2-1钢栈桥计算书

目录
1. 设计说明 (1)
1.1 栈桥构造 (1)
1.2 设计依据 (3)
1.3 设计标准 (3)
1.4主要材料力学性能 (3)
2. 荷载 (4)
2.1 永久荷载 (4)
2.2 可变荷载 (4)
2.2.1 履带吊 (4)
2.2.2 混凝土罐车 (4)
2.3 荷载工况 (5)
3. 栈桥结构计算分析 (5)
3.1 混凝土面板计算 (5)
3.2 计算模型 (5)
3.3 工况1计算分析 ........................................................ 错误！未定义书签。

3.4工况2计算分析 (8)
3.7计算结果汇总 (12)
I
栈桥设计计算书
1. 设计说明
1.1 栈桥构造
栈桥为钢管桩基础贝雷梁栈桥，采用钢板桥面板。

其中栈桥标准跨径21m，行车道宽7.0m（栈桥总宽8m）。

栈桥基础每排采用3根υ630,δ8mm钢管桩，；钢管桩上设2X45I型钢承重横梁。

根据栈桥宽度设置9排贝雷纵梁，每两排贝雷纵梁之间采用90花架连接。

栈桥面层采用10mm厚Q235刚板面板，并设置有防护栏杆、电缆通道等附属设施。

栈桥跨径布置及标准段横断面见下图。

栈桥总体立面图（单位：cm）
栈桥总体侧面图（单位：cm）
栈桥总体平面图（单位：cm）
1.3 设计依据
⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
⑵《港口工程桩基规范》(JTS 167-4-2012)
⑶《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)
⑷《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
⑹《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
1.4 设计标准
⑴设计荷载：80t履带吊，12m³混凝土罐车；
⑵水位：20年一遇的最高洪水位+3.3m；
⑶水流速度：2.3m/s；
⑹河床高程：河床底标高为-1.30m,河堤顶标高为+5.20m，常水位为
+1.80m，河床处地质情况依次为5m 厚淤泥质粘土、
8m 厚粉细砂层、6m 厚中砂层和15m 厚圆砾层等，
对应侧摩阻力分别为9kpa、25kpa、38kpa、70kpa，河
床一般冲刷深度约2.0m。

1.5 主要材料力学性能
栈桥除贝雷梁为Q345钢、贝雷销子为30CrMnTi外，其余的钢材均采用Q235钢。

表1.4-1 钢材的强度设计值（Mpa）
2. 荷载
2.1 永久荷载
本栈桥永久作用为材料自重恒载，预制混凝土面板桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，材料自重采用Midas Civil2010软件自动计入。

2.2 可变荷载
2.2.1 履带吊
80t履带吊整机自重80t，履带宽0.92m，长5.48m，两侧履带间距4.2m，详见图2.2－1。

图2.2-1 80t履带吊履带压地示意图（单位：m）
2.2.2 混凝土罐车
工地使用的8m³混凝土罐车共3轴，空载时整机重量12.5t，为前一后二的形式，满载8m³混凝土总重量为32t，轴距为3.225＋1.35，轮距1.8m，空载轴重为37.5＋43.8＋43.8KN，满载轴重为97＋112＋112KN，详见图2.2－2。

图2.2-2 8m³混凝土罐车轮距示意图（单位：m）
2.3 荷载工况
栈桥总跨径21m，最大跨径9m，栈桥上部结构构造类似，使用工况相同，显然在相同工况下最大跨径栈桥上部结构受力最为不利。

本计算书仅计算最大跨径栈桥上部结构，栈桥下部结构则分别计算（钢管桩入土深度）。

栈桥计算工况分为2种：
1、80t履带吊施工状态（吊重按20t考虑）：
自重×1.1＋履带吊(自重+吊重)×1.2
2、12m³混凝土罐车满载与50t履带吊错车状态
自重×1.1＋满载罐车×1.4＋履带吊（自重）×1.2
3. 栈桥结构计算分析
3.1 混凝土面板计算
⑴荷载计算
本栈桥结构的混凝土板为对边支撑，且长宽比为：8/1＝8≥2，因此可按短边受力的单向板进行计算。

按工况1、2加载
⑵混凝土面板内力计算：
图3.1-2工况1桥面板弯矩图M max =2.8KN.m
图3.1-2工况2桥面板弯矩图M max =2.4KN.m
图3.1-3工况1桥面板剪力图Q max = 75.1KN
图3.1-3工况2桥面板剪力图
Q max = 63.2KN
3.2 计算模型
以1#栈桥为例进行结构计算，选取跨径布置为6+9+6m，利用Midas Civil2010建立栈桥模型，详见图3.1-1。

钢管桩桩底为固结约束，根据类
似工程的设计经验值，按照钢管桩深度在河床标高以下15m处进行试算。

图3.2-1 栈桥计算模型
3.4工况1（80t履带吊吊重20t）计算分析
⑴荷载加载
80t履带吊行宽5.12m，履带吊施工时，其他车辆禁止通行，利用midas 在混凝土面板上沿栈桥中心线建立车道面，并加载履带吊荷载作为移动荷载，软件自动计算车辆行走至任何位置处的最大内力和位移。

⑵力计算
图3.4-2 工况1组合应力图（单位：MPa）
图3.4-3 工况1剪应力图（单位：MPa）⑶位移、反力
图3.4-4 工况2贝雷梁位移图（单位：mm）
图3.4-5 工况2桩顶横梁位移图（单位：mm）（最大7.77mm）
图3.4-6 工况2钢管桩反力图（单位：N）
3.5工况2（满载罐车与50t履带吊错车）计算分析
⑴荷载加载
12m³砼罐车宽3m，轮间距1.8m，当两车在栈桥上错车时，利用midas 在混凝土面板上建立左、右车道面，并加载罐车和履带吊荷载作为移动荷载，软件自动计算车辆行走至任何位置处错车的最大内力和位移。

⑵应力计算
图3.5-1 工况2正应力图（单位：MPa）
图3.5-2 工况2剪应力图（单位：MPa）⑶位移、反力
图3.5-3 工况2贝雷梁位移图（单位：mm）
图3.5-4 工况2桩顶横梁位移图（单位：mm）（最大6.16mm）
图3.5-5 工况2水中墩反力图（单位：kN）
3.7计算结果汇总
表3.6-1 工况1、2内力变形计算结果汇总表
故最不利工况为工况2。

Q345材质（贝雷）：
最大正应力σmax＝301Mpa小于310MPa，满足要求。

最大剪应力τmax＝170Mpa小于180 MPa，满足要求。

最大位移fmax=13.0mm小于9000/400=22.5mm，满足要求。

Q235材质（除贝雷外的其它构件）：
最大正应力σmax＝83.2Mpa小于215 MPa，满足要求。

最大剪应力τmax＝37.9Mpa 小于125 MPa，满足要求。

最大位移fmax=8.7mm小于9000/400=22.5mm，满足要求。