之江大橋棧橋計算書

棧橋計算1、上部結(jié)構(gòu)恒重（7米寬計算）=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（需在棧橋上錯車）65t履帶吊:自重650kN +吊重300kN，在棧橋上空載行走，定點（鋼管樁附近）進行起吊作業(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)力驗算根據(jù)棧橋跨徑布置形式，最大跨徑為12m，計算只針對最不利跨徑進行驗算。4、貝雷梁棧橋計算 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7m寬貝雷梁棧橋進行驗算。1）、貝雷梁內(nèi)力計算按最大跨徑12米跨棧橋計算由于樁布置為兩排，其計算跨徑為L=12m(按簡支計算)。1 彎矩M，其跨中彎矩影響如下：30t砼車（一輛）布置在跨中，同時與空車會車荷載分析：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: 不考慮與砼車同時作用30t砼車（一輛）在跨中錯車時的受力最不利：則：Mmax1= =1044+=1373.76kNm65t履帶吊布置在跨中時自重均布荷載：q1=18.32kN/m施工及人群荷載:不考慮與履帶吊同時作用65t履帶吊輪壓：q=172.8kN/m履帶-65履帶接觸橋面長度為5.5m，近似按集中荷載計算: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滿足強度要求。2 剪力Q,對支點A其影響如下:30t砼車行駛臨近支點,且會車時：Qmax1=（120+12010.612+606.612）+(60+6010.612) =372kN履帶吊650kN+300kN(吊重)前方臨近支點時: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凈跨進行計算，其計算簡圖如下1)、30t砼車時單邊車輪作用在跨中時，橫向分配梁的彎矩最大，輪壓力為簡化計算可作為集中力。荷載分析（計算寬度取1.5m）： 自重均布荷載：忽略不計 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,按單向板計算,當(dāng)荷載為30t砼車時為最不利?？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 其計算簡圖如下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）、制動墩墩頂縱梁2H50計算履帶吊偏心履帶作用在一側(cè)時，此時該側(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）、鋼管樁承載力計算(1)、單樁最大承載力履帶吊作用時鋼管樁所承受的壓力顯然大于砼車作用時的荷載，因此計算時只需考慮履帶吊作用與上層結(jié)構(gòu)自重荷載組合時的工況，且履帶吊的偏心履帶作用在一側(cè)鋼管樁時，此時該側(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)計規(guī)范JTJ024-85第4.3.2條P=式中：u周長 u=2.513mk安全系數(shù)，取k=1.5影響系數(shù)，對于錘擊沉樁，=1.0極限側(cè)磨阻力A-截面積 樁尖承載力 開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)資料分別計算，考慮沖刷3.0m，開口樁端承力不計，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)資料分別計算，考慮沖刷3.0m，開口樁端承力不計，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）：標高7.94.8m，潮壓018.5 kN /m，呈三角形分布；標高4.83.0m，潮壓18.5kN /m，均布荷載；標高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?？梢姡鄬τ砍眽毫?，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)棧橋計算書，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，主棧橋樁基可簡化為門架，支棧橋樁基簡化為獨立柱。a、主棧橋樁基下圖左為電算模型，其中樁底計算嵌固點標高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，樁基失穩(wěn)是帶側(cè)移的，臨界荷載系數(shù)37.8，長細比37。b、支棧橋樁基 下圖左為電算模型，其中樁底計算嵌固點標高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，長細比31。說明：計算模式中的樁頂支撐是支棧橋橋面系對鋼管樁的順橋向作用，因為涌潮壓力（不含潮速引起的流水壓力）不可能在全部支棧橋樁基上同時達到最大值，所以橋面系對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)定性驗算公式為：（5.2.2-1）參數(shù)取值：軸壓穩(wěn)定系數(shù)，由長細比為37按b類截面查附錄表C-2，得；等效彎矩系數(shù)，??；截面塑性發(fā)展系數(shù)，??；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。因此僅計算型鋼棧橋上結(jié)構(gòu)。1）、H45縱梁計算按最大跨徑9米跨棧橋計算由于樁布置為兩排，其計算跨徑為L=9m(按簡支計算)。3 彎矩M，其跨中彎矩影響如下：30t砼車（一輛）布置在跨中，同時與空車會車荷載分析：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: 不考慮與砼車同時作用30t砼車（一輛）在跨中錯車時的受力最不利：則：Mmax1= =706.5+=867.67kNm65t履帶吊布置在跨中時自重均布荷載：q1=15.92kN/m施工及人群荷載:不考慮與履帶吊同時作用65t履帶吊輪壓：q=172.8kN/m履帶-65履帶接觸橋面長度為5.5m，近似按集中荷載計算: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滿足強度要求。4 剪力Q,對支點A其影響如下:30t砼車行駛臨近支點,且會車時：Qmax1=（120+1207.69+603.69）+(60+607.69) =356kN履帶吊650kN+300kN(吊重)前方臨近支點時: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橫梁計算I14分配梁間距0.4m，計算跨徑0.9m1)、30t砼車時單邊車輪作用在跨中時，橫向分配梁的彎矩最大，輪壓力為簡化計算可作為集中力。荷載分析（計算寬度取1.5m）： 自重均布荷載：忽略不計 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彎距最大Mmax1=Ql/4=600.9/4=13.5kN.m Qmax1=60kN2)、履帶-650+300