安利大桥钢栈桥、钻孔平台设计计算书

图 3、南岸钢栈桥桥型布置图
图 4、北岸钢栈桥桥型布置图 2.2、钻孔施工平台
钻孔平台采用贝雷桁架作为主承重结构，平台面同样采用[20a 型钢反扣， 下设置 I28 按照 1m 间距分布作为二次分配结构，2I45 型钢作为四周圈梁将荷载 传递给钢管桩基础。总体采用先搭设平台后振设钢护筒的施工方法，为加强平台 的稳定性，在完成钢护筒的插打后，利用型钢或牛腿使两者连接在一起。钢管桩 采用直径 630mm、壁厚 8mm 螺旋钢管，二次分配梁 I28a 与贝雷之间采用与栈桥 分配梁与型钢连接形式进行焊接固定。
2.2．计算过程中采用的部分参数
A3 钢材的允许应力：【σ】＝140MPa A3 钢材的允许剪应力：【τ】＝85MPa A3 钢材的弹性模量：E＝2.1×105Mpa 16Mn 钢材（贝雷）的允许应力：【σ】＝210MPa 16Mn 钢材（贝雷）的允许剪应力：【τ】＝120MPa 16Mn 钢材（贝雷）的弹性模量：E＝2.1×105Mpa 注：临时结构考虑 1.3 倍材料个加强系数。
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第一章：工程简介
1．工程概况
佛山市顺德区伦桂路安利特大桥全长 1020m。跨径组合:5×30m（B=2850cm 小箱梁）+5×30m（B=2850cm 小箱梁）+3×30m（B=3300cm 小箱梁）+[90+150+90]m （B=3300cm 变截面连续箱梁）+3×30m（B=3300cm 小箱梁）+4×30m（B=2850cm 小箱梁）+4×30m（B=2850cm 小箱梁）。桥梁两端均接挡墙路基。
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贝雷为双排单层不加强，贝雷之间采用 45#花架连接。二次分配梁采用 I28a 型钢， I28a 型钢间距为 75cm。为使 I28 分配梁与贝雷上弦杆连接，利用[22a 槽钢反扣 在贝雷弦杆上，槽钢通过桁架螺栓固定在贝雷上，分配梁与[22a 槽钢采用角焊 缝连接。I28 二次分配梁上面铺设[20a 型钢作为一次分配梁，中心距为 25cm。 钢栈桥的两端设置Φ48 钢管作为防护栏。钢栈桥的布置图如下：
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把荷载纵向横向作用在分配梁上以得到最不利荷载工况。 (3)．结构自重按实际重量计入或由计算软件自动计入； (4)．流水压力 因未提供相关数据，出于安全考虑，施工区域流水设计流速 2.0m/s。根据
《公路桥涵设计通用规范》，则流水压力为： Fw=kAγV2/2g
2.2、钻孔施工平台........................................................ - 3 第二章：结构设计计算各相关参数的确定..................................... - 5 -
2.1．参考资料........................................................ - 5 2.2．计算过程中采用的部分参数........................................ - 5 2.3．设计技术参数及荷载的确定........................................ - 5 2.4．结构计算工况的确定.............................................. - 6 第三章：结构的设计计算及验算............................................. - 8 3.1、钢栈桥结构设计与验算:........................................... - 8 3.2、主墩钻孔施工平台：............................................. - 21 3.3、计算结果：..................................................... - 30 4.1．主桥钢栈桥......................................................... - 31 4.2、钻孔施工平台：..................................................... - 32 -
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设 计 计 算 书
计 算： 复核一： 复核二： 审 核：
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目录
第一章：工程简介......................................................... - 1 1．工程概况.......................................................... - 1 2．结构设计.......................................................... - 2 -
MIDAS/Civil POST-PROCESSOR
BEAM STRESS 组合(最大值) 8.05853e+004 6.34363e+004 4.62873e+004 2.91383e+004 1.19893e+004 0.00000e+000
-2.23087e+004 -3.94577e+004 -5.66067e+004 -7.37558e+004 -9.09048e+004 -1.08054e+005 系数=
第三章：结构的设计计算及验算
3.1、钢栈桥结构设计与验算:
3.1.1．工况一 在工况一里，主要考虑履带吊的悬臂作用。单跨栈桥为 12m，综合考虑 50T
履带吊的作业半径，履带吊的荷载布置为从悬臂端的桩顶开始，荷载分布为两中 心距为 3.6m（边到边为 4.3m）的均布荷载，荷载宽度为 0.7m,单条履带横向由 三条履带承受，长度为 5m。每条履带的均布荷载大小为 770÷2÷5=77KN/m，履 带吊在栈桥上居中布置，履带悬臂一半。其示意图如下：
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+活载+水流压力 2.4.2、主墩钻孔施工平台：
主墩钻孔施工平台结构搭设过程受力状态与使用过程受力状态基本一致，所 以仅按照使用过程进行分析。由于平台面积大，车辆及履带吊在平台面上的荷载 很不离散性大，计算时分别以车辆荷载和履带在负重情况下纵、横桥向分布，并 求出最不利状况。荷载情况如下：
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图 5、钻孔平台平面布置图
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第二章：结构设计计算各相关参数的确定
2.1．参考资料
1、设计院及相关部门提供的该项目相关技术资料 2、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）——人民交通出版社 3、《钢结构设计手册》（第二版）——中国建筑工业出版社 4、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86） 5、《结构力学》——人民交通出版社 6、《路桥施工计算手册》——人民交通出版社 7、《实用土木工程手册》——人民交通出版社 8、《公路桥涵设计通用规范》——（JTG D60－2004）
50t履带吊
60振桩锤 导向架
图 6、栈桥悬臂施工示意图 （1）、一次分配梁[20 的计算： 根据荷载分布情况以及履带宽度，按最不利考虑，单条履带荷载考虑由 3 条[20a 型钢承担，其大小为 77÷3=25.67KN/m,按 5 跨连续梁考虑，其计算结果 如下：
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-25.7 -25.7 -25.7 -25.7
工况一：车辆荷载：按照按照前轴 30KN，后双轴考虑，单轴轴重 140KN 到荷 载标准执行。
工况二履带荷载：按照 50t 履带吊，吊重 20t，考虑 1.1 的冲击系数，总荷 载为 77t，计算时按照均布荷载作用在型钢上面。
根据上面两种荷载对平台进行受力分析。
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其中：K—为形状系数，圆形取 0.8； A—为阻水面积，取 1m 长度计算，则面积为 0.63m2； γ—为水的重力密度，取 10KN/m3； V—为设计水流速，2.0m/s； g—为重力加速度，取 9.81m/s2；
则：水流压力 Fw=0.8×0.63×22/（2×9.81）=1.028KN/m 即钢管桩在水中的自由段上端承受 1.028KN/m 的水流压力，流速随河水深 度增加而递减，呈倒三角形分布。
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图 2、承台一般构造图
2．结构设计
2.1、施工钢栈桥 钢栈桥采用贝雷加型钢的组合结构形式，南岸钢栈桥采用 9m 跨径组合、北
岸由于场地限制，北岸在顺德支流拐弯位置，冲刷集中，现场浆砌片石护坡，坡 脚抛石，栈桥桥头采用扩大基础，采用 10m 跨径，各跨按照 12m/跨布置。钢栈 桥采用Φ630×8mm 的钢管桩作为基础，钢管桩横桥向中心距为 400cm，在钢管桩 上面设置双支 I32a 型钢作为承重梁，并设置牛腿与钢管桩进行连接。南、北岸
最大荷载组合为：恒载+活载+水流压力 工况二： 钢栈桥搭设好后，正常投入使用时，各种施工车辆在上面行驶或停留，最大 荷载为车辆荷载，前轴 30KN，后轴单轴重 140KN；履带吊自重 50T，吊重 20T， 考虑冲击系数取 77T。计算时分别以子工况一履带吊作用在跨中时结构的受力分 析；子工况二车辆作用在跨中计算栈桥的应力应变状态。最大荷载组合为：恒载
3.7916E+002
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（K4+326.089—K5+346.089）
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路桥集团国际建设股份有限公司 伦桂路项目总经理部 二○一○年七月
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2.4．结构计算工况的确定
2.4.1．主桥施工栈桥 工况一： 钢栈桥搭设施工时，50T 履带吊悬吊振桩锤打桩。此时由于前面的钢管桩还
在振打，50T 履带吊必需停留在悬臂跨上，此工况下主要考虑悬臂时对贝雷的受 力大小及钢管桩的承载力。计算荷载为履带吊的自重、振桩锤重同时考虑一定的 冲击系数，最后荷载值取 77T。
图 1 安利特大桥主桥桥型布置图 主桥上部构造为 90+150+90m 三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，采用 C50 钢纤维混凝土。主墩墩身采用等截面矩形实体墩，截面尺寸 3×8.95m。基础为 左右幅分离式高桩承台基础，单幅承台尺寸 18.375×11×4m，配 6 根直径为 2.8m 的钻孔灌注桩，顺桥向布置两排、横桥向布置三排。
2.3．设计技术参数及荷载的确定
（1）．上述结构设计计算荷载为 50T 履带吊及砼罐车，50T 履带吊自重约为 50T，其计算工况为最重荷载在栈桥上行驶时对栈桥的影响，考虑可能出现的履 带吊停留在栈桥上吊装作业时的情况，吊重按 20T 考虑，则考虑 1.1 的冲击系数 最后取 77T 进行计算。
(2)、汽车荷载按照公路桥涵设计通用规范表 4.3.1-2：车辆荷载主要技术 规范，按照前轴 30KN，后双轴考虑，单轴轴重 140KN 到荷载标准执行，计算时