奉化西环线公路工程剡江桥栈桥计算书(定稿).doc

1、 奉化西环线公路工程（江拔线至滕头段） 栈 桥 计 算 书 编制： 审核： 奉化西环线公路工程（江拔线至滕头段） 项目经理部 二一 六 年 四 月 1 目 录 1、基本资料 . 1 2、受力验算 . 2 2.1、内力计算 . 2 2.2 钢面板计算 . 3 2.3 I10#工字钢验算 . 6 2.4 I20b 工字钢验算 . 8 2.5 贝雷片验算 . 11 2.6 横向分配梁验算 . 20 2.7 钢管桩验算 . 24 1 1、基本资料 栈桥位于剡江大桥两侧，共有两座，栈桥宽 4.5m，单个栈桥长 140m，泵车停 放位置栈桥宽 9.68m、长 12m，单个栈桥共设置两处泵车停放位置 。栈桥

2、基础采用 5008mm 钢管桩，桥面 4.5m 宽位置由 2 根钢管桩组成，钢管桩中到中间距 3.06m，泵车停放位置单排桩中到中间距为 2.97m+3.06m+2.97m 组成，桩长为 12.8m21.7m，钢管桩纵向间距分为：东侧栈桥 3 12m+18m+7 12m；西侧栈桥 3 12m+18m+7 12m。栈桥内桥面边距离现浇箱梁边 3m。 一排钢管桩间采用 2 根 16#槽钢平联， 2 根 16#槽钢十字联。钢管桩顶设置双拼 I40b工字钢横向分配梁，长度为 4m（泵车停放位置 12m）。 I40b 工字钢顶设置两组 90cm双排单层贝雷片纵向分配梁，贝雷片组与组中到中间距为 2.66

3、m。贝雷片顶设置 I20b 工字钢横向分配梁，工字钢单根长度 4m（泵车停放位置 12m），工字钢间距 0.68m。 I20b工字钢顶设置 I10#工字钢纵向分配梁，工字钢间距 0.355m。 I10#工字钢顶设置厚度 1cm厚防滑钢板。桥面顶焊接 48mm钢管护栏。 每座栈桥外侧在通航位置设置限高门架，限高门架设置在 4#墩和 5#墩之间。门架两侧基础采用 508 8mm钢管桩，钢管桩顶采用 2 根 12mI20b 工字钢 焊接，钢管桩中心间距为 18m。限高门架距离栈桥中心 12m。 栈桥主要荷载为砼搅拌车、砼泵车、自卸车以及汽车吊。 图： 4.5m宽桥面横断面 2 图：泵车停放位置横断面

4、 栈桥两侧设置 6m长搭板，搭板宽 4.5m，厚 20cm的 C30 钢筋砼结构。 2、 受力验算 2.1、内力计算 恒载： 10mm 钢板 4.6*1*0.01*7.85*10=3.611KN/m I10#工字钢纵向分配梁 9*11.2/100=1.008KN/m I20b 工字钢横向分配梁 31.086*4*20/15/100=1.66KN/m 纵向贝雷片 与连接片 (4*5*260+2*5*33)/15/100=3.687KN/m I40b 工字钢 73.8685*2*4/100=5.91KN/根 活载： 砼搅拌车整车重量 15t， 9m3砼重量 21.6t,总重量 38t,前后轮轴距

5、4m，左右轮距1.9m，后轮承重 70%的力。 自卸车整车重量 15t，载货重量 35t,总重量 50t,后轮承重 70%的力。 25t 汽车吊自重 30t，吊重限荷不超过 10t。 砼泵车 47m 距离（支腿间距 9*9m），整车重量 38t，工作时砼重量 10t，总计 48t 受力情况分析 ： 自卸车 后轮胎宽 0.3m，接触面长 0.23m，轮胎外到外间距 2.40m，行走在栈桥面时3 如下图： 图：自卸车后轮胎横向位置 图：自卸车轮胎纵向位置 自卸车后轮胎共有 8 只，后轮胎总计承载力为 50 0.7=35t，每只后轮所承载力为35 8=4.375t， 计算时取 100cm 宽铁板，则

6、每个轮胎的均布荷载为 4.375 100.23=190.2KN/m， I10#工字钢按照间距 35.5cm满足要求，具体计算如下： 2.2 钢面板计算 1） 总体信息 铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m铁板0.4m（ 1） 自动计算梁自重，梁自重放大系数 1.20 （ 2） 材性： Q235 弹性模量 E = 206000 MPa 剪变模量 G = 79000 MPa 质量密度 = 7850 kg/m3 线膨胀系数 = 12x10-6 / c 泊松比 = 0.30 4 屈服强度 fy = 235 MPa 抗拉

7、、压、弯强度设计值 f = 190 MPa 抗剪强度设计值 fv = 110 MPa （ 3） 截面参数：铁板 截面上下对称 截面面积 A = 10000 mm2 自重 W = 0.769 kN/m 面积矩 S = 12500 mm3 抗弯惯性矩 I = 83333 mm4 抗弯模量 W = 16667 mm3 塑性发展系数 = 1.20 2） 荷载信息 （ 1） 活荷载 均布荷载， 190.20kN/m，荷载分布：距左端 0.76m 起 0.23m 均布荷载， 190.20kN/m，荷载分布：距左端 1.06m 起 0.23m 均布荷载， 190.20kN/m，荷载分布：距左端 2.62m

8、起 0.23m 均布荷载， 190.20kN/m，荷载分布：距左端 2.93m 起 0.23m 3） 内力、挠度计算 （ 1） 弯矩图（ kN.m） 1.20 恒 +1.40 活 -0. 30.0 -0. 31.1 -1. 72.9 -1. 42.9 -0. 10.7 -0. 1-0.1 -0. 10.7 -1. 32.8 -1. 72.8 -0. 31.2 -0. 30.0（ 2） 剪力图（ kN） 1.20 恒 +1.40 活 5 0.6 1.0 -4. 2-3.8 -32 .828. 8 -14 .047. 6 2.2 2.6 -0. 20.2 -2. 5-2.1 -46 .913. 1

9、 -30 .333. 0 3.8 4.2 -1. 0-0.6（ 3） 挠度 1.0 恒 +1.0 活 1/35500.1mm 1/12070.3mm 1/5480.6mm 1/7130.5mm 1/18210.2mm 1/38170.1mm 1/19190.2mm 1/7460.5mm 1/5490.6mm 1/11910.3mm 1/35150.1mm（ 4） 支座反力（ kN） 1.20 恒 +1.40 活 -1.0 4.3 -33.0 -80.4 -16.7 2.1 1.8 -15.6 -79.9 -34.5 4.4 -1.04） 单元验算 从分析图得出第 4 跨受力最大，所以只列出第

10、4 跨受力计算。 第 3 跨： (1)、内力范围、最大挠度 (a)、内力范围：弯矩设计值 -1.37 2.86 kN.m 剪力设计值 -14.03 47.61 kN (b)、最大挠度：最大挠度 0.50mm，最大挠跨比 1/713 （挠度允许值见钢结构设计规范 (GB 50017-2003)附录 A.1） (2)、强度应力 最大剪应力 = Vmax * S / I / tw = 47.61 * 12500 / 83333 / 1000.0 * 1000 = 7.1 MPa fv = 110 MPa 满足 ! 最大正应力 = Mmax / / W = 2.86 / 1.20 / 16667 *

11、1e6 = 143.0 MPa f = 190 MPa 满足 ! (3)、稳定应力 整体稳定系数 b = 1.00 最大压应力 = Mmax / b / W 6 = 2.86 / 1.00 / 16667 * 1e6 = 171.6 MPa f = 190 MPa 满足 ! (4)、该跨验算结论：满足 ! 连续梁验算结论： 满 足 ! 2.3 I10#工字钢验算 从桥面板计算中得出最大支座反力为 80.4KN，这个力为 1.2 恒 +1.4 活的反力，所以这里计算按照 1 的系数计算，经验算下部 I20b 工字钢间距为 68cm满足要求。 上步计算中的反力 1.20 恒 +1.40 活 -1.

12、0 4.3 -33.0 -80.4 -16.7 2.1 1.8 -15.6 -79.9 -34.5 4.4 -1.01） 总体信息 普工100.7m普工100.7m普工100.7m普工100.7m普工100.7m（ 1） 自动计算梁自 重，梁自重放大系数 1.20 （ 2） 材性： Q235 弹性模量 E = 206000 MPa 剪变模量 G = 79000 MPa 质量密度 = 7850 kg/m3 线膨胀系数 = 12x10-6 / c 泊松比 = 0.30 屈服强度 fy = 235 MPa 抗拉、压、弯强度设计值 f = 215 MPa 抗剪强度设计值 fv = 125 MPa （

13、3） 截面参数：普工 10 截面上下对称 截面面积 A = 1430 mm2 7 自重 W = 0.110 kN/m 面积矩 S = 27921 mm3 抗弯惯性矩 I = 2450000 mm4 抗弯模量 W = 49000 mm3 塑性发展系数 = 1.05 2） 荷载信息 (1)、集中力， 80.40kN，荷载位置：距左端 1.08m (2)、集中力， 80.40kN，荷载位置：距左端 2.38m 3） 内力、挠度计算 （ 1） 弯矩图（ kN.m） 0.0 3.8 -9. 63.8 3.2 3.5 -9. 94.3 0.0 4.3（ 2） 剪力图 （ kN） -5. 6-5.5 -46

14、 .933. 6 0.5 0.6 -42 .038. 5 6.3 6.4（ 3） 挠度 1/30490.2mm 1/11810.6mm 1/17800.4mm 1/11070.6mm 1/26770.3mm（ 4） 支座反力（ kN） 5.5 -39.2 -47.5 -38.0 -48.4 6.34） 单元验算 从验算情况来分析，第 4 跨受力最大，所以这里只显示第 4 跨计算，其它跨省略。 第 4 跨： 8 (1)、内力范围、最大挠度 (a)、内力范围：弯矩设计值 -9.92 4.34 kN.m 剪力设计值 -41.97 38.52 kN (b)、最大挠度：最大挠度 0.61mm，最大挠跨比

15、 1/1107 （挠度允许值见钢结构设计规范 (GB 50017-2003)附录 A.1） (2)、强度应力 最大剪应力 = Vmax * S / I / tw = 41.97 * 27921 / 2450000 / 4.5 * 1000 = 106.3 MPa fv = 125 MPa 满足 ! 最大正应力 = Mmax / / W = 9.92 / 1.05 / 49000 * 1e6 = 192.8 MPa f = 215 MPa 满足 ! (3)、稳定应力 整体稳定系数 b = 1.00 最大压应力 = Mmax / b / W = 9.92 / 1.00 / 49000 * 1e6 = 202.5 MPa f = 215 MPa 满足 ! (4)、该跨验算结论：满足 ! 连续梁验算结论： 满 足 ! 2.4 I20b 工字钢验算 从面板验算中得出 I20b 工字钢所受为集中力，每根工字钢分 6 个主要集中力，最大为 80.4KN。 1.20 恒 +1.40 活 -1.0 4.3 -33.0 -80.4 -16.7 2.1 1.8 -15.6 -79.9 -34.5 4.4 -1.01） 总体信息