橋梁工程結構設計常用計算書實例份

附件：縣道南美路（XKC3）沱江大橋加寬改造工程棧橋及鋼平臺計算書計算人：何桂生復核人：孫龍中鐵九局集團有限公司內江市縣道南美路沱江大橋加寬改造工程項目經理部２０１5年11月目錄HYPERLINK\l"_Toc436051854"一、概述⑿《裝配式鋼橋使用手冊》=13\*GB2⒀、現場踏勘所獲得的工程地質、水文地質、當地資源、交通狀況及施工環(huán)境等調查資料；=14\*GB2⒁、為完成本工程擬投入的施工管理、專業(yè)技術人員、機械設備等資源；=15\*GB2⒂、公司技術支持、工法成果、機械設備狀況、施工技術與管理能力。=16\*GB2⒃、沱江大橋相關設計圖紙，地質報告。3、主要技術要求=1\*GB2⑴鋼便橋：主棧橋長度258米。=2\*GB2⑵鋼便橋跨度：321型貝雷最大跨徑12米。=3\*GB2⑶鋼便橋行車道寬度6m。=4\*GB2⑷橋面縱坡：0.0%。=5\*GB2⑸設計荷載：輪式荷載:10立方米砼罐車，自重+載重45噸；履帶荷載：QY50噸履帶吊自重50噸+最大吊重14噸。（考慮現場代表性的最大荷載車輛）=6\*GB2⑹設計速度：10km/h=7\*GB2⑺設計安全等級：二級=8\*GB2⑻設計基準期：2年=9\*GB2⑼設計最高水位：300（根據評審結果，施工時按照301.65考慮。）（10）棧橋橋面頂標高，西岸高度304米，東岸303.5米。(11)行車要求：主棧橋、支棧橋同一跨內，僅允許2輛10立方米罐車一空一載重車車輛通行；履帶吊施工作業(yè)時，僅允許單跨單車通行。鉆孔平臺運行8噸錘沖擊錘作業(yè)。（12）從不利情況考慮，取水流最大流速1m/s.。(沱橋橋梁通航論證報告里為0.275m/s。)4、主要材料性能=1\*GB3①結構材料Q235屈服強度：σs=235Mpa軸向容許應力：[σ]=140MPa抗拉、抗壓和抗彎容許強度：[σw]=145MPa抗剪容許強度：[τ]=85MPa=2\*GB3②材料Q345屈服強度：σs=345Mpa軸向容許應力：[σ]=200MPa抗拉、抗壓和抗彎容許強度：[σw]=210MPa抗剪容許強度：[τ]=120MPa=3\*GB3③鋼材的物理性能指標彈性模量E=2.06×105MPa剪切模量G=0.81×105MPa質量密度ρ=7850kg/m3④雙排單層貝雷梁容許彎矩M=1576.4N.m*2單排單層貝雷梁容許剪力Q=245.2kN*2驗算荷載：10立方米罐車荷載，安全等級2，結構重要性系數1.0，限速10km/h，不考慮汽車沖擊力，考慮45噸荷載驗算：棧橋結構的各個部位的剛度、穩(wěn)定性、撓度等。10方混凝土罐車：載重時重量45t.--棧橋運營荷載總重：450kN輪距：1.8m軸距：4m+1.5m前軸重力標準值：50kN后軸重力標準值：2×200kN前輪著地面積：0.30m×0.20m后輪著地面積：0.60m×0.20m滿載荷載示意圖空載荷載示意圖施工用50噸履帶吊+14噸吊重，結構重要性系數考慮1.0，按64噸荷載對棧橋結構的各個部位的剛度、穩(wěn)定性、繞度等進行驗算。64噸驗算荷載履帶吊示意圖設計行車速度10km/h。施工荷載及人群荷載。施工荷載及人群荷載按3kN/m2計。二、荷載布置1、各材料荷載布置1、上部結構恒重1.1鋼便橋面層：8mm厚鋼板，單位面積重62.8kg，則0.628kN/m。1.2面板加勁肋工12.6,單位重14.21kg/m，則0.15kN/m，間距0.24m。1.3上承式面層橫向分配梁：I22a，單位重33kg/m，則0.33kN/m；1.5縱向主梁：321貝雷梁：單組1.0kN/m；1.6樁頂承重梁主梁1：H600*200，單位重106.135kg/m,則1.06135kN/m。1.7剪刀撐或水平連接撐雙拼[20a,單位重0.226KN/m。1.8Φ630*10mm鋼管樁，單位重152.9Kg.單位重1.529KN/m。2、荷載工況布置2.1對棧橋上部結構橋面系、分配梁、貝雷梁、承重梁計算采用：工況1：結構自重（恒載）+機械驗算荷載2.2對于鋼管樁的驗算，考慮鋼管樁為棧橋基礎，是結構的重中之重的受力部分，采用：工況2：結構自重（恒載）+車輛荷載+風荷載+流水荷載+汽車制動力。為簡化計算且根據施工實際情況，人群荷載和施工荷載不考慮在工況中且撓度計算也采用上述工況計算。鉆孔平臺僅考慮沖擊錘荷載，沖擊錘荷載總重約20噸，荷載較小，不予計算。三、上部結構內力計算1、組合橋面板1.1、橋面花紋鋼板用8mm厚Q235花紋鋼板材料，焊接在橫向分配梁上，分配梁間距為24cm，計算跨徑為0.24m。彈性模量E＝2.1*105MPa，密度取。取單位寬（1m）作為計算截面其參數：慣性矩：=4.2667*10-8m4截面抵抗矩：＝1.0667*10－5m3面積矩=8*10－6m3截面積A=8*1000=8000mm2＝8*10－3m2荷載計算罐車每組輪壓最大荷載為100KN。輪壓接地尺寸0.6*0.2m。輪壓每平方米荷載為：q=100/0.6/0.2=833.33KN/m2;QY50噸履帶吊單條履帶每平米每條承受荷載89.8KN/m2.取罐車輪壓對橋面板花紋板進行檢算如下：a.單個汽車后輪寬*長=0.3*0.2,單組接地尺寸0.6*0.2，當汽車后2組輪胎通過時，將花紋鋼板視作8跨連續(xù)梁計算受力（取一組車輪荷載計算）；將最大荷載輪壓100KN轉化為線均布荷載：q1=100/0.6=166.67KN/mb.花紋鋼板自重產生的荷載自動計算在模型中。取兩個輪子寬度為60cm，按工況一對其進行受力分析。采用SAP2000建立受力模型如下：車載示意圖受力分析彎矩圖(Mmax=-0.94N.m，Qmax＝22.333kN)1）彎曲強度Mmax=0.94KN.m滿足要求。（根據公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范第條有：對于臨時結構有1.3[σ]＝145×1.3＝188.5Mpa）,[τ]=85×1.3=110Mpa2）剪切強度Q＝22.33KN滿足要求。（根據公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范第條有：對于臨時結構有1.3[σ]＝145×1.3＝188.5Mpa）,[τ]=85×1.3=110Mpa3)剛度分析擾度＜L/250=0.24/250=0.00096m，滿足要求。1.2、橋面系12.6工字鋼（1）自重均布荷載：00.15kN/m，電算模型型自動附加在在計算中，不不另外進行添添加。P1面板=62.8kg*00.24*11.0=0.15kN/m。（2）施工及人群荷載：：不考慮與料料車同時作用用。（3）I12.6斷面內內間距為244cm，321型貝雷橫向分分配梁最大間距為1m，其受力計計算按照跨徑徑為1m進行驗算。運料車輪壓：單組車輪輪接地尺寸為為0.6m×0.2m,每組車輪壓壓在3根I12.6上，則單根I12.6承受的荷載載按照集中力力計算為1000kN÷÷3=33.33kkN；履帶吊單根履帶寬寬度0.766m。壓在4根工字鋼上上，則單根工工字鋼承受的的荷載按照集集中力計算為為：640KN/22/4.699m/4*1m=17.06KN.取運罐車荷載簡算，取取1mI12.66，運料車荷載壓在在跨中，假定定直接作用于于I12.6工字鋼上，按按簡支梁進行計計算，按工況況一對其進行行受力分析。計算模型如下：荷載模型受力模型彎矩圖(Mmaxx=8.35N.m，Qmax＝16.74kN)選用I12.6a，則Wx=777cm3；σ=M/W=8.335kN.mm/77cm3=108.44MPa＜[σ]=1888.5MPa；滿足強度度要求。τ=QS/Ib=116.74/10..8/0.5==31MPa<<[τ]=110MPa（根據公路橋涵鋼鋼結構及木結結構設計規(guī)范范第條有：對對于臨時結構構有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mpaa）計算中忽略了8mmm厚面板及及鋼框架整體體分配作用，為為此上述計算算中是偏安全全的，該橋梁梁面系結構設設計滿足臨時時鋼結構強度度剛度規(guī)范要要求。撓度fmax=0.0000798m＜L/2500=1.0/250==0.004m，滿足要求求。2、I22a橫向分分配梁內力計計算主支棧橋、支棧橋分分配梁荷載分分析：（1）橋面板均布荷載載：q1=16//6/2＝1.3344kN/m，分分配梁間距11m，分配梁梁承受線性荷荷載=1.3334KN/mm。分配梁荷荷載自動計算算在模型中。（2）施工及人群荷載載：不考慮與與汽車同時作作用（3）汽車輪壓：單軸軸最大荷載為為罐車荷載=100kNN,單組輪壓荷荷載,履帶荷載：：履帶吊單根根工字鋼最大大集中荷載P=640//2/4.669*1m=68..23KN。取取罐車輪壓計計算。從設計圖上知道，支支棧橋考慮罐罐車一單軸作作用于分配梁梁跨中，此時時分配梁承受受最不利彎矩矩。（4）假定一空一載并并排行走，如如下圖：計算模型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=117.51kkN.m，Qmax＝88kN)，fmax==0.000031m（5）假定罐車單軸作作用于分配梁梁跨中如下圖圖：計算模型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=223.49kkN.m，Qmax＝86.344kN)，fmax==0.00002m選取最大內力值MMmax=223.49kkN.m，Qmax＝88kN，fmax==0.000031m對分配梁進行行設計選用I22a,查《鋼結結構計算手冊冊》得各相關關力學參數如如下：W=309cm33A=42cm2,,I/S=18.99d=0.075ccm，下面對對其強度進行行驗算：σ=M/W=23..49kN··m/（309）cm3×103=76MPa<[σ]=1455MPa*11.3?？箯潖姸榷葷M足要求。τ=QS/Ib=888/18.99/(0.0075)=660.91MMpa<[τ]=85MMpa*1..3，抗剪強度度滿足要求。（根據公路橋涵鋼鋼結構及木結結構設計規(guī)范范第條有：對對于臨時結構構有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mpaa撓度撓度Wmaxx=0.000031m﹤1.35m/250==0.0054m。撓度滿足要要求。結構剛度與強度均均滿足要求。實實際上，橋面面板對力的分分配后，實際際單根22aa工字鋼受力力遠遠小于該該假定計算的的力。3、縱梁內力計算本棧橋主要考慮罐罐車通行和履帶吊施工工過程中使用用。計算中，假定車輛輛荷載在棧橋橋不同的位置置，產生的內內力值，試算算法求出最大大的內力值及及支點反力。主、支棧橋最不利利荷載組合：：組合1，考慮罐車車最不利荷載載：一空一載載砼罐車錯車車通行。組合合2，單跨單橋QY50施工作業(yè)；；平臺最不利荷載組組合：沖擊錘錘施工作業(yè)，荷荷載較小，計計算略。3.1履帶荷載分分析：履帶吊作業(yè)斷面圖圖從罐車荷載斷面圖圖看出棧橋中中間兩組貝雷雷梁承受最大大荷載，計算算中去中間兩兩組貝雷計算算。履帶吊作作業(yè)時，根據據斷面圖表示示，主要由共共計4組貝雷梁承承受其荷載，材材料自重取計計算寬度4..5m。（1）自重均布荷載：：q1=16/6/22*4.5kN//m+0.33kN/m*4.5＋4.0kN/m=11.485KN//m；（2）施工及人群荷載載:不考慮與車車輛同時作用用；（3）取棧橋最大設計跨徑徑為12m（4）履帶吊重心布置置在墩頂，貝貝雷梁受力分分析，（取2跨按連續(xù)梁梁計算），按按工況一對其其進行受力分分析。行車示示意圖利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=--511.2253kN..m,Qmmax=-4400.255kN)節(jié)點反力圖(Nmax==800.55kN)（5）履帶吊重心在跨跨中，（取11跨按簡支計算），按按工況一對其其進行受力分分析。行車示示意圖利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=11751.533kN.m,,Qmaxx=388.9111kN)節(jié)點反力圖(Nmax==388.911kN)（6）履帶吊布置在墩側側，（取2跨按連續(xù)梁梁計算），按按工況一對其其進行受力分分析。行車大樣圖如下：：利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=6699.1881kN.mm,Qmaax=-6443.9099kN)節(jié)點反力圖(Nmax==772.888KN)經過上述分析知，貝雷梁內力匯總如下：結構內力結果對比比序號荷載名稱最大彎矩KN.mm最大剪力KN最大支座反力KNN1履帶吊重心在墩頂頂-511.25-400.258800.52履帶吊重心在跨中中1751.53-388.911388.913履帶吊重心在墩側側699.181643.90772.88取貝雷梁最大彎矩MMmax2=1751.553kN.m，最大剪力Qmax2=643.9kN。最大支點反力800..5KN?？v向主梁選用4排排單層不加強型貝雷雷架。則貝雷雷梁321型桁架容許許內力表（二二）結構形式內力不加強型單排單層（SS）雙排單層（DS）三排單層（TS）雙排雙層（DD）三排雙層（TD）桁架彎矩（KN..m）788.21576.42246.43265.44653.2桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9結構形式內力加強型單排單層（SSRR）雙排單層（DSRR）三排單層（TSRR）雙排雙層（DDRR）三排雙層（TDRR）桁架彎矩（KN..m）1687.53375.04809.46750.09618.8桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9說明表中數值為半邊橋橋之值，全橋橋時應乘以2；跨中容許彎矩[MM]=7888.2×4=3152..8kN.m，跨中容許剪力[QQ]=2455.2×4＝980.88kN。Mmax=17551.53kkN.m<[M]=3152..8kN.m；Qmax=6433.9kN<<[Q]＝980.88kN。貝雷梁所受內滿足足要求。剛度計算1）非彈性撓度按照《裝配式公路路鋼橋多用途途使用手冊》第39頁貝雷桁架撓度計算經驗公式，當桁架節(jié)數為偶數時，簡支梁其跨中最大撓度為：fmax=（dnn2）/8其中：n為桁架節(jié)數，d為為常數單層桁架d=0..3556ccm,雙層桁架d=0.17717cm；；驗算中按12m單單跨徑進行驗驗算，跨內共共有4節(jié)桁架，且且為單層桁架架。將上述數據代入公公式得fmax==0.35556cm×（42）/8=0.77112cmm而對于連續(xù)續(xù)梁，其非彈彈性撓度一般般為簡支梁的的2/3，所以其fmax==0.71112cm×22/3=0..474cmm。2）彈性撓度從上內力分析知道道，單片貝雷雷梁彎矩最大大處，為履帶帶吊在跨中作作業(yè)時；最大大繞度也在該該處321型鋼橋幾何何特性表（一一）橋型幾何特性不加強型單排單層（SS）雙排單層（DS）三排單層（TS）雙排雙層（DD）三排雙層（TD）J(cm4)250497.22500994.44751491.662148588..83222883..2W(cm3)3578.57157.110735.614817.922226.8橋型幾何特性加強型單排單層（SSRR）雙排單層（DSRR）三排單層（TSRR）雙排雙層（DDRR）三排雙層（TDRR）J(cm4)577434.441154868..81732303..24596255..26894382..8W(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6說明表中數值為半邊橋橋之值，全橋橋時應乘以2；QY50履帶吊撓撓度：根據《建筑結構靜靜力計算手冊冊》撓度：fmax==qcl3（8-4γ2+γ3）/384EEIγ=c/l=4.669m/12m=0..39fmax=1336.4611KN/m××123（8-4×00.392+0.3993）/（384×22.1×1005MPa×110×105cm4）=21.77×10-33m自重撓度：根據《建筑結構靜靜力計算手冊冊》撓度：fmax==qcl3（8-4γ2+γ3）/384EEIγ=c/l=12mm/12m=1fmax=111.485KKN/m×1123（8-4×112+13）/（384×22.1×1005MPa×110×105cm4）=0.17×10-3m3）總撓度由以上計算可得到到桁架在自重重及旋挖鉆跨跨中作業(yè)下產產生的最大撓撓度為：f總=f非+f彈=0.4744cm+2.17cm+0.0017cm=2.68cm。按照《公路橋涵鋼鋼結構及木結結構設計規(guī)范范》JTJ0225-86第條“對于臨時或或特殊結構，其其豎向撓度容容許值可與有有關部門協(xié)商商確定”以及參考《裝裝配式公路鋼鋼橋多用途使使用手冊》第第49頁計算示例例，其豎向撓撓度容許值需需滿足f/L=11/250,,即本橋12mm跨的撓度容容許值為f容=1200ccm/2500=4.8ccm。因此，上述計算得得到的f總=2.67cm＜f容=4.8cmm，滿足要求求12m跨徑撓度計計算：3.2罐車荷載分分析：罐車行車斷面圖罐車空載示意圖罐車荷載考慮一輛輛滿載和一輛輛空車并排行行走最不利情情況?？蛰d和和重載各有半半邊軸落在中中間一組貝雷雷上，為考慮慮安全，假設設兩軸荷載由由中間貝雷梁梁受力。（1）自重均布荷載：：q1=16/6//2*2.25kNN/m+0..33kN//m*2.225＋2.0kN//m=5..75KN//m。（2）施工及人群荷載載:不考慮與車車輛同時作用用；（3）取棧橋最大設計計跨徑為122m（4）砼罐車后軸重心心布置在墩頂，貝雷梁受受力分析，（取2跨按連續(xù)梁計算），按工況一對其進行受力分析。行車示意圖：（空空車、重載軸軸合并，p1=20+50=70KN，P2=P33=100++40=1440KN）利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=--278.991kN.mm,Qmaax=2311.284kkN)節(jié)點反力圖(Nmax==420.228kN)（5）罐車后軸布置在在墩側，貝雷梁受受力分析，（取2跨按連續(xù)梁計算），按工況一對其進行受力分析。行車示意圖：利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=2273.077kN.m,,Qmaxx=217..4kN)節(jié)點反力圖(Nmax==414.334kN)（6）罐車后軸重心布布置在跨中，貝貝雷梁受力分分析，（取1跨按簡支計計算），按工工況一對其進進行受力分析析.行車大樣圖圖如下：利用SAP2000建建立受力模型型如下：受力模型彎矩、剪力圖(MMmax=8886.1kkN.m,Qmax==-237..21kN))節(jié)點反力圖(Nmax==237.221kN)經過上述分析知，貝貝雷梁內力匯匯總如下：結構內力結果對比比序號荷載名稱最大彎矩KN.mm最大剪力KN最大支點反力KNN1罐車后軸在墩側-278.91231.28420.282罐車后軸在墩頂273.07217.4414.343罐車后軸重心在跨跨中886.1-237.21237.21取貝雷梁最大彎矩矩Mmax2=886.11kN.m，最大剪力Qmax2=237.221kN。最大支點點反力4200.28KN。縱向主梁選用2排排單層不加強強型貝雷架。則則貝雷梁321型桁架容許許內力表（二二）結構形式內力不加強型單排單層（SS）雙排單層（DS）三排單層（TS）雙排雙層（DD）三排雙層（TD）桁架彎矩（KN..m）788.21576.42246.43265.44653.2桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9結構形式內力加強型單排單層（SSRR）雙排單層（DSRR）三排單層（TSRR）雙排雙層（DDRR）三排雙層（TDRR）桁架彎矩（KN..m）1687.53375.04809.46750.09618.8桁架剪力(KN))245.2490.5698.9490.5698.9說明表中數值為半邊橋橋之值，全橋橋時應乘以2；跨中容許彎矩[MM]=7888.2×2=1576..4kN.m，跨中容許剪力[QQ]=2455.2×2＝490.44kN。Mmax=8866.1kN..m<[MM]=15576.4kkN.m；Qmax=2377.21kNN<[Q]＝490.44kN貝雷梁所受內滿足足要求。剛度計算1）非彈性撓度按照《裝配式公路路鋼橋多用途途使用手冊》第39頁貝雷桁架撓度計算經驗公式，當桁架節(jié)數為偶數時，簡支梁其跨中最大撓度為：fmax=（dnn2）/8其中：n為桁架節(jié)數，d為為常數單層桁架d=0..3556ccm,雙層桁架d=0.17717cm；；驗算中按12m單單跨徑進行驗驗算，跨內共共有4節(jié)桁架，且且為單層桁架架。將上述數據代入公公式得fmax==0.35556cm×（42）/8=0.77112cmm而對于連續(xù)續(xù)梁，其非彈彈性撓度一般般為簡支梁的的2/3，所以其fmax==0.71112cm×22/3=0..474cmm。2）彈性撓度從上內力分析知道道，單片貝雷雷梁彎矩最大大處，為履帶帶吊在跨中作作業(yè)時；最大大繞度也在該該處321型鋼橋幾何何特性表（一一）橋型幾何特性不加強型單排單層（SS）雙排單層（DS）三排單層（TS）雙排雙層（DD）三排雙層（TD）J(cm4)250497.22500994.44751491.662148588..83222883..2W(cm3)3578.57157.110735.614817.922226.8橋型幾何特性加強型單排單層（SSRR）雙排單層（DSRR）三排單層（TSRR）雙排雙層（DDRR）三排雙層（TDRR）J(cm4)577434.441154868..81732303..24596255..26894382..8W(cm3)7699.115398.323097.430641.745962.6說明表中數值為半邊橋橋之值，全橋橋時應乘以2；罐車荷載產生擾度度：根據《建筑結構靜靜力計算手冊冊》撓度：fmax==Pl3/48EIIfmax=(4450)*1123/（48×2..1×1055MPa×22.504997*2×1105cm4）=1.54ccm。自重荷載產生撓度度：根據《建筑結構靜靜力計算手冊冊》撓度：fmax==qcl3（8-4γ2+γ3）/384EEIγ=c/l=12mm/12m=1fmax=100.15KNN/m×1223（8-4×112+13）/（384×22.1×1005MPa×110×105cm4）=0.166×10-33m3）總撓度由以上計算可得到到桁架在自重重及旋挖鉆跨跨中作業(yè)下產產生的最大撓撓度為：f總=f非+f彈=0.4744cm+1.54cmm+0.0166cm=2.03cm。按照《公路橋涵鋼鋼結構及木結結構設計規(guī)范范》JTJ0225-86第條“對于臨時或或特殊結構，其其豎向撓度容容許值可與有有關部門協(xié)商商確定”以及參考《裝裝配式公路鋼鋼橋多用途使使用手冊》第第49頁計算示例例，其豎向撓撓度容許值需需滿足f/L=11/250,,即本橋12mm跨的撓度容容許值為f容=1200ccm/2500=4.8ccm。因此，上述計算得得到的f總=2.033cm＜f容=4.8cmm，滿足要求求。4、上承式承重梁H6600*2000*11**17根據（3.1）計計算中履帶荷載最大支點點反力8000.5kN。設其4組貝雷梁均均衡受力，單單片貝雷梁受受力：7788.23/4=194.556KN；根據（3.2）計算中罐罐車荷載最大大支點反力420.228KN；設2組貝雷梁受受力，單片貝貝雷梁受力：：420.228/2=210.114KN；為簡化計算算，假設6片貝雷梁受受力均為210.114KN，采用SAP22000建模如下：：計算模型計算結果(Mmaax=-944.845kN.mm,Qmax＝221.933kN，fmaxx=0.000035)節(jié)點反力圖(Nmmax=4332.82N)根據上述建立有限限元模型進行行分析可知，取取最大內力值值Mmax==-94.8445kN.mm，Qmax==221.993kN，fmaxx=0.000035進行樁頂承承重梁的截面面設計。選用H600*2200*111*17，截截面屬性如下下選用H600*2000*17*111,查《鋼結構構計算手冊》得得各相關力學學參數如下：：W=2480.662cm3A=130.266cm2,I/S=52(II=744118.64ccm4，S=14311.58cmm3)，b=1.1cm，下下面對其強度度進行驗算：：σ=M/W=94..845kNN·m/（2480）cm3×1103=28MPPa<2155MPaτ=QS/Ib=2221.933/（52）/(1.1)=46.995Mpa<<[τ]=1255Mpa撓度撓度Wmaxx=0.000035﹤2.25/4400=0..009m。撓度滿足要求。（根據公路橋涵鋼鋼結構及木結結構設計規(guī)范范第條有：對對于臨時結構構有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110MpaaH600*2000*11*117剛度計算撓度：wmax==0.00035m﹤2.8m/250=0.008m結構剛度與強度均均滿足要求。四、鋼管樁承載力力4.1入土深度及及打樁設備的的選用根據（三）上述計計算分析知，φ630mm×10mm鋼管樁基礎單樁最大承受荷載約=432.822N，鋼管樁φ630mmm×10mm，相關力力學參數：根據《港口工程樁樁基規(guī)范》（JTJ2554-98）第條：式中：Qd—單樁垂直極極限承載力設設計值（kN）；—單樁垂直承載力分分項系數，取取1.45；U—樁身截面周長（mm），鋼管樁φ630mmm×10mm1..979m.—單樁第i層土的極極限側摩阻力力標準值（kPa）—樁身穿過第i層土土的長度（m）；—單樁極限樁端阻力力標準值（kPa）；A—樁身截面面積，ΦΦ630×10mm鋼管樁A=194..8cm2；考慮本項目的地質質條件及設計計提供的相關關地質資料，取最不利地址段ZK13地質情況：序號土層名稱承載力（kPa）樁周摩阻力（kPa）頂面高程（m）底面高程（m）層厚（m）11層：（Q42all）卵石土650120292.19284.797.422層：（Q43m）泥巖15080284.79282.79222層：（Q43m）泥泥巖中風15080282.79266.0916.733層：（Q41all+m）砂巖400100266.09256.899.2單排墩Φ630×10mmm假定鋼管樁打入11-卵石土層,單樁承載力4322.822==1/1.445*（1.9799*（120*L)+0..163*11*650）L=2.2m.綜上所算：Φ630×10mmm鋼管樁的入入土最深長度度不小于L=2米，即可滿足足施工荷載要要求。打樁設備的選擇本工程鋼管樁基礎礎設計中為Φ630×100mm鋼管樁樁直徑，結合合過去工程中中打樁經驗，對對于本類型鋼鋼管樁選擇DZ-60振動錘施打打樁。DZJ-60振動動錘性能表電機功率(kW)偏心力矩N·m振動頻率r/miin激振力kN機重kg允許拔樁力KN600～35311004775800215DZJ-60施工工照片根據《裝配式公路路鋼橋多用途途使用手冊》中中關于振動沉沉樁承載力的的計算，按電電動機消耗的的能量求樁基基的極限承載載力公式：式中：——沉沉樁將達規(guī)定定標高前，下下沉速度為0-5cm/mmin時，所需的的有效功率（kW）；——沉樁機無負荷時的的功率（kW）；ν——沉樁最后一一陣速度（cm/miin），正常要要求取2cm/miin；Q———振動體系的的重量（t），DZ60錘重5.0t；α——砂土層，取取2.0β——樁基入土速速度系數，取取0.17根據以往施工記錄錄，DZ60無負荷時電電動機輸入電電流為60AA，電壓為380V，求振動錘錘終打前電動動機輸入電流流：從以上計算可以看看出，DZ660振動錘在Φ630×10mm終打前，電電動機輸入電電流大于999A，沉樁最后一一陣速度1min入土深度不不大于2cm,單樁最大承承載力4322.822NN，滿足使用用要求。綜合上面計算可知知，采用慣入入度2cm/1min控制可滿足足要求，施工工工程，各樁樁基具體入土土深度根據現現場地質及施施工設備進行行雙控。4.2鋼管及剪刀刀撐內力計算算Φ630×10mmm內力計算由于地質全河段均均為卵石土覆覆蓋層，鋼管柱的入入土有限，地質沒有最不利利，選取棧橋最高高處，鋼管柱柱懸臂最長段段，棧橋19號墩為計計算點。鋼便便橋橋面標高高304.55m，貝雷下弦弦桿標高3002.65mm?？紤]最高高水位標高為：：300m。沖刷線卵石石頂部292.119m，樁頂標高高取302..65m。假定鋼管樁樁在卵石土下下1米處固結，鋼管管樁懸臂長度度302.665-291.19=11.46m4.2.1單根鋼鋼管樁流水壓壓力計算單根樁流水壓力計計算：Fw=kAγv2/(2g)式中：Fw――流流水壓力標準準值（kN）；k――形狀系數數（鋼管取00.8）；A――阻水面積積（m2）鋼管地面線線到洪水位，H=3.311m，鋼管樁的的阻水長度,,7.81m；γ――水的重力密度度（9.8kN//m3）；v――設計流速速（0.8m/s）根據水文文資料考慮漲漲、落潮時其其流速取值11m/s；g――重力加速速度（9.88m/s2）。單根鋼管樁Fw==kAγv2/(2g)＝0.8×7..81*0..63×9..8×12÷2÷9..8＝1.97kNN水流作用在水下三三分之一處：：2.6m處。即標高高297.44m。4.2.2風荷載載計算近年實測最大風速速20.6m/s（取內江）水平風載：FWh=k0ηkk1k3WddAwh式中：FWh—橫橋向標標準荷載值Z—距地面或水面的高高度（根據最最高水位300米）γ—空氣重力密度Vd—設計風速20m//sg—重力加速度k0—設計風速重現期換換算系數0.75k1—風載阻力系數1k2—考慮地面粗糙類別別和梯度風的的風速高度變變化修正系數數η—桁架風載阻力遮擋擋系數k3—地形、地理條件系系數1.3k5—陣風風速系數W0—基準風壓Wd—設計基準風壓Awh—橫向迎風風面積Z=4.5m，gg=9.811m/s2；r=0.0012KN//m3；k0=00.75;kk1=1..36;k33=1;VVd=20.6m/s（查JTG-TTD60-001-20004地最大風風速）;Wd=0.0211*20.6*20.6/2/9.881=0.4454KN//m2=4554Pa。風壓對鋼棧橋梁的的垂直作用力力迎風面積（一跨))：Awh=1.85*（12/2+12/2）*0.5==11.1m22（考慮實物物面積折減系系數0.5）;橫橋向風載：Fwwh=k0kk1k3WddAwh=00.75*11.36*11*0.4554*11.1=5.14KNN.4.2.3汽車制制動力根據《公路橋涵設設計通用規(guī)范范》(JTGD60-22004)查得，汽車車制動力為汽汽車荷載重力力的10％，汽車行行走在墩頂制制動，鋼管樁樁承受最大內內力?？紤]最最不利情況，主主棧橋兩罐車車（一空一載載）并排行走走制動力，考慮慮一車道2墩承受制動動力，單根鋼鋼管樁承受制制動力為6550/2/3*10%==10.844KN考慮棧橋處于工作作狀態(tài)，正受受到罐車載重荷載，最最高流水沖擊(水流作用傳傳遞到樁頂)，風荷載（通過過承重梁傳遞遞）合力受力力狀態(tài)，水流流力與風向相相同，最不利鋼管樁樁的受力情況況。（樁頂取取單樁最大荷荷載432..82KN）采用工況2荷載組合，取取19號墩計算算模計算模型（單位：：kN）軸向力（Nmaxx=465.6624kN）制動力彎矩\剪力圖（Mmax=124.2222kN..Qmax=10.844KN，f=0.00060m）水流及風力合成彎彎矩\剪力圖（Mmax==-14.14kN.QQmax=77.0KN，f=0.00021m）樁底部節(jié)點位移反反力XNmax==3.9444kN,Y=10..841KN，Z=451..046KNN4.2.4樁墩整整體穩(wěn)定性計計算鋼管樁鉸接點2991.19,,鋼管樁懸臂臂長度11..46m,樁頂按鉸接接考慮，樁上上最大軸力力力465.662KN。鋼管樁內內力：1，取Mmax==124.222kN.mQmax==10.844KN，f=0.006m，2，取Mmaxx=-14..14kN.mmQmax==7KN，f=0.00021m，進行計算算合力計算。長細比計算查鋼管樁截面特性性回轉半徑i=21.9923cm鋼管樁鉸接點以上L=11.446m鋼管樁長細比.λ=L/i=11..46/21.9223=52.3<1150，滿足要求求。穩(wěn)定性計算及強度度計算根據上述長細比λλ=l0/rrx=52..3查《鋼結結構設計規(guī)范范》附表B得穩(wěn)定系數ψ=0.8477鋼管樁截面抗壓剛剛度：σmax=N/ΨAA=465..62KN//(0.8447*194.88cm2)==28.2Mppa<1888.5MPa，滿足要求求。鋼管樁抗彎強度：：σmax=M/Wxx=124..7/（936155/31.55）=42Mpa<<188.55MPa，滿足要求求。鋼管樁抗剪強度：：t==15.8**194.88*31.55/936115/1=10.4Mpa≤110Mpa滿足要求。（根據公路橋涵鋼鋼結構及木結結構設計規(guī)范范第條有：對對于臨時結構構有1.3[σ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mp鋼管樁在力合力壓壓彎共同作用用下，最大應應力為：根據港口工程荷載載規(guī)范σmax=0.7**M/Wx++N/ΨA=36..8+14.5*0..7=46..95Mpaa<188..5MPa,滿足要求；；（根據公路路橋涵鋼結構構及木結構設設計規(guī)范第條條有：對于臨臨時結構有11.3[σσ]＝145×1.3＝188.55Mpa）,[τ]=85×1.3=1110Mpaa鋼管樁撓度：撓度Wmax=0.00064﹤11.466m/250==0.045884m。撓度滿足足要求。鋼管樁抗滑移：鋼管滑移合力：鋼管樁與土層摩擦擦力，考慮折折減系數0.7，F={1/1.445*（1.9799*（80*2.3)}*0.7=303KNNmax=17..9kN﹤303KN鋼管樁穩(wěn)定性、剛剛度和撓度均均滿足要求。4.2.5單拼CC20A剪刀撐和平平聯(lián)內力C20a槽鋼內力：剪力圖圖（Qmax=0.822kN）彎矩圖（Mmax=-1.033kN.m）fmax==0.00000024m軸向力（Nmaxx