1、77省道延伸線龍灣至洞頭疏港公路工程第1施工標段臨時棧橋計算說明書浙江省交通工程建設集團有限公司2011年3月22日77省道延伸線龍灣至洞頭疏港公路工程第1施工標段臨時棧橋計算說明書1概述1.1設計說明根據施工現場的具體地質情況、水文情況、氣候情況及兩階段施 工設計圖紙等，擬建棧橋長約2384.2m,便橋寬度為6米。棧橋兩側設 欄桿，下部結構采用鋼管樁基礎，上部結構采用貝雷和型鋼的組合結 構。棧橋的結構形式為橫向七排單層貝雷桁架，桁架間距分0.9m,共27聯，標準跨徑為15m每6跨（90m形成一聯每聯設置寬度為0.2m 的伸縮縫。棧橋橋面系采用定型橋面板，面系分配橫梁為I22a,間距為75cm

2、;基礎采用0 630X8mmB管樁，為加強基礎的整體穩定性，每 排鋼管樁間均采用20號梢鋼連接成整體。棧橋各墩基礎布置結構形 式如下圖：芍J*Aime(JTG D60-2004)(JTJ024-85)(JTJ025-86)(JTJ0412000)(JTJ213-98)1.2設計依據1）公路橋涵設計通用規范2）公路橋涵地基與基礎設計規范3）公路橋涵鋼結構及木結構設計規范4）公路橋涵施工技術規范5）海港水文規范6）裝配式公路鋼橋多用途使用手冊7）鋼結構計算手冊8）兩階段施工設計圖紙1.3 技術標準1）橋面設計頂標高為7.0米。2）設計荷載：50t汽車雙車道布置、履-50（最大吊重按20t考慮）、1

3、2m3罐車 56t。3）驗算荷載：（1） 12m混凝土罐車：自重25T+31T昆凝土。（2） 50T®帶吊機：50T （自重）+20T （吊重）=70T,履帶接地 尺寸5.88mx 0.76m。（3）后八輪汽車：自重20T+30T （車載重量）（4）橫向風荷載：風荷載取玉環縣坎門10年一遇風荷載值為：Vd =34m/s5）河床高程為-3mfe右，詳見地質勘察報告。6）河床覆蓋層：淤泥7）設計行車速度15km/h。lOOkN200kN 200kN后八輪汽車荷載布置履帶吊車荷載布置1.4 自重荷載統計1）棧橋面層：8mrff鋼板，單位面積重62.8kg,則4.08kN/m。2）面板加勁肋

4、工12.6,單位重14.21kg/m,則0.14kN/m,間距 0.24m。3）橫向分配梁：I22a, 0.33kN/m , 2.145kN/根，間距 0.75m。4）縱向主梁：321型貝雷梁，7.77 KN/m。5）樁頂分配主梁：2I36a, 1.2kN/m , 7.2KN/根。1.5 荷載工況工況一：履帶吊在棧橋15m夸中吊便橋重物工況二：履帶吊在棧橋15m夸樁頂上部吊便橋重物工況三：兩輛汽車同時行駛至15m§橋跨跨中工況四：罐車行駛至棧橋15m夸跨中1.6 荷載組合：1）組合一：自重荷載+橫向風荷載2）組合二：自重荷載+履帶吊荷載+橫向風荷載3）組合三：自重荷載+汽車荷載+ 汽

5、車制動力4）組合四：自重荷載+罐車荷載+ 汽車制動力根據荷載組合，對單跨15mg橋整體分析，整體模型如下圖：12荷載計算2.1風載：1）鋼管樁橫橋向風壓計算Fwh = koklk3Wd Awh=1*0.9*1*70(0.01KN/m2)*3.15=1.98KN(?630*8m制管樁) 2）貝雷梁橫向風壓計算Fwh = koklk3Wd Awh =0.9*1.44*1*70(0.01KN/m2)*1.17=1.06KN式中：Fwh橫向風荷載標準值(KN ；Wd設計基準風壓（KN/m2 ,公式為Wd.支2g =70(0.01KN/m2)Awh橫向迎風面積（m2 ,此處？630*8mm岡管樁取Awh

6、 3.15m2單片貝雷梁取 Awh=1.17m2Vd:設計高度Z的風速（m/s）,此處取Vd= 34m/s;（玉環縣坎門地區10年一遇風速）Z:距水面白高度(m),此處Z= 5m丫：空氣重力密度(KN/m3) , 丫 = 0.012017e 0.0001Z；k0:設計風速重現期換算系數，此處取k0 = 0.9;k1:風載阻力系數，此處鋼管樁取k1 = 0.9 ;單片貝雷梁取k1 = 1.44k3:地形、地理條件系數，此處取k3=1.00;g:重力加速度，g=10m/s2。受力模型：橫向風荷載方向考慮與履帶吊偏載方向相同。2.2 汽車制動力：根據公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)查

7、得，汽車制動力為汽車荷載重力的10%,棧橋設計時速為15km/h,此處取水平制動力為56KN則作用在每聯每根樁的力為3.29KN。受力模型：2.3 12方罐車行駛至便橋跨中：罐車后輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=220+ 2 +0.5=220KN/m罐車前輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=l20+ 2 +0.5=120KN/m受力模型：2.4 雙車道汽車荷載布置在跨中：汽車后輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=200+ 2 +0.5=200KN/m汽車前輪單輪受力在分配梁上均布荷載為：q=100+ 2 + 0.5=100KN/m受力模型如下2.5 履帶吊在棧橋15m跨跨中吊重物：履帶吊在

8、15m夸跨中吊側面平臺重物考慮單邊履帶受力，荷載分布在8根分配了上每根分配梁均布荷載：q=700+ 7 + 0.76=131.6KN/m受力模型如下:2.6 履帶吊在棧橋15m夸樁頂吊重物：履帶吊在15m夸樁頂吊側面平臺重物考慮單邊履帶受力，荷載分布在8根分配了上每根分配梁均布荷載：q=700+ 7 + 0.76=131.6KN/m受力模型如下：3上部結構內力計算3.1 I22橫向分配梁內力計算荷載組合二作用最大應力框架對象圖19? (GP-I22A)端長度偏移位置TcK組合二明|MajM V2ari(l M31single vaL&dJ端，Jt 434 0.000000 m 10,0

9、0000 mlJt; 485 0.000000 m (£,00000 ml顯希選項r濯動數值r,豆急星王等價荷載目由剛悻的案中力在KNF ConcerMiated Moments in KN-m)J.92Dist Load (2-dir|1719?KM/m日 t d 90000mPositive n -2 dvedion-78. ll?s&7重置為初始單位完成 單位|w叫匚一3荷載組合三作用最大應力框架君程用493 (GB-I221>荷載組合四作用最大應力橫向分配梁最大彎矩 M=35.9 kN m,最大剪力Q=83.2KN選用I22a,查鋼結構計算手冊得各相關力學參數如

10、下：Wx=309cmiA=42cn2,Ix/Sx=19.13cm(Ix=3400cm 4, Sx=177.7cm3), b=0.75cm。(T =M/W=35.9kN/ m /309cm3x 103=116.2MPa<1.3 aQmaxSx83.2KN 105 5= 58MPa <1.3 t Ixb19.13cm 0.75橫向分配梁滿足設計要求3.2 321型貝雷梁內力驗算 荷載組合二，履帶吊15m夸中吊平臺重物時應力圖：組合二15m夸中作用上下弦桿最大軸力：530.7KN框架對敦圖591 (KfF)組合二15m夸中作用立桿最大軸力：113.2KN組合二15m夸中作用斜桿最大軸力：

11、138.6KN 荷載組合三，雙車道汽車作用時應力圖:組合三作用上下弦桿最大軸力：461.3KN組合三作用立桿最大軸力：71.4KN等價藥戟目由剛悻圖集中力在KN. Cohcenlr&ed Torsions in KN mDiit Laad (1 -dr)5L411E-O2 KMAn& D. 9933 inPositive in 1 direction結果獨力AxmI 11Z63EKN at O.DOOOOm鰭果扭矩Torsion-4.090E-04 KN-matO.9934Sm本置為初始里位| 用成單位商多匚二|組合三作用斜本f最大軸力：112.7KN 荷載組合四，罐車作用時應

12、力圖:組合三作用上下弦桿最大軸力：337.8KN框架對象圖ITT t股桿）需長度偏移位置工況 工合四二1Jttjjt: 172理 |Axial P and T)三麗百M前麒罌AJ 端 Jt: 173O.OOOMOm(O.TCOOO m顯示遺項磁敷值演遞示基龍等僑而載-自由因群留集中力在KN. Concenbiated 1 orsnns in KN iiijDikl Load (1 dr 7.679E02KN/m at 0 70000 m Posiive in -1 (fraction結果他力Axial61.935 KNat OlOOCOO m結果扭矩T oisicm-2.578E-04KM-m

13、 jt Ol7MOO m重量為初岫單位完成 |單位|KN.m.C ;組合三作用立桿最大軸力：61.9KN組合四作用斜桿最大軸力:84.9KN貝雷梁內力計算:A=12.7cmi Ix=198cm 4弦桿為210型鋼，梢10型鋼截面特性:3.Wx=39.7cm ix=3.95cm b=0.53cm弦桿實際采用有效斷面系數R=0.809,弦桿容許承受桿為N=RacP(T =0.809*2*12.7*1.3*2100=563KN貝雷梁弦桿荷載作用最大應力為N=530.7KN<N=563KN斜桿為I8型鋼，截面特性：A=9.53cm2 Ix=99KN.mWx=24.8cm ix=3.95cm Iy

14、=12.8cm4 Wy=4.9cm3 iy=1.18cm斜桿長度 l o=89cm 長細比入=l o/iy=89/1.18=75.4查表得少=0.66N= 6 A (r=0.66*9.52*1.3*2100=171KN貝雷梁斜桿荷載作用最大應力為 N=138.6KN<N=171KN立桿為 I8 型鋼，截面特性：A=9.53cm2 Ix=99KN.m Wx=24.8cm 3ix=3.95cm Iy=12.8cm 4 Wy=4.9cm3 iy=1.18cm立桿長度 l o=63cm 長細比入=10/i y=63/1.18=53.4查表得少=0.818N= 6 A (r=0.818*9.52*

15、1.3*2100=212.6KN貝雷梁立桿荷載作用最大應力為 N=113.2KN<N=212.6KN貝雷梁組合二荷載作用最大撓度：組合二15m夸荷載作用下最大撓度f=0.0338m貝雷梁組合三荷載作用最大撓度：組合三荷載作用下最大撓度f=0.032m貝雷梁組合四荷載作用最大撓度：組合四荷載作用下最大撓度f=0.023m3.3 承重梁內力計算：組合二履帶吊在樁頂偏載吊重物時，單排樁基礎承重梁應力最大，最大應力為：（最大彎矩 M=155.5KN最大剪力Q=317.4KN（最大彎矩M=155.5KN最大剪力Q=317.4KN _3_32I36a, W=2 乂 875cm=1750 cm ,I/

16、S=30.7(I=15760cm 4, S=508.8cm3) , b=1.0X2=2 cm。g =M/W=164.5 kN m /1750 cm3=94MPa<1.3 aQSIb402.04kN30.7cm 2.0cm= 65.5MPa <1.3 r 組合四罐車行駛至樁頂位置時， 雙排樁基礎承重梁應力最大，最大應力為：（最大彎矩 M=230.1KN最大剪力Q=387.1KN雙排樁基礎橫向承重梁（最大彎矩M=230.1KN最大剪力Q=387.1KN雙排樁基礎縱向承重梁（最大彎矩M=199.8KN最大剪力Q=231.8KN2I36a, W=2 X875cm3=1750 cm3, I/

17、S=30.7(I=15760cm 4, S=508.8cm3) , b=1.0X2=2 cm。 (t=M/W=230.1 kNm /1750 cm3=131.5MPa<1.3 a= 63MPa <1.3QS _387.1kNIb - 30.7cm 2.0cm滿足強度要求。3.4 鋼管樁基礎驗荷載組合二履帶吊在樁頂偏載作用下最大應力框架對象圖 5D4 (GB SPISF630XB)(M=22.7KN.M Q=3.1KN推架對急困 604 (GB-SP1SP63DK8)最大軸力N=524.9KN、棧橋樁基穩定性計算荷載及邊界條件荷載條件1） .涌潮壓力根據甌江的涌潮，結合現場情況，涌潮

18、（破碎波）壓力取9kN/ m2 則棧橋鋼管樁（D63。最大?壓為9X0.63=5.67kN/m。2） .水流力F=p v 2A= 6.75KN3)風荷載WK 二人ZV2/1600=0.6 x 1.17X34/1600 =0.15kPa4） .樁頂軸力根據棧橋計算書，單樁樁頂最大軸力取524kN邊界條件樁的嵌固點計算：T =5 EImb0(見樁基規范附錄C)土層為淤泥土，式中趣2000kN/m4b0=2d其中 d 為樁徑 d=0.63m b0=1.26mE=2.06 x 108 kN/m2T=2.5(“值取2.2)嵌固點深度：乙二T 一2 2.5 35m嵌固點坐標：-3-5.5=-8.5m穩定性

19、計算1) .涌潮壓力對鋼管樁嵌固點的彎矩M=5.67X 5X8.5 = 240.9KN/m2) .水流力對鋼管樁嵌固點的彎矩M=6.75 X 8.5 =57.43) .風荷載對鋼管樁嵌固點的彎矩M =0.15 X2X0.6 X8.5=15.34) .穩定性計算鋼管樁最大軸力值524kn;r=(J/A)1/2 = (65159/188.6)1/2 =18.5cm計算長度 l0 = 7- (-8.5) =15.5m入=1100/18.5=59.5屬于b類截面查表得：0 =0.807<f上AkWix(1-0.8N/N'ex)除xMxTX截面塑性發展系數，取1.0N' EX歐拉臨

20、界力，N' EX =2787KNB mx-等效彎矢1系數，取1.0NFxMx"xAxWxl -0.8N/Nex=41.5+45.3=86.8<182Mpa鋼管樁的穩定性滿足要求。單根鋼管樁最大入土深度根據港口工程樁基規范（JTJ254-98）第4.2.4條：1 一Qd =（U、qfj qRA） R式中：Qd-單樁垂直極限承載力設計值（kg ;兀一單樁垂直承載力分項系數，取1.45;U一樁身截面周長（m） ,本處鋼管樁外徑周長：1.979m;爾一單樁第i層土的極限側摩阻力標準值（kPa）;L一樁身穿過第i層土的長度（m）;qR一單樁極限樁端阻力標準值（kPa）;A一樁身截

21、面面積，630X8mmB管樁A=156.3cm2;2微-11#墩單樁入土深度計算：土層摩阻力統計表序號土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面 （m）底回局程（m）層厚（m）1淤泥12013.213.22淤泥1413.231.418.23淤泥質黏土1731.435.64.241黏土1935.640.75.1由 563.9kN= 1/1.45 X1.979 X （ （ 12X 13.2） +（14*18.2 ） >524.9KN計算得：Lx=13.2+18.2=31.4m,即鋼管樁打入河床以下31.4m。12#<-24#墩單樁入土深度計算：土層摩阻力統計表序號土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面

22、 （m）底回局程（m）層厚（m）1粉砂夾淤泥1205.25.22淤泥115.214.39.13淤泥1414.33924.741黏土433949.610.6由 565.7kN= 1/1.45 X【1.979 X ( ( 12X 5.2) +(11*9.1 ) + (14*17) >524.9KN計算得：Lx=5.2+9.1+18=31.3m,即鋼管樁打入河床以下32.3m。25#> -47#墩單樁入土深度計算：土層摩阻力統計表序號 土層名稱樁周摩阻力（kPa）頂面（m）底面高程（m）層厚（m）1粉砂夾淤泥1508.38.32淤泥118.320.412.13淤泥1420.43414.34黏土193442.38.3由 561.8kN= 1/1.45 x 1.979 x ( ( 15X