最大组合应力为 214.45Mpa<273Mpa ， 贝 雷 梁 抗 剪 及 组 合 应力 满 足 强度 要 求 。 贝 雷 梁最 大 变 形 10.77mm < l/400(=12000/400=30mm)，刚度符合要求。

⑷贝雷梁间连接系槽钢

图

11 连接系槽钢组合应力图 (N/mm 2)

连接系槽钢的最大组合应力 49.90Mpa<215Mpa ，结构强度满足要求 ⑸桩顶垫梁 2I40a