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1、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、技术标准四、主要材料五、设计要点六、结构计算内容七、使用考前须知第二章栈桥结构计算书一工程概况二设计参数三纵向槽钢14b计算四分配梁工字钢136b计算五贝雷桁计算六桩顶横垫梁（工字钢2136b）强度验算七钢管桩竖向承载力计算八、栈桥的纵向稳定性验算。九、栈桥抗9级风稳定性验算。第一章主桥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6630X8mm钢管作为桩根底，满足栈桥的使用功能要求。二、主要技术标准1、桥梁用途：满足该工程施工使用的行车栈桥，使用寿命为至工程结束。2、设计单跨标准跨径9m,桥面净宽8m,
2、与岸线连接的道路宽度6m。3、设计行车速度：20km小时，4、设计荷载：9?混凝土运输车(总重400KN),50OKN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KNm(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：5.5m6、设计风速:41.5ms7、“321”装配式钢桥使用6排单层型(上承式)贝雷片。三、技术标准1、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵设计通用标准JTJ021-89o2、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵结构及木结构设计标准JTJ025-86o3、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵地基与根底设计标准(JTGD63-2007)。4、中华人民共和国交通部战备
3、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、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵施工技术标准JTJ041-2000o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、验收方法的有关规定。贝雷桁架几何特性及桁架容许内力(1)桁架单元杆件性能杆件名材料断面型式横断面积(Cm2)理论容许承载力(KN)弦杆16Mnl0560竖杆16MnL210斜杆16MnL(2)几何特性Wl(cm3)L(CmI)EI(KN.m2)单排单层不加强3578.5加强双排单层不加强加强三排单层不加强加强双排双层不加强加强459625
4、5.2三排双层不加强加强689439014478219(3)桁架容许内力表桥型容许胡不加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩(KN.m)剪力(KN)、桥型容疝加强桥梁单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层弯矩(KN.m)33756750剪力(KN)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JTJo25-86标准(Page4页表)A3钢(Q235)：弯曲应力ow=145MPa剪应力=85MPa轴向应力。=140MPa弹性模量E=2.l*10Pa16Mn钢
5、:弯曲应力。w=210MPa剪应力=120MPa轴向应力。=200MPa弹性模量E=2.l*10Pa五、设计要点本桥计算按9米跨径简支梁计算和2跨（各9米跨径）连续梁计算。设计单跨标准跨径9m。本桥根底为打入式钢管桩，非制动墩每个支点设3根630义8mm钢管桩（单排），制动墩每个支点设6根6630X8mm钢管桩（双排），单桩允许承载力P计算时按壁厚7mm计算，以确保平安）计算：取6630X8mm螺旋焊钢管材料进行验算，壁厚按6=7mm进行计算，其钢管截面特性如下：=137.005cm21=66494.922cm,i=22.027cmW=2110.95cm3单根663Omnb=7mm钢管截面承受
6、的允许压力NN=（A）=l101140103=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钱支计算钢管稳定容许应力，该处钢管最大自由长度为L=ILOom（从河床面起至钢管墩顶止）。按照路桥施工计算手册表12-2公式，那么钢管稳定容许应力：式中：压杆稳定系数；=vLi=lll.00/0.22027=49.93980;V压杆的长度系数，该处取v=l；1.压杆的自由长度，该处L=I1.00m；i压杆对轴的惯性半径，该处i=;。压杆材料的容许应力，钢管=140MPa0查钢结构设计标准得，=0.810o单根钢管的稳定容许压力：p=A=1.37005IO1=1553.64kN式中：
7、。L钢管的稳定容许应力（由上式求得）；A钢管壁的横截面面积（直径0.6307m）故单根钢管稳定允许承载力P=kN,所以后续检算钢管的竖向荷载必须小于P=kN0六、结构计算内容结构计算书中，荷载按9?混凝土运输车（总重400KN）,500KN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KNm（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9m计算如下内容：1、纵向槽钢4b计算2、分配梁工字钢136b计算3、贝雷桁计算4、桩顶横垫梁（工字钢2136b）强度验算。5、钢管桩竖向承载力计算。6、栈桥的纵向稳定性验算。7、栈桥抗9级风稳定性验算。七、使用
8、考前须知严禁车辆超载、超速工作和行驶，不得在桥面上随意堆放材料及重物。大于9级风时栈桥停止使用，过后必须对栈桥作全面检查前方可恢复工作。栈桥使用期必须经常检查栈桥状况，如有异常情况，必须查明原因，经处理前方可继续使用。严禁外来荷载碰撞栈桥，严禁在栈桥上进行船舶系缆。第二章栈桥结构计算书一工程概况海堤开口主线桥全长IoOo米，起点KO+,终点K1+。本桥上部采用3X30+（4X50）+3（350）+（70+120+70）m预应力箱梁。施工栈桥约从2#16#墩，全长820米，具体桩号起点K0+873.156,终点K1+。主桥施工采用8米宽栈桥施工方案。钢栈桥做为施工时汽车运输道路及吊机移动道路。栈
9、桥每四孔为一联，共9联，总长4X9X21+4=760米，桥面为8mX760m,采用8.0米宽厚的钢板作为行车道板，桥面板下为间距30厘米共28根纵向槽钢14b,纵向槽钢下为间距150厘米共507根横向工字钢（136b）分配梁，分配梁下为纵向主梁，纵向主梁用6片贝雷桁架（间距3X1.l+2Xm）0桩基采用63OmmXIOmm的钢管桩，每个制动墩使用双排2X3=6根钢管桩，每个非制动墩使用单排IX3=3根钢管桩。每一联布置3个制动墩和2个非制动墩。栈桥顶面标高为V+5.5米。桩顶横向联结采用横垫梁2136b,桩顶纵向联结采用纵垫梁2136b。栈桥设计荷载：9m混凝土运输车（总重400KN）,500
10、KN履带吊车，水管及电缆等荷载：2KNm（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。计算按9米跨径简支梁计算和2跨（各9米跨径）连续梁计算。二设计参数1、荷载.恒载（每跨）：行车道板厚（厚LO厘米的钢板）：878.5=628kgm=0.628tm=6.28KN/m14b桥面纵梁:2816.73=468kgm=O.468tm=4.68KN/m136b分配梁865.66/1.5=350kgm=0.35tm=KN/m65/3=0.61tm=6.1KN/m2136b横垫梁8265.66=1051kg=l.051t=10.51KN665.66=1339kg=l.34t=13.4KN
11、（2）.活载：500KN履带吊机（QUY50A）总重500KN,并吊重物为120KN,重物冲击系数为1.3,履带尺寸X,见尺寸图。按每一联（4跨、长4X9=36米）布置一台计算。混凝土运输车总重400KN。尺寸见图。其冲击系数为l=l+0.3=1.3按每间距9米布置一台计算。500K履带吊机400KK混凝土运输车活载图2、,重270Kg弦杆由210组成，内侧的斜杆腹杆系由I8组成，钢材为16Mn钢，最大拉压弯应力为273Mpa,剪应力为156MPa。支撑架重40Kgo单片贝雷桁架容许弯距为788.2KN.m,剪力为245.2KN三槽钢14b纵梁检算桥面板由厚ICm钢板铺成，桥面板底由纵向槽钢1
12、4b（28根间距30Cm）间铺而成，槽钢14b纵向跨径为1.5m,荷载按400KN混凝土运输车或500KN履带吊机（QUY50）作业时分别验算槽钢14b的抗弯和抗剪强度。钢板自重q=4.71KNm,槽钢14b自重q=3.51KNm,1、400KN混凝土运输车400KN混凝土运输车作用时，汽车轮重在桥面上对纵梁的弹性分布，当桥面板厚度在IOcm以下时，约为米（后轮着地宽度）。400KN混凝土运输车重车中（后）轮轴荷载重160KN,二个轮，每轮重80KN。活载：P=80=40KNo恒载：X冲击系数：1+=l+15（37.5+D=1+15/（37.5+1.按2跨连续梁计算（用结构力学求解器计算程序计
13、算）：（1）当a=70cm时为最不利位置，弯距、剪力最大MBeX=15.00QW=38.03KN（2）截面应力=MW=15.00106IO3）=172.22MPaVXl45MPa（临时结构提高1.3倍）=Q=38.03IO3X102)=17.85MPa85MPa满足标准要求2、500KN履带吊机(QUY50)计算500KN履带吊机(QUY50,吊机工作时吊重120XL3=156KN(吊重冲击系数取0.3),吊机自重500KN,作用在一根槽钢14b上的线荷载为：恒载ql=0.4KNm活载q2=(156+500)/(24.66)Xq=按2跨连续梁计算(用结构力学求解器计算程序计算)：(1)弯距：M
14、max=7.93KN.mo剪力：Qmax=26.42(3)截面应力。106IO3)=91.0MPa145MPaT=Q103IO2)=24.8MPa85MPa满足标准要求四横向136b分配梁检算作用在136b分配梁上的静荷载为钢面板、纵向槽钢14b和工字钢136b分配梁自重，动荷载400KN混凝土运输车和500KN履带吊机IQUY50A)。钢面板自重荷载为q1=685=4.71KNm,槽钢14b自重荷载为q2=280.1673=4.68KNm,工字钢136b自重荷载为q3o作用在136b分配梁上恒载线荷载：qft=(q1+q2)+q3=(4.71+4.68)6.0=3.01KNm1、400KN混
15、凝土运输车40OKN混凝土运输车作用在桥面时，最不利荷载为车的中(后)轮同时作用在横向工字钢136b上(本栈桥设计不考虑在桥面上会车，会车利用平台进行，且车辆运行时均在桥面中心附近)。下列图所示为最不利荷载位置。计算按5跨连续梁计算。活载：P=801.3=104KN(冲击系数1+取1.3)恒载q=3.01KNm图二6用结构力学求解器计算程序计算得各支点反力为：Ra=-KN,Rb=3KN,Rc=-7KN,RkKN,Ri-KN,R1=KN由于支座A、B、C、1)、E、F只能受压，不能受拉，计算中如出现拉力那么应去除支座再进行计算。经过计算支座A、F出现拉应力。去除A、F支座后按3跨连续梁进行计算。
16、用结构力学求解器计算程序计算得各支点反力为：Rh=26.93KN,Rc=8KN,Ru=8KN,RE=26.93KN最大弯距在BC、DE跨：Maax=KN.m,最大剪力在C、D支点处：CU=80.38KN。弯曲应力：o=MW=X107920800=MPa145MPa剪应力：=Q=80.38X1078364=MPa85MPa满足标准要求。2、50t履带吊机(QUY50A)50t履带吊机横向履带中距为X,单根工字钢136b承受的荷载为活载：q=(500+1201.3)1.5(2)=恒载：q22KNm受力简图如图三用结构力学求解器计算程序计算得：R=1KN,Rb=IKN,Rc=KN,RkKN,Re=K
17、N,R1-IKN最大弯距、最大剪力均在B、E支点作用处:Max=,Qaax=6KN弯曲应力：。=MW=X106/920800=OMPa140MPa剪应力：T=Q=61078364=MPa85MPa满足标准要求。五贝雷桁纵向抗弯、抗剪检算(一)纵向抗弯计算1、400KN混凝土运输车横向计算：400KN混凝土运输车作用在桥面时，最不利位置为部400KN混凝土运输车的中轮作用贝雷桁纵梁的跨中。在最不利位置处，动荷载40OKN混凝土运输车在如(图四)所示作用时，C排贝雷桁受力最大。按5跨连续梁计算的支座A、F出现拉力，由于支座处只能受压不能手拉，不能出现拉力，故计算时去除A、F支座，按3跨连续梁计算，
18、图四当活载：P=80X1.3=104.OKN,恒载：2KNm时用结构力学求解器计算程序计算得：RC=RD=KN纵向计算作用在136b分配梁上的静荷载为钢面板、纵向槽钢14b和工字钢136b分配梁自重等荷载已算。由图四计算可知：40OKN混凝土运输车中轮作用在跨中时，C、D排桁架受力最图五J5一4一L43.1-PlP2P=2q区WWVWWWaVWVWVVVVWWWW曲VVWWVWHWW乂Ef9i大。在跨中出现最大弯距，如(图五)所示：贝雷桁自重荷载取：q=L0KNm,贝雷桁自重弯距为：M自Ift=IX9?/6=上部恒载：ICmXo.785=0.87KNm;14b槽钢对C排贝雷桁架产生的线荷载为5
19、0.1673=0.84KNm;XXQ恒Mtt-qtg1292400KN混凝土运输车产生荷载：P1=56.OOKNP2=I12.OOKNP3计算：FE动XX(1.4+)/9=147.47KNM动皿=147.474=M合=M自at+M动mit+M恒=+483.77；恒载和自重荷载产生的剪力在支点处最大，Q192=14.72KN;汽车活载产生的剪力在E支点处最大，Q2=(568.5+1124.5+112X3.1)/9=QnaX满足标准要求。2、500KN履带吊机(QUY50A)横向计算：50OKN履带吊机(QUY50)横向履带中距为，横向最不利工作位置如(图六)所示，注：500KN履带吊机(QUY5
20、0)工作时应尽量位于桥面中间。每一联内仅用一辆500KN吊机，布载为：吊机工作时吊重量限120KN,重物冲击系数为1.3,每跨栈桥跨中堆放80KN重物(由中间4排贝雷桁架平均承当)。车辆总荷载为Pl500+120X1.3=656KN.其履带着地长度为，每条履带荷载为：q.=P1(20,76)=92.6lKNmq?=按5跨连续梁计算图六用结构力学求解器计算程序计算得：B、E排贝雷桁架受力最大:RB=REIKNm0纵向计算计算简图如图七，作用在136b分配梁上的静荷载为钢面板、纵向槽钢14b和工字钢136b分配梁自重，荷载己算。qls贝雷桁自重荷载取：q2=L0KNm,每贝雷跨中堆放重物：P=20
21、KN自重弯距为：Ma=1926=KN.m,堆放物产生弯距M堆=20X9/3=60上部恒载弯矩M恒F恒/X92M静=M白里+M堆+M恒=+60=104.15500KN履带吊机(QUY50A)活载：q1=656(24.66)=7KNm,50OKN履带吊作用在跨中时，B排贝雷桁架跨中出现最大弯距，如(图七)所示动荷载产生的弯距为：M动=XX4.5/9)+(4.5-2.17)7(2X4.66)=546.97跨中总弯距为：M总=M静+M动=+=651.12支点处剪力最大Q皿满足标准要求。(二)纵向抗剪计算1、400KN混凝土运输车400KN混凝土运输车中轮荷载作用在钢管桩中心线时为最不利荷载，见荷载纵向
22、布置图(图八)，根据图四可知：40OKN混凝土运输车在B排贝雷桁架产生的荷载最大，经计算得：R1=56.OOKN,R2=R3=I12.00KN。荷载：P尸56KNP2=P3=I12KN用结构力学求解器计算程序计算得：Qna=1抗剪能力满足要求。2、500KN履带吊机（QUY50）50OKN履带吊机（QUY50）横向作用如（图六）所示，纵向作用在桩顶时，B排贝雷桁有最大剪力，履带吊机荷载为q.=68.47KNm,跨中重物为P=20KN,自重及上部恒载荷载为q2=KNm,如（图九）所示。用结构力学求解器计算程序计算得：Qb=KNQ=245KN抗剪能力满足要求。六桩顶横垫梁（工字钢2136b）强度验
23、算工字钢分配梁的荷载有静荷载（桥面板、14b纵梁、工字钢横梁136b、贝雷桁和136b分配梁自重。动荷载有：400KN混凝土运输车和500KN履带吊机（QUY50A）。500KN履带吊机（QUY50）工作时有堆放物自重120KN）O（一）400KN混凝土运输车400KN混凝土运输车作用在桥面时，最不利荷载为40OKN混凝土运输车的中轮同时作用在钢管桩中心线上。下列图所示为最不利荷载位置。计算按2跨连续梁计算。（1）第一种工况400KN混凝土运输车靠边行走荷载：P=80X1.4=112KN或P=401.4=56KN,q=2.72KNm当P=40X1.4=56KN按5跨连续梁用结构力学求解器计算程
24、序计算得E支点出现拉应力，因为不允许出现拉应力，故去除E支点按4跨连续梁计算得：RKN,Rb=KN,Rc=2KN,RD=KN,R10,R1=KN当P=801.4=112KN按5跨连续梁用结构力学求解器计算程序计算得E支点出现拉应力，因为不允许出现拉应力，故去除E支点按4跨连续梁计算得：Ra=KN,RifKN,Rc=88.09KN,RD=KN,R1-KN图十一用图十的计算结果，按图八的受力图计算可得图十一的荷载荷载：P=KN,PB=KNPC=KN,PD=KN.PE=KN,PF=KN自重荷载：q=l.31KNm,用结构力学求解器计算程序计算得：R1=191.95KN,Rm=282.06KN,Rs=
25、51.IOKN,最大弯距在PH作用点处：MX=78.98;最大剪力在M支点处：Q皿弯曲应力：。=MW=78.98X107(2X920800)42.89MPa145MPa剪应力：=QA=107(2X8364)=23.38MPa85MPa满足标准要求(2)第二种工况400KN混凝土运输车居中行走荷载：P=801.4=112KN或P=40X1.4=56KN2KNm,按5跨连续梁计算时A、H支座出现拉力，去除A、H支座按3跨连续梁计算图十二当P=401.4=56KN,q=2.72KNm,用结构力学求解器计算程序计算得：Ra=0.85KNm,RH=KNm,Rc=KNm,R1j=KNmRE=KNm,R1=
26、O.85KNm当P=80X1.4=112KN,q=2.72KNm,用结构力学求解器计算程序计算得：R=0.0KNm,RB=KNm,Rc=KNm,R=KNmRE=KNm,R1=OKNm图十三用图十二的计算结果，按图八的受力图计算可得图十三的荷载荷载：P=41.85KN,PB=91.62KN,PC=156.08KN,PD=KNPE=KN,PF=KN用结构力学求解器计算程序计算得：R1=103.28KN,Rm=380.41KN,Rx=103.28KN,最大弯距、剪力在M支点:Max=93.61KN.m,Qw弯曲应力：。=MW=93.61X106/(2X920800)=50.83MPaMOMPa剪应力
27、：T=Q皿/A=190.20Xl07(2X8364)=11.37MPa85MPa满足标准要求(二)50t履带吊栈桥跨中堆放物限重120t,每片贝雷桁承受20KN,当50t履带吊机荷载在横栈桥向作用在桥面中间且在纵桥向作用在分配梁顶时，2136b分配梁跨中有最大弯距。图十四q1=92.61KNm,q22KNm用结构力学求解器计算程序计算得：R=1KN,Rb1KN,Rc=KN,Rd=KN,Re=KN,R1-IKN图十五用图十四的计算结果，按图九的受力图计算可得图十五的荷载荷载：PA=IO6.18KN,PB=381.90KPC=74.54KN,PD=74.54KN.PE=381.9KN,PF=106
28、.18KN用结构力学求解器计算程序计算得：R1=311.54KN,Rm=510.01KN,Rl311.54KN,最大弯距、剪力在M支点:a=171.46KN.m,QeaX=255KN弯曲应力：=M.ax/W=171.46106/(2X920800)=93.1MPa145MPa剪应力：=Q皿A=255Xl07(2X8364)=15.24MPa2.5,按弹性桩根底计算,桩顶高程为3.36,河床中砂面高程按-6.95In计算时，作用在中砂面处的弯矩：按公路桥涵地基与根底设计标准(JTGD63-2007)表所给公式进行计算Mo=X(6.95+3.36)=69.08CQ=aM0Q0=69.08X/=7.
29、960查表得无量纲系数L最大弯矩：MmaX=MOKLX69.08=70.81W=IR=10-3E0.4=IO3Em3桩身应力：max=MmaxW=IO-3=Kpa=28.32MpamaxW=145MPa故栈桥纵向稳定性满足标准要求。九栈桥抗9级风稳定性验算(抗台风)本栈桥要承受台风所产生的横向水平推力，按单孔9m简支梁独立稳定模式计算。钢管桩6630X8mm。台风的计算按JTJO21-89附录，迎风面积:A=9(0.516+9=m2设计风速V=41.5ms刃B么W0=V22/1.6=1076.4Pa查标准，风力P=K1K2K3K1W0A=IXO.81.01.31076.442.2=4724INM=47.24=631.13K由3根e630mm、壁厚8mm钢管桩共同承受，那么单根钢管桩承受的弯矩M=210.38桩身应力：。=MW=210.38X1()=99661.29Kpa=99.66MpaW=145MPa故栈桥横向稳定性满足标准要求。中交第三航务工程局厦门高集海堤开口改造工程工程经理部2011年1月
