钢栈桥设计与没检算书单排双桩-6m跨.doc
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1、西藏泽当大桥新建工程 钢栈桥设计及验算方案 西藏山南地区泽当大桥新建工程钢管桩贝雷梁栈桥设计与检算书1、 设计依据 为贯通西藏山南地区泽当大桥新建工程便道,及水中墩位桩基、墩身、盖梁等施工机械、材料、砼的运输,拟在14#墩至15#墩之间修建一座施工用贝雷钢管桩栈桥。 钢栈桥设计指标: 钢便桥设计长度:L(24米); 钢便桥跨径组合:6m*4跨; 钢便桥桥面宽度:桥面净宽6m; 设计荷载:1、10m砼运输车总重45吨;2、50吨履带吊,自重+吊重,总重70吨; 设计车速:15km/h; 设计安全等级:二级; 设计基准期:1.5年; 设计洪水频率:参照泽当大桥施工图设计。 2、 设计标准及规范 建
2、筑结构荷载规范 GB 50009-2012 钢结构设计规范 GB 50017-2003 建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008 公路工程技术标准 GTG B01-2003 公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004公路桥涵施工技术规范 JTG TF50-2011装配式公路钢桥多用途使用手册 3、 材质 (1)本钢便桥所用的材料,其品种、规格、机械性能、化学成分应符合相应技术标准的规定,并具有完整的出厂质量证明书。 (2)桁架型钢材料为16Mn,桥板、面板材料为Q235B。 (3)桁架销子的材料为30CrMnTiA,并经过热处理 4、 便桥安全使用规定 1、钢便桥上、下游各50m为禁航区。
3、 2、钢便桥施工完成后,在两桥端设置,限速、限载警示标示,并派专人在桥端设专用挡杆,管理通行车辆 ,保证载重车辆通行时,保持车距不少于20m。 3、严禁车辆在桥上急刹车、转向、偏载,意外停车时,严禁在原地猛烈启动。 4、钢便桥维护:定期检查桥面,清扫桥面,保持桥面整洁。定期检查各连接部位,特别是横梁与桁架的连接部位,如有松动,及时拧紧。5、 栈桥结构我项目部工程主要为跨雅鲁藏布江大桥,遇雅鲁藏布江主要河道及表层液化严重区域时需要修建栈桥桥进行跨越。栈桥设计采用钢管桩和贝雷梁搭设,跨径6m,桥面净宽6m,采用单排基础,每排两根529mm钢管桩基础,其上采用双拼I32b工字钢作为支座横梁,采用两道
4、单层双排加强型贝雷梁作为纵梁,桥面为上承式结构,每1.5m设置一道I32b工字钢作为桥面分配横梁,承力在贝雷梁上,其上纵向铺设I20a工字钢为纵向分配梁(间距0.3m),工字钢顶面铺设6mm厚花纹钢板作为桥面板。钢便桥示意图见下图。6、 栈桥检算4m宽桥跨(a-a截面)验算(1) 概述 栈桥跨径6m,桥面净宽6m,采用单排基础,每排两根529mm钢管桩基础,其上采用双拼I32b工字钢作为支座横梁,采用两道单层双排加强型贝雷梁作为纵梁,桥面为上承式结构,每1.5m设置一道I32b工字钢作为桥面分配横梁,其上纵向铺设I20a工字钢为纵向分配梁,横向间距0.3m,工字钢上铺设6mm厚花纹钢板作为桥面
5、板。(2) 检算参数1. 构件自重1) 贝雷梁:共计四道,每道每跨2片,每片贝雷片按270kg,加强弦杆每片80kg,销子每个3kg,含支撑架、插销等配件,每道每跨按900kg计算,每跨贝雷梁总重为4*900=3600kg2) 桥面板6mm花纹钢板:面积为6*6=36,总重量为:7850*36*0.006=1695.6kg3) I20a桥面纵梁:跨径6m,横断面数量20,每米重27.9Kg,总重为6*20*27.9=3348kg4) I32b分配横梁:每跨4道,每道6m,每米重57.7kg,总重为4*6*57.7=1384.8kg5) 桩顶2I32b支座横梁:每跨2道,每道6m,每米重57.7
6、kg,总重为2*6*57.7=692.4kg6) 钢管桩:直径529mm,壁厚8mm,为计算简便,对每跨钢管桩分解计算,每跨钢管桩数量为2根,按富余长度每根长度18m单位重量为102.789kg/m,总重量为2*18*102.789=3700.4kg每跨栈桥总重为3600+1695.6+3348+1384.8+692.4+3700.4=14420.8kg,合14.42t2. 构件截面特性1) 贝雷梁:此便桥采用双排单层加强型贝雷梁结构,单侧(单层双排)贝雷梁结构截面抵抗矩W为15398(cm3),截面惯性矩J=1154868(cm4),容许弯矩为3375KNm,容许剪力为490KN。2) 桥面
7、板6mm花纹钢板:刚性小,仅在检算时考虑其对I20a桥面纵梁的受力分配作用和稳定作用,不做检算。3) I20a桥面纵梁:截面抵抗矩Wx为237(cm3),截面惯性矩Ix=2370(cm4),面积矩Sx=136.1(cm3),回转半径ix=8.15(cm)。4) I32b横梁:截面抵抗矩Wx为726(cm3),截面惯性矩Ix=11620(cm4),面积矩Sx=541.2(cm3),回转半径ix=12.6(cm)。5) 钢管桩(直径600mm,壁厚6mm):轴惯性矩Ix=49387(cm4),回转半径ix=21(cm)。3. 作用荷载1) 自重荷载:G总=27.21*10=272.1KN;2) 汽
8、车荷载:栈桥汽车荷载按公路-级进行计算;3) 人行荷载:行人荷载按3kN/计算,分布在每跨两侧0.5m范围,则每跨总荷载为12*2*0.5*3=36KN,单桩承受行人荷载为36/2=18KN。4) 工况荷载:考虑QUY50履带吊(吊重20t)、45t砼运输车,汽车冲击系数按1.2计算。(3) 桥面结构检算 因人行荷载很小,只作用在桥面两侧0.5m范为,且不与车辆荷载重合,桥面结构检算时不予考虑。I20a桥面纵梁检算:I20a工字钢纵向铺设于桥面I32b横梁上,中-中间距0.3m,I32b横梁间距1.5m。1. I20a纵梁检算1) I20a纵梁受力分析a、桥面板荷载:按均布荷载计算;b、车辆荷
9、载:考虑最不利工况,45t砼运输车后轴作用在1.5m跨中位置,砼运输车轴距为3650+1350(mm),前后轴荷载分别为6995Kg /18000Kg,前后轮距为2047(mm)/1848(mm),(轮胎规格为12.00R20,轮胎胎顶宽度为12英寸(30.48cm)参考徐工后双桥10方混凝土搅拌车)。考虑桥面钢板的应力分散作用,按每个后轮的作用力分布在一道I20a工字钢上。每道I20a工字钢受力按集中力计算。且要考虑冲击荷载系数,按1.2取值。2) I20a纵梁抗弯强度和抗剪强度及稳定性、挠度检算 I20a抗弯强度检算 I20a工字钢的抗拉、抗压和抗弯强度设计值f=215MPa,抗剪强度设计
10、值为fv=125MPa。计算跨度L=1.5m,钢板重力,取纵向0.3m宽钢板计算,为均布荷载q=0.1413KN/m集中力弯矩其抗弯强度 式中截面塑性发展系数,I20a工字钢取1.05; 净截面模量,为237(cm3); 则 I20a纵梁抗弯强度满足要求。 I20a抗剪强度检算I20a纵梁在1.5m跨端所受剪力为集中力的1/2,即其抗剪强度 式中V剪力; S面积矩; I 截面惯性矩; tw腹板厚度,I20a工字钢为7mm; 则I20a纵梁抗剪强度满足要求。 I20a稳定性检算按钢结构设计规范(GB50017-2003)第4.2.1条要求,因I20a纵梁自由长度L与其翼缘板宽度b之比值L/b=1
11、.5/0.1=1513,需要进行稳定性检算。检算公式为式中: 梁的整体稳定性系数,按钢结构设计规范(GB50017-2003)附录B确定,I20a工字钢上翼缘受力,自由长度为1.5m,按最不利情况考虑,=2, 则 I20a稳定性满足要求。 I20a桥面纵梁挠度检算I20a纵梁挠度可以分解为受桥面板及纵梁自身重量作用产生的挠度和受车辆后轴集中荷载作用产生的荷载两部分,且其最大挠度位置均在跨中截面。a、 受桥面板及纵梁自身重量作用产生的挠度桥面板自重荷载为均布荷载,q1=0.1413KN/m;纵梁自重荷载为均布荷载,q2=0.279KN/m;q=q1+q2=0.1415+0.279=0.4205K
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