栈桥计算书(上报).doc

1、 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 1 目 录 第一章 栈桥施工计算说明 一、设计依据 二、主要技术标准 三、技术规范 四、主要材料 五、设计要点 六、结构计算内容 七、使用注意事项 第二章 栈桥结构计算书 一、工程概况 二、设计参数 三、横向分配梁槽钢 25b计算 四、贝雷桁计算 五、桩顶横垫梁（工字钢 2I36b）强度验算 六、钢管桩竖向承载力计算、扩大基础承载力计算 七、栈桥的纵向稳定性验算。 八、栈桥抗 9 级风稳定性验算。 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 2 第一章 栈桥施工计算说明 一、设计依据 本栈桥使用“ 321”装配式钢桥（上承式）。

2、用 630 8mm 钢管作为桩基础，满足栈桥的使用功能要求。 二、主要技术标准 1、 栈桥 用途：满足厦门高集海堤开口改造工程项目施工 期间社会车辆的 自行车、摩托车及人行 通行 ，使用寿命为至工程结束。 2、设计单跨标准跨径 9m 和 12m 交替，桥面净宽 5m，与岸线连接的道路宽度 5m。（ 部分施工过程中需 行走履带吊 ， 桥面设计单跨标准跨径 按 9m，桥面净宽按 6m，与岸线连接的道路宽度 6m。） 3、设计行车速度： 20km/小时， 4、设计荷载： 人群荷载： 5KN/m2 ， ( 500KN 履带吊车 )、 水管及电缆等荷载： 2KN/m（挂在靠下游侧的贝雷桁架上） 5、桥面

3、标高： +7.0+9.8m(水上段 +7.0m，陆上段从 +7.0m 过渡到 +9.8m)，栈桥二头与施工便道连接。 6、设计风速 : :41.5m/s(由设计图纸提供 ) 7、“ 321”装配式钢桥使用 ,4 排单层型（上承式）贝雷片。 三、技术规范 1、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵设计通用规范 JTJ021-89。 2、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵结构及木结构设计规范JTJ025-86。 3、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵地基与基础设计规范（ JTG D63-2007）。 4、中华人民共和国交通部战备办装备式公路钢桥使用手册（交通部战备办发布， 1998 年 6月）。 5、

4、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000。 四、主要材料 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 3 1、“ 321”装配式钢桥及附件 采用国产 321”装配式钢桥及附件，其技术标准应符合交通部编制装配式公路钢桥制造及检验、验收办法的有关规定。 贝雷桁架几何特性及桁架容许内力 (1)桁架单元杆件性能 杆件名 材料 断面型式 横 断面积（ cm2） 理论容许承载力（ KN） 弦杆 16Mn 10 2*12.7 560 竖杆 16Mn I8 9.52 210 斜杆 16Mn I8 9.52 171.5 (2)几何特性 几何特性 结构构造 Wx(cm3)

5、Ix(cm4) EI(KN.m2) 单排单层 不加强 3578.5 250497.2 526044.12 加强 7699.1 577434.4 1212612.24 双排单层 不加强 7157.1 500994.4 1052088.24 加强 15398.3 1154868.8 2425224.48 三排单层 不加强 10735.6 751491.6 1578132.36 加强 23097.4 1732303.2 3637836.72 双排双层 不加强 14817.9 2148588.8 4512036.48 加强 30641.7 4596255.2 9652135.92 三排双层 不加强 2

6、2226.8 3222883.2 6768054.72 加强 45962.6 6894390 14478219 (3)桁架容许内力表 桥型 容许内力 不加强桥 梁 单排单层 双排单层 三排单层 双排双层 三排双层 弯矩（ KN.m） 788.2 1576.4 2246.4 3265.4 4653.2 剪力（ KN） 245.2 490.5 698.9 490.5 698.9 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 4 桥型 容许内力 加强桥梁 单排单层 双排单层 三排单层 双排双层 三排双层 弯矩（ KN.m） 1687.5 3375 4809.4 6750 9618.8 剪力（

7、 KN） 245.2 490.5 698.9 490.5 698.9 2、钢材 钢管桩采用 Q235A 钢板卷制，其技术标 准应符合国家标准（ GB699-65）的有关规定。 型钢应符合国家标准（ GB2101-80）的有关规定。 钢材容许应力及弹性模量 按 JTJ025-86 标准（ page4 页 表 1.2.5） A3 钢 (Q235)：弯曲应力 w= 145MPa 剪应力 = 85MPa 轴向应力 = 140MPa 弹性模量 E= 2.1*105MPa 16Mn 钢：弯曲应力 w= 210MPa 剪应力 = 120MPa 轴向应力 = 200MPa 弹性模量 E= 2.1*105MPa

8、 五、设计要点 本桥计算按 12 米跨径 简支梁计算和 5 跨（各 12 米跨径）连续梁计算。设计单跨标准跨径 12m。本桥水上基础为打入式钢管桩，非制动墩每个支点设 2 根630 8mm钢管桩（单排），制动墩每个支点设 4根 630 8mm钢管桩（双排），单桩允许承载力 P（计算时按壁厚 7mm 计算，以确保安全）计算： 取 630 8mm 螺旋焊钢管材料进行验算，壁厚按 =7mm 进行计算，其钢管截面特性如下： A=137.005cm2 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 5 I=66494.922cm4 i 22.027cm W=2110.95 cm3 M 90.61K

9、g/m 单根 630mm， =7mm 钢管截面承受的允许压力 N N（ A ） 137.005 10-4 140 103 1918kN 由于钢管墩为压杆，要考虑压弯失稳，故进行稳定性校核 按两端铰支计算钢管稳定容许应力，该处钢管最大自由长度为 L 10.0m（从河床面起至钢管墩顶止）。按照路桥施工计算手册表 12-2 公式，则钢管稳定容许应力： 0.810*140 113.4MPa 式中： 压杆稳定系数； L/i 1 10/0.22027=45.40 80； 压杆的长度系数，该处取 1； L 压杆的自由长度，该处 L=10.0m； i 压杆对轴的惯性半径，该处 i 0.22027； 压杆材料的

10、容许应力，钢管 140MPa。 查钢结构设计规范得， 0.810。 单根钢管的稳定容许压力： P A 113.4 1.37005 101 1553.64 kN 式中： 钢管的稳定容许应力（由上式求得）； A 钢管壁的横截面面积（直径 0.630m，壁厚 0.007m） 故单根钢管稳定允许承载力 P= 1553.64 kN，所以后续检算钢管的竖向荷载必须小于 P 1553.64 kN。 六、结构计算内容 结构计算书中， 第一种情况： 荷载按满布人群荷载为 5KN/m2，水管及电缆等荷载： 2KN/m（挂在靠左侧的贝雷桁架上） ；第二种情况： 500KN 履带吊车荷载 。按最不利情况进行布载和荷载

11、组合， 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 6 按单跨标准跨径 12m 计算如下内容： 1、钢板计算 2、横向槽 钢 25 计算 3、贝雷桁计算 4、桩顶横垫梁（工字钢 2I36b）强度验算。 5、钢管桩竖向承载力计算、扩大基础承载力计算。 6、栈桥的纵向稳定性验算。 7、栈桥抗 9 级风稳定性验算。 七、使用注意事项 严禁车辆超载、超速工作和行驶，不得在桥面上随意堆放材料及重物。 大于 9级风时栈桥停止使用，过后必须对栈桥作全面检查后方可恢复工作。 栈桥使用期必须经常检查栈桥状况，如有异常情况，必须查明原因，经处理后方可继续使用。 严禁外来荷载碰撞栈桥，严禁在栈桥上进行船舶

12、系缆。 第二章栈桥结构计算书 一 工程概况 厦门高集 海堤计划于 2010 年 10月 28 日进行开口改造，工期 22 个月。海堤全线共有两处开口工程，一处位于集美端，开口长 60 米，建一座 60 米的中桥，另一处位于高崎端，开口长 800 米，建一座长 1000 米的特大桥，跨径布置为3*30+2*（ 3*50） +4*50+（ 70+120+70） +3*50m=1000 米的桥梁，对应墩号为 0#19#桥台。伴随本次开口改造工程，还将对海堤全线进行断面改造，将现状单向 2车道改造为双向 4 车道。施工期间，为保障交通安全，需封闭高集海堤主车道，沿海堤行驶的机动车均需绕行周边其他道路。

13、通过交通组织 措施，确保摩托车、自行车和行人在海堤上安全通行。在开口段搭设钢便桥，头尾顺接既有铁路加宽路基，方便进出岛方向自行车、摩托车及行人通行。 钢栈桥立面图 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 7 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 8 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 9 人行 栈桥横断面图 二 、 设计参数 1、荷载 .恒载（每跨）： 行车道板厚（厚 1.0 厘米的钢板）： 5 78.5=392.5 /m=3.93KN/m 25 桥面横向（ 60cm 间距）： 21 31.4 659.4 /m=6.6KN/m 贝雷桁架自重：（

14、270+80） /3=0.116t/m=1.16KN/m 2I36b 横垫梁 5 2 65.66 656.6kg=6.57KN/m 中交三航局 厦门高集海堤开口改造工程 人行栈桥计算书 10 2I36b 纵垫梁 2.1 2 65.66 275.8kg=2.76 KN .活载： 贝雷桁架：其为国家规定尺寸制造，每片桁架为 1.5 3.0m，重 270Kg。弦杆由 210 组成，内侧的斜杆腹杆系由 I 8 组成，钢材为 16Mn 钢，最大拉压弯应力为 273Mpa，剪应力为 156Mpa。支撑架重 40Kg。单片贝雷桁架容许弯距为788.2KN.m，剪力为 245.2KN。 三、 10mm 钢板验

15、算 （ 第一种情况 按自行车 、摩托车 行人 荷载计算 ） 本栈桥设计仅供行人及非机动车行驶，既最大荷载及为满布荷载 5KN/m2。刚板底部横向槽钢按照中对中 80cm 间距布置。 10mm 刚板： w=145MPa、 E=2.1 105 MPa、 =0.010m 1、荷载 （ 1）、人群 荷载： q1=5KN/m2 （ 2）、钢板自重： q3=0.785 5=3.93KN/m 2、强度验算 （ 1）计算模式：按 5跨连续梁计算（路桥施工计算手册 P765 页） 钢板受力计算简图 (2)截面特性： A=b h=1 0.01=0.01m2 W=bh2/6=1 0.012 6=1.67 10-5m3 I=bh3/12=1.0 0.013 12=0.83 10-7m4 (3)强度验算： M 支 =0.105ql2=0.105（ 5+3.93） 0.552=0.28KN.m