青岛海湾大桥栈桥桥面系受力分析

浅谈青岛海湾大桥栈桥桥面系受力分析摘要：青岛海湾大桥三合同段工程除被交道路改建外均为海上施工，海上施工在于施工环境的转换，它在很大程度上依赖于临时设施的搭设，只有有针对性、阶段性的施工完临时工程，才能展开主体工程的流水施工，才能保质保量如期完工。便桥主纵梁选用321军用贝雷架，下横梁采用i45a工字钢，桥墩采用φ800×8mm（2根）和φ600×8mm（过渡墩处4根）钢管桩,钢管桩中心间距4.0m，3

孔一联,为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采用[20号槽钢以平联加剪刀撑的形式连接成整体，墩顶横梁采用2i45a工字钢，放在钢管桩槽口内，与牛腿焊接。便桥拟采用的结构形式为六排单层贝雷桁架，贝雷片间距0.45m，三片为一组,组与组之间每3米设一道剪刀撑（用[8槽钢制作,螺栓连接），贝雷梁与下横梁连接用槽钢或角钢焊接限位。贝雷组净距为2.6m，标准跨径为15m；横向分配梁为i25a型工字钢，间距0.75m,贝雷梁与i25a横向分配梁采用骑马螺栓连接；纵向分配梁为i12.6，间距为0.35m,i25a横向分配梁与i12.6纵向分配梁采用点焊定位；桥面板采用10mm的钢板，满铺，间断焊接连接。护栏立杆采用φ48mm的钢管焊接在横向分配梁上，高度1.5m,间距1.5m；扶手采用φ48mm的钢管与立杆钢管焊接连接；竖直方向每40cm焊接一道φ6的圆钢作为横撑。

关键词：桥面系栈桥计算海湾桥

1前言

根据青岛海湾大桥3合同段的具体地质情况、水文情况和气候情况，海湾内低潮位不能满足船舶吃水要求，施工海域受季风、大雾及风浪影响较大，为满足施工总体进度要求以及安全生产和环保方面的需要，我部拟采用全便桥方案。一期便桥总长2500m，宽6m，顶标高+6.10m。沿着便桥每500m设错车平台一座。便桥两侧设栏杆，下部结构采用钢管桩基础，上部结构采用贝雷和型钢的组合结构。便桥布设原则一是便利施工，以确保工程进度；二是利于现场施工的集中管理。

2、桥面系荷载布置相关技术指标

2.1技术标准

设计荷载：重车550kn(实际荷载40t砼车)、履带-100（实为履带－50，吊重50t）；设计行车速度：15km/h；设计使用寿命：3年；水位：取50年一遇最高水位+3.20m；浪高3.01m；一般冲刷深度考虑1.6m；设计风速：32m/s。

2.2荷载布置

2.2.1上部结构恒载（6米宽计算）：δ10钢板：6×1×0.01×7.85×10=4.71kn/m；i12.6纵向分配梁：2.562kn/m（0.35m间距）；i25a横向分配梁：1.904kn/根（0.75m间距）；贝雷梁：6.66kn/m 下横梁2i45a；工字钢：19.3kn/根

2.2.2车辆荷载

根据《桥梁施工工程师手册》1-3-9车辆计算荷载，

2.2.3施工荷载及人群荷载：4kn/m2

3、上部结构内力计算

3.1桥面钢板内力：纵向工字钢间距35cm，作用在桥面钢板上的车辆荷载轮压宽度大于工字钢间距，桥面钢板受力按均布力计算

3.1.1工况1、重车550kn作用荷载分析（计算宽度取1.0m）

（1）、自重均荷载：q1=1.0×0.01×10×7.85=0.785kn/m

（2）、施工及人群荷载：不考虑与汽车荷载同时作用

（3）、根据图2.2.1重车550kn后轴单侧承重取70kn，则轮压为:q2=70/0.6=116.7kn/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。q=q2=116.7kn/m跨中弯矩 m=ql2/8=116.7×0.352/8=1.787knm； w=bh2/6=1.0×0.012/6=16.7×10-6m3；σ

=m/w=107mpa<1.3[σ] =1.3×145=188.5mpa，满足强度要求

3.1.1工况2、履带—100作用荷载分析（计算宽度取1.0m）：

（1）、自重均布荷载：q1=1.0×0.01×10×7.85=0.785kn/m （2）、施工及人群荷载：不考虑与履带吊同时作用

（3）、履带—100轮压：q2=1000/4.5/2×1/0.7=158.7kn/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。

q=q2=158.7kn/m；跨中弯矩 m= ql2/8=158.7×0.352/8=2.43knm；w=bh2/6=1.0×0.012/6=16.7×10-6m3

σ=m/w=145.5mpa<1.3[σ] =1.3×145=188.5mpa，满足强度要求。

结论：通过以上计算分析，桥面板采用δ10 的钢板满足受力要求。

3.2、i12.6纵向分配梁内力

3.2.1工况1、重车550kn作用单边车轮作用在跨中时，i12.6弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力。荷载分析：1）自重均布荷载：忽略不计

2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用

3）汽车轮压：最大轴重为140kn，每轴2组车轮，则单组车轮荷载为70kn，车轮着地宽度和长度为0.6m×0.2m，单组车轮作用在2根i12.6上（两根工字钢净距20cm），则单根i12.6受到的荷载为：q=1/2×70kn =35kn；m=ql/4=35×0.75/4=6.563kn.m；

w=77.5cm3；则σ=m/w=84.7mpa<1.3[σ] =1.3×145=188.5 mpa，满足强度要求。

3.2.2工况2、履带—100作用荷载分析：

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）履带—100轮压：履带接地轮压为112kn/m，此时由3根工字钢承受单侧轮压，m=ql2/8=112×0.752/8=7.875kn.m；

w=77.5cm3；σ=m/（3w）=33.9mpa<1.3[σ] =1.3×145=188.5 mpa，满足强度要求。

结论：通过以上计算分析，纵向分配梁采用i12.6的工字钢满