五龙河钢栈桥计算书5.18

目录一、计算依据................................................................2二、主要技术标准............................................................21.设计荷载...............................................................22.技术标准...............................................................23.栈桥结构...............................................................2三、结构设计计算数据........................................................31.上部结构恒重...........................................................32.车辆荷载...............................................................33.桥面板计算.............................................................44.I20内力...............................................................55.六四梁内力计算.........................................................76.2I40b垫梁内力........................................................97.钢管桩计算............................................................10四、结论..................................................................24第2页共24页五龙河钢栈桥计算书一、计算依据1.《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20042.《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-20073.《钢结构设计规范》GB50017-20034.《钢结构设计手册》第三版5.《路桥施工计算手册》6.《装配式公路钢桥多用途使用手册》二、主要技术标准1.设计荷载汽车荷载采用公路-I级汽车荷载，验算荷载为单向重车55t，限速10km/h，车辆最大载重量不大于55t。2.技术标准1）桩顶标高甲方根据施工现场具体情况确定；2）设计控制荷载：单向重车55t；3）设计使用寿命：1年；4）流速：v=1.5m/s；5）河床覆盖层：从上到下依次是素填土、中砂、粗砾砂、粗砾砂混角砾6）设计行车速度10km/h。3.栈桥结构栈桥全宽6m，结构形式12m×4×3+12m×5×2+0.15×4=264.6m。钢栈桥采用Ф630钢管桩作基础，2I40b工字钢作上、下垫梁,六四梁作主梁，I20a工字钢作分配梁，其上直接满铺钢板作为桥面，同时在桥面两侧设防护栏杆。钢栈桥基础钢管桩规格为Ф630mm×10mm×24m（桩长暂定）。普通水中墩设3根钢管桩，垂直桥轴线方向钢管桩中心距为2.5m。相邻两根管桩间用槽钢[20a作斜撑连接，以增强钢管桩基础的稳定性。联接墩钢管桩顺桥线路方向布置两排，排间间距2.5m，每排钢管桩横桥向布置3根，管桩间距2.5m。普通墩钢管桩桩顶连接梁均采用2I40b工字钢。联接墩先在桩顶第3页共24页上顺轴线方向布置2I40b工字钢作下垫梁，然后在下垫梁上布置2I40b工字钢作上垫梁。栈桥采用三片六四梁作主梁，中间用90cm花架连接。纵梁跨径为12m。栈桥桥面系采用I20a工字钢作分配梁，间距为0.35m，然后直接在分配梁上满铺钢板作为桥面。面板上焊接Ф48钢管作栏杆，栏杆间距为2m，高为1.05m（见图1）。a、立面图b、单排桩断面图c、双排桩断面图图1栈桥一般构造图三、结构设计计算数据1.上部结构恒重1）面层：8mm钢板；62.8kg/m22）横向分配梁：I20a，27.9kg/m4）纵向主梁：六四梁，172kg/m；5）桩顶分配主梁：2I40b，147.6kg/m。2.车辆荷载1）汽车荷载（轮着地宽度和长度为0.6m×0.2m）第4页共24页图2汽车荷载的纵向排列和横向布置2)履带吊50t（计算时按最大吊重10t进行检算）图350T履带吊车荷载的纵向排列和横向布置3）施工荷载及人群荷载：4kN/m2平板挂车与履带车的主要技术指标表1主要指标单位履带-50汽车车辆重力kN500550履带数或车轴数个25各条履带压力或后车轴重力kN56kN/m2×140履带着地长度或纵向轴距m4.53+1.4+7+1.4每个车轴的车轮组数目组-2履带或车轮横向中距m4.11.8履带宽度或每对车轮着地宽和长m0.70.6×0.24）荷载分项系数恒载：1.2，活载：1.4，均由midas计算软件自动考虑。3.桥面板计算车辆最大载重量不大于50t。钢板厚度为10mm。第5页共24页内力（KN/m）及应力图（MPa）结论：采用δ=10mm钢板作桥面，σ组合max=34.5MPa[205MPa]，受力满足要求。4.I20内力4.1汽车荷载（荷载计算时按55t车辆进行检算）单边车轮作用在I20跨中时（分配梁跨度取2m），I20弯矩最大，轮压力为简化计算可作为集中力。荷载分析：1）自重均布荷载：0.628×0.35＋0.279=0.5kN/m2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用。3）汽车轮压：汽车轮压：前轴重30kN，中轴重为120kN，后轴重为140kN，中后轴有2组车轮，则单组车轮荷载为70kN，每个车轮荷载为35kN。钢面板下背肋I20每隔350mm间距布置，单个车轮作用在两根I20上，则单根I20受到的荷载为：P=35KN。内力（KN/m）及应力图（MPa）第6页共24页内力（KN/m）及位移图（mm）内力（KN/m）及反力图（KN）4.2履带-50荷载分析：1）自重均布荷载：0.628×0.35＋0.279=0.5kN/m2）施工及人群荷载：不考虑同时作用3）50t履带吊轮压：履带宽度为0.7m，吊重50t的履带接地比压为56kN/m×2/0.7m＝160kN/m2(实际吊重小于50t)，则每根I20承载为q=160×0.35=56kN/m，计算模型如下：内力（KN/m）及应力图（MPa）第7页共24页内力（KN/m）及位移图（mm）内力（KN/m）及反力图（KN）结论：采用I20工字钢做分配梁，σ组合max=124.5MPa[205MPa]，h变形=2.78mmL/400=5mm，受力满足要求。F1=F2=25.1kN，F3=F4=59kN。5.六四梁内力计算经分析可知，罐车和50T履带吊10T吊重作用于桥面上时，履带吊吊重大，且履带吊荷载更集中，且直接作用于跨中和梁端，因此履带吊荷载作用下六四梁的受力最不利，因此只对该工况进行计算。荷载分析：1）自重均布荷载：q1=(0.628×6×12＋0.279×6×34＋1.72×3×12)/12=13.7kN/m；2）履带吊轮压：（500+100）/4.5=133.3kN/m则六四受到荷载利用midas建立受力模型如下：第8页共24页履带吊在栈桥跨中：内力（KN/m）及弯矩图（KN.m）内力（KN/m）及反力图（KN）履带吊在栈桥梁端内力（KN/m）及弯矩图（KN.m）第9页共24页内力（KN/m）及反力图（KN）结论：采用3片六四梁作主梁，Mmax=2048.3kN.m800×3×1.5=3600kN.m。受力满足要求。F5=F6=457.8kN，F7=682.8kN，F8=232.9kN。6.2I40b垫梁内力对于桩顶垫梁受力最不利情况：履50沿栈桥的边侧在桩顶吊装物体时，主梁反力最大，将最大支反力F7=682.8/6=113.8kN布置在桩顶垫梁上进行受力分析。内力（KN/m）及应力图（MPa）第10页共24页内力（KN/m）及反力图（KN）结论：采用2I40b工字钢做垫梁，σmax=15.9MPa[205MPa]，。受力满足要求。2）桩顶下垫梁内力（kN/m）及应力图（MPa）内力（kN/m）及反力图（KN）结论：采用2I40b工字钢做垫梁，σmax=112.1MPa[205MPa]。受力满足要求。F9=F11=340.3kN，F10=332.3kN，F12=F13=238.2kN。第11页共24页7.钢管桩计算桩基础为Ф630×10，桩基轴力为34t。1、横桥向荷载受力情况及桩顶位移计算1.1.汽车荷载（M）根据结构布载最不利情况，横桥向布载简图如下：由结构力学求解器求出荷载分布图如下：第12页共24页12345678(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)-73.97-26.7290.24-73.9720.25345.54-16.6771.91-16.6728.6669.99计算结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1-65.6838861-2.36269490-26.7165137-65.6838861-2.36269490-73.97041162-2.3626949065.6838861-73.9704116-2.3626949065.683886190.23930363-4.42920818260.23171620.2475139-4.42920818-289.768283-16.67319474-289.7682834.42920818-16.6731947-289.7682834.4292081871.91096875-194.547830-2.0665132869.9917897-194.547830-2.0665132828.661524160.00000000-0.000000000.000000000.00000000-0.00000000-0.000000007-0.000000000.000000000.00000000-0.000000000.000000000.00000000--------------------------------------------------------------------------------------------M=73.970KNm1.2.恒荷载（M）由本章节三.1条知，上部恒荷载为3.6KN/m第13页共24页12345678(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)-1.83-0.04-1.382.493.691.88-0.993.431.22-0.540.640.62-0.45-0.45计算结果如下：内力计算杆端内力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2-----------