鋼棧橋計(jì)算書(excel版)

1、湖北省鄖縣至十堰高速公路YSTJ-8合同段神定河鋼棧橋設(shè)計(jì)計(jì)算書 M2對支點(diǎn)剪1、70t散裝水路橋華南工程有限公司鄖十高速公路YSTJ-8合同段二一一年十月棧橋計(jì)算書一、計(jì)算依據(jù)1、裝配式公路鋼橋多用途使用手冊;2、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004;3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ1750017-2003;4、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ025-86;5、路橋施工計(jì)算手冊;6、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D63-2007;7、土木工程施工機(jī)械實(shí)用手冊;8、其他設(shè)計(jì)文件。二、設(shè)計(jì)參數(shù)1、棧橋橋面標(biāo)高:+159.888m;2、Q235材料:軸向應(yīng)力182Mpa;彎曲應(yīng)力Mpa:2

2、05剪切應(yīng)力Mpa:1203、河床覆蓋層:淤泥質(zhì)粘土;4、棧橋橋面寬度:5m,加寬段8.5m。5、設(shè)計(jì)荷載:按70t(履帶吊自重50t+吊裝荷載20t或70t(散裝水泥罐車設(shè)計(jì);三、棧橋結(jié)構(gòu)說明棧橋上部結(jié)構(gòu)主分配梁為6片貝雷梁,貝雷梁之間采用花架交叉連接。次分配梁采用I25a,以 1.5m間距布置,固定于貝雷梁上部。次分配梁上部布置I12.6做為面板縱肋,間距20cm。采用12mm厚花紋鋼板做為面板,面板與縱肋焊接固定,增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。鋼管樁采用820mm×10mm鋼管樁樁基墩柱,每排墩布置2根,間距3.5m,加寬段每排墩布置3根,間距3.5m。鋼管間設(shè)I25a橫聯(lián),并設(shè)置20槽鋼交

3、叉斜撐。樁頂橫梁為2I45b的工字鋼。棧橋標(biāo)準(zhǔn)段橫斷面圖如下:荷載組合(1鋼結(jié)構(gòu)自重,分項(xiàng)系數(shù) 1.1;(2汽車荷載,分項(xiàng)系數(shù)1.4;因此荷載組合: 1.1×鋼材自重+ 1.4×車輛荷載。 四、荷載布置1、上部結(jié)構(gòu)恒重(5.0米寬計(jì)算(112鋼板:KN/m (2I12.6縱向分配梁:KN/m (3I25橫梁:KN/m (4貝雷梁:KN/m (5I45a下橫梁:KN/根2、活動荷載(170t散裝水泥罐車。70×10=700KN(2履帶吊50t:自重50t+吊重20t。(3施工荷載及人群荷載:4KN/m2考慮吊裝荷載總重量70t,取履帶長 4.7m,每條履帶寬0.8m

4、, 3.5m 為兩履帶間距。則每側(cè)履帶荷載為700/( 4.7×0.76×2=98kN/m2均勻分布于兩條履帶上。輪壓分布見下圖:50t履帶吊構(gòu)造見下圖:圖4.1 履帶吊尺寸圖履帶吊尺寸圖履帶吊輪壓分布圖 散裝水泥罐車輪分布圖(輪胎接地寬度0.3m、長度0.2m,取后輪間距為1.4m,前輪間距4m考慮棧橋?qū)嶋H情況,同方向車輛間距不小于24米,即一跨內(nèi)同方向最多只布置一輛重車,不考慮滿載散裝水泥罐車和空載散裝水泥罐車錯車。輪軸距后輪軸間距為:4m 后輪兩軸間距為: 1.4m 前輪兩輪間距為1.8m。五、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算一貝雷梁內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算跨徑為L計(jì)=15m(取最大跨徑按簡支

5、計(jì)算。1彎矩M:70t散裝水泥罐車布置在跨中時(shí):前排輪重140280KN Mmax1=0.25×280×15+ 6.1/15×280×15/2KN后排輪重2149+ 3.5/15×140×15/2=kN.m 履帶-50布置在跨中時(shí): q=700/ 4.7/2=KN/m74.5 結(jié)點(diǎn)反力為74.5× 4.7/2=KN Mmax2=175.0×15/2-74.5×4.7×4.7/8=kN.m3、施工荷載及人群荷載q=4×5=20KN/m =0.125×20×15

6、5;15=kN.m4、恒載q=4.71+3.45+1.46+5.66=KN/m M =0.125×15.3×15×15=kN.m2對支點(diǎn)剪力Q:1、70t散裝水泥罐車行駛臨近支點(diǎn)時(shí): 280+280×13.6÷15+140×9.6÷15=kN2、履帶-50前方臨近支點(diǎn)時(shí): Qmax2=2×74.5× 4.7×(15-0.5× 4.7÷15=kN 3、施工荷載及人群荷載: Qmax3=0.5×20×15=150KN4、 恒載內(nèi)力: Qmax4=0.5

7、5;15.3×15=114.6KN荷載組合:貝雷梁上最大內(nèi)力為70t散裝水泥罐車與恒載組合.Mmax= 1.1×429.8+ 1.4×2149=kN.m<M=788.2×6=KN.m Qmax=1.1×0.7+1.4×623=kN.m 滿足。選用6片,每組2片。<Q=245.2×6=1471kN具體結(jié)構(gòu)尺寸見設(shè)計(jì)圖紙。<二>I25橫向分配梁內(nèi)力兩片貝雷架間距1.75m I25縱向1.5m間距布置。 1、70t散裝水泥罐車計(jì)算簡圖散裝水泥罐車半邊車輪布置在I25a橫向分配梁的跨中情況為最不利,恒載值較小

8、,不考慮工12.6的分布作用。873.6Mmax1= 0.25×140× 1.75=kN.m散裝水泥罐車半邊車輪布置在靠近支點(diǎn)時(shí)剪力最大:Qmax1=140kN2、履帶-50(自重500KN加上吊重200KN履帶吊的履帶接地寬度0.76m,長度為4.7m,寬3.5m。 支點(diǎn)間距為3.5m,不受彎矩。Mmax2=0kN.m履帶吊布置在支點(diǎn)時(shí)承受1/2荷載,即350KN?？紤]4.7/ 1.5=4根I25工字鋼承受。Qmax2=350/4=kN3、恒載q=4.71+ 3.45=kN/ m一跨取15/ 1.5=10根I25工字鋼承受荷載。M =8.16× 1.75

9、5; 1.75/8/10=KN.mQ=8.16×1.75/2/10=KN4、施工荷載和人群荷載q=4×5=kN/ m一跨取10根I25工字鋼承受荷載。M =20× 1.75/ 1.75/10/8=KN.mQ=20×1.75/2/10=KN70t散裝水泥罐車布置在其上方時(shí)情況最不利。I25工字鋼截面模量為:401cm3= 1.4M/W=(1.4×61.25+ 1.1×0.31×1000/401=215Mpa<=Mpa I25工字鋼截面面積為:48.5cm2Qmax/A=(140+0.71/ 4.85=Mpa <=1

10、20Mpa<三>I12.6縱向分配梁內(nèi)力1、70t散裝水泥罐車1.7587.58.162050.7720計(jì)算簡圖罐車后輪輪胎著地寬度為:0.6m,長度0.2m。取0.6/0.2=3根I12.6為對象。 Mmax1=140× 1.5/3=70KN.mQmax1=140/2=70KN2、履帶-50(自重500KN加上吊重200KN Wx=77.5×3=232.5cm3A=18.1×3=54.3cm2=M/W=70×1000/232.5=301.08Mpa< =205MpaQmax/A=70/ 5.43=12.891Mpa<=120Mp

11、a兩鋼管樁間距為:3.5m 70t散裝水泥罐車:q =70/0.3=233.33kN/m。彎矩=0.5×0.012×0.012/6= 1.2×10-5m3=1.3M/W=1.3× 1.17×100/ 1.2=126.39MPa <=215Mpa <四>I45下橫梁1、70t散裝水泥罐車 I45b截面模量為1500cm3截面面積為111cm2恒載:q = 4.71+ 3.45+ 1.46+ 5.66+10.84=kN/m Mmax=350×0.85+0.125×26.1× 3.5× 3.5

12、=kN.m =M/W =337.5×1000/2/1500=112.5MPa< =Q=1820/ 3.5+26.1×5/2=585.3 kN Qmax/A =585.3/(11.1×2=26.365MPa <=120Mpa 2、履帶-50(自重500kN加上吊重200kN履帶吊的履帶接地寬度0.76m,長度為 4.7m,寬 3.5m。kN.m kN kN =0.125×26.1× 3.5× 3.5=kN.m =26.1× 3.5/2=45.71 kN 滿足要求。同理可得,12米一跨的情況下,上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算也滿足

13、荷載要求。六、鋼管樁承載力計(jì)算1 鋼管樁承載能力驗(yàn)算70t散裝水泥罐車與恒載作用在一側(cè)鋼管樁時(shí),此時(shí)該樁的承載力最大。 恒載:q= 4.71+ 3.45+ 1.46+ 5.66+10.84=kN/m則承載力為0.5×26.12×5+350+350×(3.5- 1.8/ 3.54= KN +2×L KN承載力按不小于:585 KN 計(jì)算鋼管樁中土(容重按17KN/m3重量為:鋼管樁單位重為2KN/m3G=×L 0.4×0.4×(17+2=10L計(jì)算鋼管樁承受的最大荷載為600KN,取單根鋼管樁最大軸向荷載為600KN鋼管樁樁端

14、承載力作為安全儲備不計(jì)入承載力的計(jì)算,則鋼管樁承載能力容許值按以下公式計(jì)算:P=0.5(U i iLi+A R式中:P單樁軸向受壓承載力容許值(KN;U鋼管樁周邊長度(m;Li鋼管樁的入土深度(m;i樁周土極限摩阻力(KPa;u=0.82× 3.14= 2.575m1=20Kpa,淤泥質(zhì)粘土樁周土極限摩阻力(KPa2=100Kpa,全風(fēng)化片石樁周土極限摩阻力(KPaL1=2m淤泥質(zhì)粘土層厚L2=L-2m全風(fēng)化片石層厚則單樁承載力容許值:585KN +10L KN P =0.5×0.82×3.14×1.0×20×2+100×(L-2p= 1.2874×(40+100L-2006.6L(585-51.496+257.48÷119=m因此可求出鋼管樁入土深度:L 6.6m考慮3米的沖刷,取樁的入土深度為泥面以下10m。3 鋼管樁強(qiáng)度計(jì)算鋼管樁最大軸向力為585.3+10× 6.6=651.7KN。鋼管樁截面面積: A =254cm2則壓應(yīng)力 =651.69×10/254=25.62MPa=215 MPa 滿足要求。4 鋼管樁受壓整