栈桥计算书

南平市夏道大桥及接线工程

钢

栈

桥

计

算

书

中交三航局

南平市夏道大桥及接线一期工程项目经理部

2011年1月15日

目录

第一章主桥施工栈桥计算说明

一、设计依据

二、主要技术标准

三、技术规范

四、主要材料

五、设计要点

六、结构计算内容

七、使用注意事项

第二章栈桥结构计算书

一工程概况

二设计参数

三桥面钢板计算

四分配梁工字钢I14计算

五贝雷桁计算

六桩顶横垫梁（工字钢2I36b）强度验算七桩顶纵垫梁（工字钢2I36b）强度验算八钢管桩竖向承载力及稳定计算

九、栈桥的纵向稳定性验算。

十、栈桥抗9级风稳定性验算。

十一、栈桥抗水流稳定性验算。

第一章施工栈桥计算说明

一、设计依据

本栈桥使用“321”装配式钢桥（上承式）。用植入式钢管及施打φ630×8mm 钢管作为桩基础，满足栈桥的使用功能要求。

二、主要技术标准

1、桥梁用途：满足夏道大桥项目跨越闽江施工使用的临时栈桥，使用时间24个月（每年6月~8月不使用）。

2、设计单跨标准跨径9m，桥面净宽5.5m，与岸线连接的道路宽度7m。

3、设计行车速度：5km/小时，

4、设计荷载：① 9m3混凝土运输车（总重400KN），② 500KN履带吊车，

③水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠下游侧的贝雷桁架上）。本设计未设人行道荷载，暂不考虑人群荷载。

5、桥面标高：66.5m

6、“321”装配式钢桥使用6排单层型（上承式）贝雷片。

三、技术规范

1、《公路桥涵设计规范》（JTG D60—2004）。

2、《公路桥涵结构及木结构设计规范》JTJ025-86。

3、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）。

4、中华人民共和国交通部战备办《装备式公路钢桥使用手册》（交通部战备办发布，1998年6月）。

5、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。

四、主要材料

1、“321”装配式钢桥及附件

采用国产321”装配式钢桥及附件，其技术标准应符合交通部编制《装配式公路钢桥制造及检验、验收办法》的有关规定。

贝雷桁架几何特性及桁架容许内力

(1)桁架单元杆件性能

(2)几何特性

(3)桁架容许内力表

2、钢材

钢管桩采用Q235A钢板卷制，其技术标准应符合国家标准（GB699-65）的有关规定。

型钢应符合国家标准（GB2101-80）的有关规定。

钢材容许应力及弹性模量

按JTJ025-86标准（page4页表1.2.5）

A3钢(Q235)：弯曲应力[σw]= 145MPa

剪应力[τ]= 85MPa

轴向应力[σ]= 140MPa

弹性模量E= 2.1*105MPa

16Mn钢：弯曲应力[σw]= 210MPa

剪应力[τ]= 120MPa

轴向应力[σ]= 200MPa

弹性模量E= 2.1*105MPa

五、设计要点

本桥计算按9米跨径简支梁计算和2跨各9米连续梁计算。设计单跨标准跨径9m。本桥基础为植入式和打入式钢管桩相结合，考虑到施工现场河道覆盖层为河卵石层，因此每个墩每个支点设4根φ630×8mm钢管桩（双排），钢管桩全部支撑在强风化岩层或全风化岩层上，单桩允许承载力[P]（计算时按壁厚7mm 计算，以确保安全）计算：

取φ630×8mm螺旋焊钢管材料进行验算，壁厚按δ=7mm进行计算，其钢管截面特性如下：

A=137.005cm2

I=66494.922cm4

i＝22.027cm

W=2110.95 cm3

M＝90.61Kg/m

单根φ630mm，δ=7mm钢管截面承受的允许压力[N]

[N]＝（A ×[σ]）

＝137.005×10-4×140×103＝1918kN

由于钢管墩为压杆，要考虑压弯失稳，故进行稳定性校核。

按两端铰支计算钢管稳定容许应力，该处钢管最大自由长度为L＝18.7m（从河床面加上5m左右的河卵石起至常水位止，按照计算，钢管桩设计顶标高为64.12m，常水位为61.5m，底标高为强风化或全风化岩层，标高以3#墩为例，河床底标高为37.82m，抛填厚度5m左右）。按照路桥施工计算手册表12-2公式，则钢管稳定容许应力：

＝φ[σ]＝0.683*140＝95.62MPa

[σ]

ω

式中：φ——压杆纵向弯曲系数；

λ——构件长细比

λ＝L0/r＝18.7/0.22027=84.9＞80；

L0——压杆的自由长度，该处L=18.7m；

r——压杆对轴的回转半径，该处r＝0.22027；

[σ]——压杆材料的容许应力，钢管＝140MPa。

查《钢结构设计规范》得，φ＝0.683。

单根钢管的稳定容许压力：

·A＝95.62×1.37005×101＝1310.04 kN

[P]＝[σ]

ω

——钢管的稳定容许应力（由上式求得）；

式中：[σ]

ω

A——钢管壁的横截面面积（直径0.630m，壁厚0.007m）

故单根钢管稳定允许承载力[P]= 1524.87 kN，所以后续检算钢管的竖向荷载必须小于[P]＝1524.87 kN。

六、结构计算内容

结构计算书中，荷载按9m3混凝土运输车（总重400KN），500KN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KN/m（挂在靠左侧的贝雷桁架上）。本设计未设人行道，荷载暂不考虑人群荷载。按最不利情况进行布载和荷载组合，

单跨标准跨径9 m计算如下内容：

1、桥面钢板计算

2、分配梁工字钢I14计算

3、贝雷桁计算