之江大橋棧橋計(jì)算書(shū)VIP

棧橋計(jì)算1、上部結(jié)構(gòu)恒重（7米寬計(jì)算）=12mm鋼板：710.0127.8510=6.59kN/mI14縱向分配梁:2.87kN/mI28橫梁:2.20kN/m貝雷梁:6.66kN/m2H50下橫梁:13.27kN/根2、活荷載30t砼罐車（需在棧橋上錯(cuò)車）65t履帶吊:自重650kN +吊重300kN，在棧橋上空載行走，定點(diǎn)（鋼管樁附近）進(jìn)行起吊作業(yè)施工及人群荷載：4kN/m2考慮棧橋?qū)嶋H情況，同方向車輛間距不小于12米，即一跨內(nèi)同方向最多只布置一輛重車。3、各構(gòu)件規(guī)格及其幾何性質(zhì)如下3.1、樁：80010鋼管樁A2.4810-2m2 I 1.9410-3m4 W3.910-3m33.2、下橫梁：2H50型鋼A2.2810-2m2 I 9.5610-4m4 W3.8210-3m33.3、橫向分配梁：I28a型鋼 橫向分配梁間距1500mmA5.5410-3m2 I 0.7110-4m4 W5.0810-3m33.4、縱向分配次梁： I14 縱向分配梁間距400mmA2.1510-3m2 I 0.7110-5m4 W1.0210-4m33.5、面板： t=12mm第一章 六、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力驗(yàn)算根據(jù)棧橋跨徑布置形式，最大跨徑為12m，計(jì)算只針對(duì)最不利跨徑進(jìn)行驗(yàn)算。4、貝雷梁棧橋計(jì)算 貝雷梁棧橋分7m和8m寬兩種，最大跨徑均為12m，主縱向分別為6榀和8榀貝雷，基礎(chǔ)分別為2排和3排樁，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，7m寬貝雷梁棧橋更不利。對(duì)7m寬貝雷梁棧橋進(jìn)行驗(yàn)算。1）、貝雷梁內(nèi)力計(jì)算按最大跨徑12米跨棧橋計(jì)算由于樁布置為兩排，其計(jì)算跨徑為L(zhǎng)=12m(按簡(jiǎn)支計(jì)算)。1 彎矩M，其跨中彎矩影響如下：30t砼車（一輛）布置在跨中，同時(shí)與空車會(huì)車荷載分析：自重均布荷載： q=6.59+2.87+2.20+6.66=18.32kN/m施工及人群荷載: 不考慮與砼車同時(shí)作用30t砼車（一輛）在跨中錯(cuò)車時(shí)的受力最不利：則：Mmax1= =1044+=1373.76kNm65t履帶吊布置在跨中時(shí)自重均布荷載：q1=18.32kN/m施工及人群荷載:不考慮與履帶吊同時(shí)作用65t履帶吊輪壓：q=172.8kN/m履帶-65履帶接觸橋面長(zhǎng)度為5.5m，近似按集中荷載計(jì)算:Mmax2=2527.56kN.m人群Mmax3= kN.m 恒載M=0.12518.32122=329.76kN.mq恒=6.59+2.87+2.20+6.66=18.32kN/m選用3組雙排單層貝雷架，則M=1576.43=4729.2kNmMmax= Mmax2=2527.56kNmM= 4729.2kNm滿足強(qiáng)度要求。2 剪力Q,對(duì)支點(diǎn)A其影響如下:30t砼車行駛臨近支點(diǎn),且會(huì)車時(shí)：Qmax1=（120+12010.612+606.612）+(60+6010.612) =372kN履帶吊650kN+300kN(吊重)前方臨近支點(diǎn)時(shí):Qmax2=9.25/12475.2=366.3kN人群荷載Qmax4=0.547.015=210kN恒載內(nèi)力Q=18.3212/2=109.92kN兩榀貝雷梁上最大內(nèi)力為30t砼車與恒載組合：Qmax=372+109.92/3=408.64 kNQ=490.5kN滿足受力要求。因9米跨、10.5m跨與12m跨結(jié)構(gòu)形式和受力相同，其貝雷梁仍為六榀,故完全能滿足受力要求。2）、I28橫向分配梁內(nèi)力按照L=2.2m凈跨進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下1)、30t砼車時(shí)單邊車輪作用在跨中時(shí)，橫向分配梁的彎矩最大，輪壓力為簡(jiǎn)化計(jì)算可作為集中力。荷載分析（計(jì)算寬度取1.5m）： 自重均布荷載：忽略不計(jì) 施工及人群荷載：不考慮 30t砼車輪壓：60kN單邊車輪布置在跨中時(shí)彎距最大Mmax1=Ql/4=602.2/4=33kN.m Qmax1=60（1+0.4/2.2）=70.9kN2)、履帶-650+300KN吊重Mmax2=950/5.51.5/22.2/4=71.2kN.mQmax2=129.5kN3)、恒載 M=3.33KN.mQ=6.05KN4)、施工荷載和人群荷載M=6.08kN.mQ=8.56kN65t履帶吊+恒載+施工荷載:max=M/W=(71.2+3.33+6.05)103/50810-6 =158.6MPa=210MPaQmax/A=(129.5+6.05+8.56)/55.410=25.5MPa=115Mpa 3）、I14縱向分配梁內(nèi)力1)、30t砼車Mmax1=60/2（1.5-0.1）/4=10.5kN.m Qmax1=30kN2)、履帶-65 Mmax2=9kN.mQmax2=23kN.mA=21.5cm2 Wx=102cm3則=/W=77.7MPa =210Mpamax=Qmax/A=30/21.510=14.0MPa=115Mpa4）、橋面鋼板 取1米寬板條,按單向板計(jì)算,當(dāng)荷載為30t砼車時(shí)為最不利?？缰袕澗?MOP=0.125100(0.4-0.08)2=1.28kPa有效分布寬度a=0.3m最大彎矩為M=MOP/a=1.28/0.3=4.26103kN.mW=bh2/6=10.0122/6=2.4105m3=M/W=4.26103/2.410-5=177.5MPa =210MPa5）、2H50下橫梁 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下P恒=(6.59+2.87+2.20+6.66)12/2/3=36.64kNP砼罐車+履帶吊=359.2kNPmax= P恒+ P砼罐車+履帶吊=395.84KNMmax=0.25395.845.2=514.59kN.m=M/W=514.59/(3824106)=134.6MPa =210MPa6）、制動(dòng)墩墩頂縱梁2H50計(jì)算履帶吊偏心履帶作用在一側(cè)時(shí)，此時(shí)該側(cè)墩頂縱梁受力最大：Pmax =109.92+86.25.5(1+1/5.2)=675.2kN Mmax=0.25675.23=506.4kN.m=M/W=506.4/(3824106)=132.4MPa =210MPa7）、鋼管樁承載力計(jì)算(1)、單樁最大承載力履帶吊作用時(shí)鋼管樁所承受的壓力顯然大于砼車作用時(shí)的荷載，因此計(jì)算時(shí)只需考慮履帶吊作用與上層結(jié)構(gòu)自重荷載組合時(shí)的工況，且履帶吊的偏心履帶作用在一側(cè)鋼管樁時(shí)，此時(shí)該側(cè)樁的承載力最大：考慮履帶偏心系數(shù)1.5；Pmax =109.92+86.25.51.5+86.25.50.5(1/5.2)= 109.92+711.1+45.75=866.7 kN按單樁承載力870kN計(jì)算2、鋼管樁入土深度考慮東側(cè)引橋處最大沖刷3m（西側(cè)深槽區(qū)處考慮沖刷5m），根據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ024-85第4.3.2條P=式中：u周長(zhǎng) u=2.513mk安全系數(shù)，取k=1.5影響系數(shù)，對(duì)于錘擊沉樁，=1.0極限側(cè)磨阻力A-截面積 樁尖承載力 開(kāi)口樁樁尖承載力影響系數(shù)查看地質(zhì)資料可得，12m跨棧橋下的樁，在ZKC8、ZKC9、ZKC10、ZKC11等處的地質(zhì)資料分別計(jì)算，考慮沖刷3.0m，開(kāi)口樁端承力不計(jì)，則入土深度L為：則L121.1m L319.4m L517.2m L616.1m則各鋼管樁根據(jù)地質(zhì)情況分區(qū)段取值。查看地質(zhì)資料可得，12m跨棧橋下的樁，在ZKC1、ZKC3、ZKC5、ZKC6等處的地質(zhì)資料分別計(jì)算，考慮沖刷3.0m，開(kāi)口樁端承力不計(jì)，則入土深度L為：則L121.1m L319.4m L517.2m L616.1m則各鋼管樁根據(jù)地質(zhì)情況分區(qū)段取值。8）、鋼管樁穩(wěn)定性驗(yàn)算(1).主要荷載及取值a、涌潮壓力參照水文地質(zhì)條件，涌潮壓力取23 kN/m2，則棧橋鋼管樁（D800）最大潮壓為230.8=18.5kN/m。假定潮壓分布為（如電算模型圖所示）：標(biāo)高7.94.8m，潮壓018.5 kN /m，呈三角形分布；標(biāo)高4.83.0m，潮壓18.5kN /m，均布荷載；標(biāo)高3.01.5m，潮壓18.50 kN /m，呈倒三角形分布。b、流水壓力起控制作用的是潮速壓力，此壓力包含于涌潮壓力內(nèi)。取潮速為4m/s，按橋規(guī)，潮速壓力最大值0.80.844/2=5kN/m?？梢?jiàn)，相對(duì)涌潮壓力，流水壓力不大。c、樁頂軸力主要是棧橋自重和橋面汽車或履帶吊的重量，根據(jù)棧橋計(jì)算書(shū)，單樁取680kN。(2).工況劃分和電算模型控制工況為沿涌潮方向棧橋樁基穩(wěn)定性。因此，主棧橋樁基可簡(jiǎn)化為門(mén)架，支棧橋樁基簡(jiǎn)化為獨(dú)立柱。a、主棧橋樁基下圖左為電算模型，其中樁底計(jì)算嵌固點(diǎn)標(biāo)高4.2m；中圖為涌潮壓力作用下樁基彎矩圖，樁底最大彎矩472kN.m；右圖為軸壓屈曲模態(tài)圖，由圖上可見(jiàn)，樁基失穩(wěn)是帶側(cè)移的，臨界荷載系數(shù)37.8，長(zhǎng)細(xì)比37。b、支棧橋樁基 下圖左為電算模型，其中樁底計(jì)算嵌固點(diǎn)標(biāo)高4.2m；中圖為涌潮壓力作用下樁基彎矩圖，樁底最大彎矩175kN.m；右圖為軸壓屈曲模態(tài)圖，臨界荷載系數(shù)53.2，長(zhǎng)細(xì)比31。說(shuō)明：計(jì)算模式中的樁頂支撐是支棧橋橋面系對(duì)鋼管樁的順橋向作用，因?yàn)橛砍眽毫Γú缓彼僖鸬牧魉畨毫Γ┎豢赡茉谌恐驑痘贤瑫r(shí)達(dá)到最大值，所以橋面系對(duì)樁基有順橋向水平支撐作用。該水平力的另一種抵消途徑是由橋面系傳至其它抗推墩等。c.樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)上面的電算結(jié)果，樁基穩(wěn)定性為主棧橋橫橋向控制，軸壓力取N=680kN，彎矩M=472kN-m。參照 “鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范（GB50017-2003）”，穩(wěn)定性驗(yàn)算公式為：（5.2.2-1）參數(shù)取值：軸壓穩(wěn)定系數(shù)，由長(zhǎng)細(xì)比為37按b類截面查附錄表C-2，得；等效彎矩系數(shù)，?。唤孛嫠苄园l(fā)展系數(shù)，取；80010鋼管樁截面面積和截面系數(shù)，；增大系數(shù)，取0.95。代入式子： 穩(wěn)定性滿足。5、型鋼棧橋計(jì)算 型鋼棧橋分7m和8m寬兩種，最大跨徑均為12m，主縱向分別為8榀和9榀H45型鋼，下部結(jié)構(gòu)與貝雷梁棧橋一致。因此僅計(jì)算型鋼棧橋上結(jié)構(gòu)。1）、H45縱梁計(jì)算按最大跨徑9米跨棧橋計(jì)算由于樁布置為兩排，其計(jì)算跨徑為L(zhǎng)=9m(按簡(jiǎn)支計(jì)算)。3 彎矩M，其跨中彎矩影響如下：30t砼車（一輛）布置在跨中，同時(shí)與空車會(huì)車荷載分析：自重均布荷載： q1=6.59+2.87+2.20+6.66=18.32kN/m施工及人群荷載: 不考慮與砼車同時(shí)作用30t砼車（一輛）在跨中錯(cuò)車時(shí)的受力最不利：則：Mmax1= =706.5+=867.67kNm65t履帶吊布置在跨中時(shí)自重均布荷載：q1=15.92kN/m施工及人群荷載:不考慮與履帶吊同時(shí)作用65t履帶吊輪壓：q=172.8kN/m履帶-65履帶接觸橋面長(zhǎng)度為5.5m，近似按集中荷載計(jì)算:Mmax2=1646.2kN.m人群Mmax3= kNm 恒載M=0.12515.9292=161.19kN.mq恒=15.92KN/m選用8根H45型鋼，則max= Mmax/W=1646.2/(14988) 1000=137.4 MPa=210MPa滿足強(qiáng)度要求。4 剪力Q,對(duì)支點(diǎn)A其影響如下:30t砼車行駛臨近支點(diǎn),且會(huì)車時(shí)：Qmax1=（120+1207.69+603.69）+(60+607.69) =356kN履帶吊650kN+300kN(吊重)前方臨近支點(diǎn)時(shí):Qmax2=6.25/9475.2=330kN人群荷載Qmax4=0.547.015=210kN恒載內(nèi)力Q=15.929/2=71.64kN縱梁上最大內(nèi)力為30t砼車與恒載組合：Qmax=(356+71.64)/8=53.4kN滿足受力要求。2）、I14橫梁計(jì)算I14分配梁間距0.4m，計(jì)算跨徑0.9m1)、30t砼車時(shí)單邊車輪作用在跨中時(shí)，橫向分配梁的彎矩最大，輪壓力為簡(jiǎn)化計(jì)算可作為集中力。荷載分析（計(jì)算寬度取1.5m）： 自重均布荷載：忽略不計(jì) 施工及人群荷載：不考慮 30t砼車輪壓：60kN單邊車輪布置在跨中時(shí)彎距最大Mmax1=Ql/4=600.9/4=13.5kN.m Qmax1=60kN2)、履帶-650+300