栈桥设计计算

主桥栈桥计算书

一、主要计算依据

1、）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

2、）《钢结构设计手册》

3、）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）

4、）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

二、结构说明

郑州黄河大桥主桥施工设单侧栈桥。栈桥布置在线路下游，施工时需首先在有水区域贯通栈桥，在主桥沿线陆地部分设置施工便道和主栈桥相连，从南北两岸同时施工。

栈桥起于主桥67#墩，终于主桥79#墩，栈桥中心与桥梁中心间距22.5m ，栈桥全长1205.93m ，分为万能杆件式栈桥和军用梁式栈桥两部分；栈桥梁用万能杆件拼装长约部分总长406.25m ，栈桥梁用原黄河四桥军用梁拼装部分总长799.68m 。联内设制动墩，联与联之间设伸缩缝。栈桥采用钢管桩基础，万能杆件区段，桁高2m ，桁宽8m ，最大跨14m ，栈桥基础为φ0.426、φ0.6m 钢管桩；军用梁区段栈桥长900米,共分4联和一个开启孔，联与联之间设伸缩缝，桩间距16m 。栈桥钢管桩用液压夹持器、振动打桩机及履带吊机插打施工。栈桥顶面设运输道及水管、泥浆管等。

三、计算参数

栈桥作为施工期间跨越黄河重要临时通道，设计一般按10-20年一遇水

位进行控制。根据黄河十年一遇洪水防洪要求，栈桥底标高定位97.0m 。 栈桥设计计算水流s m V 5.3 。

栈桥设计荷载：60t 载重汽车（包括自重），80t 履带吊机，7m3砼罐车。

四、结构检算：

栈桥结构计算主要分为桥面系、主梁、桩顶分配梁及栈桥桩等四部分。

（一）、桥面系计算

桥面系主要包括桥面板，横梁I16（@25cm ），纵梁I25b 等计算。

1、桥面板

根据栈桥桥面系布置知，桥面板为单向板。70t 重载汽车轮压为桥面板的控制荷载，其余荷载不控制。

单轮轮压按8t 计算，计算的单位宽度均布荷载mm N q m 333.1=，

Mpa Mpa W M m 16032.1001

10106)88200(333.122≤=⨯⨯⨯-⨯==σ mm EI ql f m 16.01

1020600038412112333.153845344=⨯⨯⨯⨯⨯⨯== 计算表明满足要求。

2、纵梁I16

纵梁I16支撑在横梁I25b 上，万能杆件主梁侧最大跨为1.4m ，贝雷梁处约为0.7m 。控制荷载为70t 重载汽车。荷载作用宽度为0.2m ，为mm N q 800=。万能杆件侧为最不利。一侧轮压按3根梁共同承受。

Mpa W M m 1.1233

1409005010080070080000=⨯⨯⨯-⨯==σ mm EI pl f m 94.311270000

206000481400160000483

3=⨯⨯⨯== 计算表明满足要求。

3、横梁I25b

纵梁跨度组成为4跨连续梁（万能杆件侧）。控制荷载为70t 重载汽车。 Mpa Mpa W M m 16805.11604.164422200

20053000100080000=⨯≤=⨯-⨯==σ mm EI pl f m 45.252780000

206000482000160000483

3=⨯⨯⨯== 计算表明满足要求。

（二）、主梁计算

主梁计算主要分万能杆件和军用梁两种类型。

1、万能杆件主梁计算

主要利用计算软件模拟70t 重车及80t 履带吊行驶再不同位置处，各杆件轴力，计算模型如下：

以上五图为主要摘录万能杆件纵、横向受力分析情况，计算中经过大量工况计算，叠加，计算出万能杆件最不利受力状况及支座处最大支反力。

万能杆件主要计算结果见下表:

杆件

计算工况

4N1/4N2 3N3 4N4 2N5

汽车最大轴向压力(KN) 468 421 349 150 最大轴向拉力(KN) 591 451 67 86

履带吊最大轴向压力(KN) 321 329 406 167

最大轴向拉力(KN) 321 304 42 58 容许轴力(t) 120.3 50.8 42.2 10.6/17.2

2N5最大轴力为支左位置处压杆最大轴向力。此位置处N18补强后孔壁承压为19.08t 。

栈桥主梁竖向最大挠度mm f 20=。

2、军用梁主梁计算

同上万能杆件主梁计算相似，计算模型如下图所示。

主要计算结果为:

弦杆: Mpa 1.170max =σ Mpa 7.180min -=σ

腹杆: Mpa 8.125max =σ Mpa 2.163min -=σ

mm mm f 457.36max ≤=

计算表明满足要求

（三）、桩顶分配梁及钢管桩计算

根据以上计算结果，建立计算模型分别计算万能杆件及军用梁底分配梁及钢管桩。计算模型如下：

钢管桩: Mpa 9.21max =σ Mpa 8.151min -=σ

mm f 129max =

连接系: Mpa 2.63max =σ Mpa 8.78min -=σ

计算表明满足要求

五、WD-20吊机构架计算

WD-20吊机构架为万能杆件,构架主要承受吊机荷载及结构自重。计算采用杆单元分析,计算结构见下图示:

计算结果:2N1(2N2) KN

=

406≤

N549

KN

3N3 KN

=

320≤

KN

N508

2N4 KN

=

106≤

KN

N152

2N5 KN

=

136≤

KN

N158

以上计算表明构架结构强度满足要求。

构架整体抗倾覆稳定系数K=2.3＞2，满足要求。

六、结论：

由以上计算结果说明，栈桥各构件强度、刚度、稳定性均满足要求。