棧橋、鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)方案(修改后)

1、龍海市龍江大橋工程鋼棧橋及鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)方案和安全保證措施中國(guó)水利水電建設(shè)集團(tuán)路橋工程有限公司2013年05月龍海市龍江大橋鋼棧橋設(shè)計(jì)一、基本資料設(shè)計(jì)中采用流量Q%=9010m/s，流速Vi%=2.33m/s，潮水位標(biāo)高為4.77m, 最大潮差5.00m,設(shè)計(jì)風(fēng)壓為800Pa（計(jì)算風(fēng)速：35.8m/s ,12級(jí)以上颶風(fēng)）； 根據(jù)龍海市龍江大橋工程地質(zhì)勘察報(bào)告 , 棧橋范圍內(nèi)河床多為淤泥、 中砂、卵石土所覆蓋，下臥花崗巖，河床標(biāo)高 -7.63m 0m二、方案設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料1、龍海市龍江大橋工程兩階段施工圖設(shè)計(jì)2、龍海市龍江大橋工程地質(zhì)勘察報(bào)告3、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTG D60-20044、

2、建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) （GB 50068-2001）5、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-20036、 公路施工手冊(cè)橋涵上、下冊(cè)人民交通出版社7、路橋施工計(jì)算手冊(cè) 人民交通出版社8、鋼結(jié)構(gòu)（第二版） 中國(guó)建筑工業(yè)出版社9、裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè) （廣州軍區(qū)工程科研設(shè)計(jì)所）10、公路工程簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社三、棧橋結(jié)構(gòu)擬定棧橋縱向等跨徑9m五孔一聯(lián)，每聯(lián)兩端為制動(dòng)墩，制動(dòng)墩設(shè) 2排鋼管樁間距3米；橋面寬6m棧橋橋面標(biāo)高6.79m。I 48mmI18工字鋼國(guó)產(chǎn)貝雷I36a工字 52l9nr“ 6mr防滑鋼棧橋立面布置圖m口 48mm200cmk- - _地面線二6m防滑鋼

3、板|I18工字鋼25cm-國(guó)產(chǎn)貝雷片11-J?2136a工字鋼 529mm2mm/ =-鋼棧橋橫橋向布置圖每墩臺(tái)鋼管樁采用3根 426x 12mn鋼管樁，鋼管樁入土深度由計(jì)算分析及地質(zhì)條件決定；管樁橫向采用16槽鋼作剪刀撐；剛性墩的縱向和橫向采用16槽鋼作為剪刀撐，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。鋼管樁橫橋向支撐大樣圖N3 C1販0鋼管樁制動(dòng)墩縱橋向支撐大樣圖鋼管樁頂帽梁采用2136 a工字鋼，帽梁鋼管樁焊接形成整體框架體系；縱梁采用3組國(guó)產(chǎn)貝雷梁，雙排單層布置；貝雷梁縱梁上采用I16工字鋼上分配梁橫橋向布設(shè)，間距 30cm橋面板采用3= 6mn防滑鋼板。橋 面安全護(hù)欄采用 48mn鋼管貝雷片橫向連接及橫向位

4、移限位設(shè)施四、設(shè)計(jì)方法1、采用容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)計(jì)算2、容許應(yīng)力法安全儲(chǔ)備系數(shù)的設(shè)定鋼棧橋?qū)倥R時(shí)結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力提高系數(shù)見公路橋涵鋼結(jié)構(gòu) 及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 025-86 )；本方案取容許應(yīng)力法計(jì)算時(shí)的最小 安全儲(chǔ)備系數(shù) K=( 重要構(gòu)件不小于。3、重要設(shè)計(jì)參數(shù)(1) 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0 1.0(根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) ( GB50068-2001)；(2) 取荷載沖擊系數(shù)、偏載系數(shù)；(3) 鋼材容許應(yīng)值取A鋼材抗拉、抗壓軸向力175Mpa ；彎曲應(yīng)力 w 181Mpa；剪力 106Mpa ；彈性模量： E 2 1 0000 M pa五、施工荷載1、荷載車輛荷載取 8m3 混凝土

5、攪拌運(yùn)輸車、 25 噸吊車、 50 噸履帶吊及吊重 20噸組成的車隊(duì)組合 , 各車輛后輪為雙橋雙排輪。8vm混凝土攪拌運(yùn)輸車：整備質(zhì)量；載重質(zhì)量 ( 實(shí)測(cè)質(zhì)量 37t)25 噸吊車整備質(zhì)量 28t ；(51.9861.84履帶吊整備質(zhì)量50t,吊重20t（工作時(shí)）2、車隊(duì)組合713?1 LSI612 12 * f-SCSt J L0 () ()()(J )()(】I 414r4.5a 1,4.3251.35圖1車隊(duì)組合（Kn, m）六、橋面系驗(yàn)算1、工字鋼上分配梁驗(yàn)算116a上分配梁最大計(jì)算跨徑為1.35m;其截面參數(shù)如下：3A 26.11cm2g 20.50kg/m| 1127cm4W 14

6、0-9cmS 80.8cm3tw 0.6cmo荷載分析活載車輛后軸觸地寬度為600mm長(zhǎng)度為200mm圖2），8用混凝土攪拌運(yùn) 輸車車輪位于116a工字鋼上分配梁時(shí)，為不利荷載位置.則每根上橫梁承 受車輛單輪軸荷為：15 110N 軸1.15 1.252.1K n2 23030恒載橋面板和橫梁自重：q砼 (0.3 0.006 7850 20.5) 10 O.3463KN/m受力簡(jiǎn)圖采用清華大學(xué)的SMSOLVER件進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，彎矩、剪力及支點(diǎn)反力 計(jì)算，結(jié)果如下:1.2.1 一部8m混凝土攪拌運(yùn)輸車行駛時(shí)受力簡(jiǎn)圖圖3車輛分軸荷布圖(Kn，m)支點(diǎn)、在車輛軸荷作用下有翹起的趨勢(shì)，組合恒荷載受力簡(jiǎn)

7、圖如下：034-63| 卄 l |、J jr | T l 11刃申 I 0.W3：I 0左葩訂 v | ? | w| v v I I r L | I m m 114 111)01JoJb ulj-fc- 236圖4橫梁荷載簡(jiǎn)圖(Kn , m)圖5彎矩圖15 711 I I OjtlLI30.TI-3C.8L42 5142旳-E8.91-83.9(；圖6剪力圖(Kn)1.2.1二部8m混凝土攪拌運(yùn)輸車并排行駛時(shí)橫梁受力簡(jiǎn)圖圖7車輛分軸荷布圖(Kn, m)組合恒荷載受力簡(jiǎn)圖如下152.1J3.152.1 2.152.1 5J.10.341 0 ?!0 3463 I I Q 副収 I& 14(53|

8、 0 斗旳 0.34(51uiioininiinUiAnfitiiinuiiiuuilnii圖9彎矩圖圖10剪力圖(Kn)承載力驗(yàn)算根據(jù)分計(jì)結(jié)果，一部8m3混凝土攪拌運(yùn)輸車行駛，116a工字鋼上橫梁為最不利荷載工況。根據(jù)圖 5, Mmax 21.9KN.m621.9 10140.9 103155.4Mpa181Mpa滿足承載力要求根據(jù)圖 6, Qmax 88.96KN33QS 88.96 1080.3 10Ib1127 1046105.6Mpa106Mpa滿足承載力要求撓度驗(yàn)算(偏安全的按簡(jiǎn)支梁集中荷載計(jì)算)：5ql348EI=Ihrnrn0.01mm5 0.3436 1350454348 2

9、.1 101127 10f總f1 f2 2.6 0.1 2.7mm f 1350 3.3mm滿足承載力要求400結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)為提高I16a工字鋼上分配梁安全儲(chǔ)備系數(shù)，工字鋼兩端通過自制U型 螺栓與貝雷梁聯(lián)結(jié)成整體，形成連續(xù)梁受力體系，達(dá)到應(yīng)力調(diào)幅目的-0.0115 14-J M -5,w-o a AflrrTTTTv宀2小 WrrffflC-13-12,Q712 961641U.W20.52m20.3011肌”況山,韋戲碼M “T 妙4-il.80-2S2 -(*)m 1 pl2g4.J3 (出沖6 -53 74蟲.竝50 7550.5761.01-S1.05圖11彎矩調(diào)幅結(jié)果（提高2%全儲(chǔ)備

10、系數(shù)）8圖12:剪力調(diào)幅結(jié)果（Kn）（提高9液全儲(chǔ)備系數(shù)）經(jīng)過方案對(duì)比及考慮到材料本身差異，116 a工字鋼上分配梁兩端固 結(jié)工作量大，實(shí)際操作保證性較差，方案決定將116 a工字鋼上分配梁全部 調(diào)整為118工字鋼上配梁。2、橋面板承載力驗(yàn)算（3= 6mn防滑鋼板）I16a工字鋼上分配間距30cm凈距22cm橋面板跨徑丨0.22m ；考慮到面板的連續(xù)性，在均布荷載（混凝土運(yùn)輸車單輪寬30cm作用面20cn） 下可近似地按下式驗(yàn)算其承載：橋面板承受的彎矩ql2m10橋面板承受的撓度f(wàn)叫150 EI橋面板力學(xué)參數(shù)取200mm單元寬度橋面板計(jì)算其截面特性截面抵抗矩 w 匹二x 200X 62=120

11、0mm6半截面靜力矩Sxbh223=x 200 x 6 =900mmh桁架的計(jì)算高度(m ； h 1.5m慣性矩 Ix bh；=3600mm強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)圖 1、圖 2： q 15.1/ 2 2 /0.3 1.151.217.364KN /mm /10217.364 0.220.084 Kn.m10.84 106 70Mpa120018lMpa滿足承載力要求剛度驗(yàn)算ql4150EI17.364 22045150 2.1 105 36000.36mm七、2200.88mm250貝雷桁架縱梁承載力驗(yàn)算0.36mm f滿足剛度要求1、撓度計(jì)算理論貝雷桁架縱梁的貝雷桁片在較大荷載作用下,貝雷桁片腹桿產(chǎn)生

12、微量變形，使的貝雷桁架縱梁實(shí)際整體撓度較一般實(shí)腹梁理論計(jì)算結(jié)果要 大；同時(shí)國(guó)產(chǎn)貝雷桁架連接孔與連接銷間設(shè)計(jì)間隙約 =1mm貝雷桁架受 載后兩者間的相對(duì)位移會(huì)引起結(jié)構(gòu)的非彈性撓度（既錯(cuò)孔撓度）；因此方案取貝雷桁架縱梁整體撓度組合如下:（1）貝雷桁架荷載引起的彈性撓度采用.卡秋林計(jì)算公式:i 跨中斜桿與垂直線的夾角(J； i 45E 桁架所用材料的彈性模量(Mpa； E 2.1 106Mpa心荷載的橫向分布系數(shù)， 心0.9I桁架截面的慣性矩，I 283000 2 566000cm4Keq荷載的等撓度等代荷載，Keq 61.3Kn /m ；(2) 貝雷桁架錯(cuò)孔撓度計(jì)算公式：(N=3交通部推薦公式估計(jì)

13、間隙撓度,3.52 ；）2、荷載恒載橋面系質(zhì)量：q橋3 20.5 1 0.006 7850 10 1000 1.1Km/m2貝雷桁片：1 KN/m (包括連接器等附屬物)貝雷桁架縱梁的恒載：q恒0.9 1.35 1.1 2 1 1.668Kn/m、活載 2.1.1荷載組合一履帶吊布置在跨中，吊重20t，取受力較大的一組承重梁計(jì)算，吊重時(shí)履帶吊活載全部作用在單側(cè)履帶上，則單側(cè)履帶荷載為：q 1.15 1.2 5.6 1020 4.5 10121.7Kn/m(1)荷載模型圖q=L663KN/pifVVFVWV和V打”V 一“k 2,251 m)M max 128.64Kn .m ； Qmax 20

14、0Kn ； Rmax 200Kn ；3、承載力驗(yàn)算 荷載的橫向分布系數(shù)不考慮縱梁作用情況，I18工字鋼上分配梁，跨徑2.25m時(shí),單根分配 梁集中承載力為30Kn,履帶長(zhǎng)4.5m,共15根I18工字鋼上分配梁可分配 荷載為30x 15=450Kn,則荷載橫向分布系數(shù)為：121.7 4.5 450 小，0.1121.7 4.5荷載橫向分布系數(shù)說明I18工字鋼上分配梁足可以將履帶吊荷載分配 至另外兩組縱梁共同承受荷載，方案偏安全的按2組縱梁承受荷載進(jìn)行分 析,既取 0.5。(2) 承載力分析M max 0.5 928.56 464.28Kn.m M 788.2Kn.m滿足承載力要求Qmax 0.5

15、 418.24 140.7K n245.2Kn滿足承載力要求卩J/丄丄3r mfLJ詳上I3,84TT2900022.5mm400八、帽梁驗(yàn)算滿足承載力要求錯(cuò) f 活 0.463.5222.4 0.515.18mm f1、材料性質(zhì)2136a帽梁計(jì)算跨徑為2.7m;其截面參數(shù)如下:2433A 76.3cm ， g 59.9kg / m, I 15760cm ， W 875cm ， S 513cmlx30.7cm， d 10mm。2、荷載分析恒載貝雷桁架縱梁及橋面系產(chǎn)生支點(diǎn)反力R 1.668 9 7.506Kn2I36a工字鋼帽梁質(zhì)量：q2 弩 10 0.599Kn/m1000活載（1）、8m混凝

16、土攪拌運(yùn)輸車（前跨）+履帶吊（墩頂）+8m3混凝土攪拌運(yùn) 輸車（后跨）車隊(duì)的組合。前后跨8m混凝土攪拌運(yùn)輸車在墩頂產(chǎn)生的反力:P2104.1972 10139.19K n履帶吊在墩頂產(chǎn)生的反力：F35.6 4.5 1020 10452Kn （較重側(cè)）F35.6 4.5 10 252Kn根據(jù)履帶吊在橋面幾種不利位置，經(jīng)對(duì)比分析，當(dāng)履帶吊位履帶于外 側(cè)第二排貝雷桁架縱梁頂時(shí)，由貝雷桁架縱梁傳遞支點(diǎn)反力對(duì)工字鋼帽梁受力最不利，其荷載組合簡(jiǎn)圖如下：gcIGfAd匚話冷囁I啟C淆耳2軋亂紀(jì)J喜S&S?J ,* , ”| p ，uL 上I字0污L1,351 “L351 氐 9n:-H-d7|F2,76圖2

17、1荷載簡(jiǎn)圖（Kn/m、Kn m）（承重履帶位于外側(cè)時(shí)）匚筲一 Ed盞肖-a畤9. iAH1feJGAd缶1一用7| =J工土卞Li.o;r-2.u匕7 %30,圖22荷載簡(jiǎn)圖（Kn/m、Kn m）（承重履帶位于內(nèi)側(cè)時(shí)）3、受力分析圖23彎矩圖24剪力圖（Kn）（起重則位于外側(cè)時(shí)）571,0?0.1總傭二28心-環(huán).毎-200.24-2O3.5C5 -2QL.05 -208.S3圖25剪力圖（Kn）（起重則位于中間時(shí)）4、承載力驗(yàn)算（1）荷載的橫向分布系數(shù)墩頂支點(diǎn)剛度較大，118工字鋼上分配梁荷的橫向分配效果較差，本 方案偏安全的取橫向分布系數(shù)為1。（2）承載力分析根據(jù)帽梁受力彎矩圖23及剪圖2

18、5： Mmax 299.93Kn.m ； Qmax 571.09Kn ；Rmax571.09 Kn。6M 299.93 103171.38MpaW 2 875 103181Mpa滿足承載力要求QSIb571.09 1032 30.7 10 1093Mpa106Mpa滿足承載力要求撓度偏安全的按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算:5ql4385EI5 .599 2700440.1mm385 210000 15760 10集中荷載撓度計(jì)算式為：fp Pb . a2ab ，經(jīng)計(jì)算及疊加集中荷p 9EII V 3載撓度f(wàn)23.2mmf f1 f20.13.23.3mm f 2700 11mm 滿足承載力要求250九、棧橋

19、單排樁計(jì)算1、橫向力計(jì)算 、水流力計(jì)算水位取施工高水位+4.77m進(jìn)行計(jì)算，取15#墩對(duì)應(yīng)處的地質(zhì)和水 文（見龍海市龍江大橋工程地質(zhì)勘察報(bào)告）情況作為計(jì)算依據(jù)：河床最 低標(biāo)高-7.63m,局部沖刷按4.5m考慮，錨固點(diǎn)在局部沖刷線下 5d=3m處,如下圖所示意。水流力計(jì)算式：P2g其中：P-為流水壓力-為水的容重，10Kn/m3;v-為流速,v = 2.33m/s;g-為自由落體加速度g = 10m/s2;k-為阻水形狀系數(shù)，取K=2水流力：P水 O73 17.4 0.59 10 2.3320.3Kn2 10水流力彎矩：M, P水 L 20.3 20上 3198.94Knm3、風(fēng)荷載（1）、非

20、工作時(shí)的風(fēng)荷載棧橋受風(fēng)載面積為棧橋立面投影面積：風(fēng)載計(jì)算式：wk1 0.7 z sw0 0.7 1.38 1.17 0.8 0.9Kn/m2其中：Us-K1為風(fēng)載體型系數(shù)，?。ㄆ渌鼧?gòu)件）；Uz-為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，?。ˋ類地面）；W0-基本風(fēng)壓值，取m2受風(fēng)面積按結(jié)構(gòu)的輪廓面積乘以一個(gè)系數(shù)，對(duì)于桁架系數(shù)取。一孔棧橋的受風(fēng)面積：A 0.4 91.5 0.36.5m2P2 ws 0.9 6.55.85Kn假定作用點(diǎn)在棧橋面，棧橋面標(biāo)高+6.79mM2P2L 5.85 6.79 15.63 131.2Kn.m（2）、工作時(shí)的風(fēng)荷載（活載面積棧橋受風(fēng)載面積為棧橋立面投影面積及棧橋上的活載面積按x 12

21、m計(jì)）:風(fēng)載計(jì)算式：Wk1 0.7 z sw0 0.7 1.38 1.17 0.8 0.9Kn/m2其中：Us-K1為風(fēng)載體型系數(shù)，?。ㄨ旒荏w）；Uz-為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取（A類地面）；wo-基本風(fēng)壓值，取 m2受風(fēng)面積應(yīng)按結(jié)構(gòu)的輪廓面積乘以一個(gè)系數(shù)，對(duì)于桁架系數(shù)取。一孔棧橋的受風(fēng)面積：2A 0.4 91.5 0.31.5 1224.5mP3 ws 0.9 24.522 Kn假定作用點(diǎn)在棧橋面，棧橋面標(biāo)高+6.79mM3 P3L 226.7915.63493Kn.m2、順橋向水平力計(jì)算順橋向水平力主要由車輛走行時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力，理論上制動(dòng)力應(yīng)由制 動(dòng)墩承受；但為確保安全，按一聯(lián)棧橋（5孔）布置

22、一個(gè)制動(dòng)墩（制動(dòng)墩為雙 排鋼管樁共6根，排距3.0米，采用I36工字鋼相連形成框架體系）；方 案偏安全的在同一墩前后跨各布置1臺(tái)8m砼攪拌運(yùn)輸車+1臺(tái)履帶-50（圖 27），考慮到鋼材間較大的摩擦力作用，方案認(rèn)為汽車制動(dòng)力由該聯(lián)棧橋6個(gè)墩共24根鋼管樁承受，每根樁的線剛度 旦相同，因此每根鋼管樁承受l的制動(dòng)力相等。,11 1517、1.11鮎加比1,It-50L一Q J T T :3EITTTTT: ： T 匸,BdjlEii!_ 1E 丄-0AU: kJr15J圖27車輛水平制動(dòng)力示意圖I車輛水平制動(dòng)力：F 37.2 5010 10%3.63Kn24制動(dòng)力作用點(diǎn)假定在棧橋橋面1.2m（公路橋

23、涵設(shè)計(jì)規(guī)范P28）M43.636.79 15.63 1.285.8Kn.m3、鋼管樁豎向承載力驗(yàn)算鋼管支墩高度H 22.4m,選用 426壁厚12mm普通A3鋼管。每排鋼 管樁與樁頂136a工字鋼帽梁及中間16槽鋼撐焊接連執(zhí)接，形成框架受力 結(jié)構(gòu)，方案按頂部有側(cè)移端部條件的框架柱計(jì)算型模進(jìn)行承載力力分析。、鋼管樁受荷載鋼管樁最不利受力為在工作時(shí)，最高潮水位水流力、風(fēng)荷載及車輛豎 向荷載及水平制動(dòng)力共同作用。max車輛豎向荷載：Rmax 571.09Kn （見帽梁驗(yàn)算）；水流力：M1198.94Kn.m ;風(fēng)荷載：M3493Kn.m ;車輛水平制動(dòng)力：M4342.49 Kn.m、鋼管支墩截面特性

24、截面慣性矩：I 0.049144444D4 d40.0491 42.64 41.4417464.2cm4截面最小回轉(zhuǎn)半徑：i旦工竺J士 14.85cm44截面積：AD2 d243142 曲 41427917.8mm24270截面抵抗矩:W 0.09820.098252.94574819.94cm3D52.92框架柱整體截面抵抗矩：W 如 33719 270 回必 21503cm3、鋼管支墩驗(yàn)算（1）框架柱剛度驗(yàn)算上、下節(jié)點(diǎn)橫向聯(lián)結(jié)系與立柱線剛性比為：15760 2 17464 11.6 ;k2（底層柱與基礎(chǔ)剛接）,查表得2.717.40.9。（2）剛度驗(yàn)算l .9 224 10013614.8

25、5150滿足剛度要求（3）橫橋整體穩(wěn)定驗(yàn)算此類構(gòu)件屬b類截面，=（受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)）。壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn) 定計(jì)算公式:Nmx MA xWx 1 N/Ne其中：x-截面塑性發(fā)展系數(shù)，取;Ne-歐拉力，Ne 2EA/ 21374Kn ;mx-等效彎矩系數(shù)，取163Mpa f 175Mpa571.09 1031.03 198.94 493 1060.432 7917.8 1.15 29033 103 1 0.432 571.09/1374滿足整體穩(wěn)定要求（4）順橋向整體失穩(wěn)驗(yàn)算汽車制動(dòng)力（順橋向）在鋼管樁產(chǎn)的彎矩M485.8Kn.m ;小于橫橋向水流力及風(fēng)力產(chǎn)的彎矩總和M 3 198.94 493

26、1089.8KN m ,因此是安全的。4、單樁承載力計(jì)算(1)、鋼管樁豎向荷載車輛豎向荷載：Rmax 571.09Kn (見帽梁檢算);水流力及風(fēng)力的鋼管樁豎向荷載：P風(fēng)5 201耿鋼管樁質(zhì)量：844.7715.631510“ “ .G樁29.7Kn ；1000帽梁質(zhì)量：G帽 59.9 2.7 2 103.23Kn帽 1000汽車制動(dòng)力：縱梁與工字鋼帽梁間摩擦力較大，汽車制動(dòng)力較好的分配至一聯(lián)各鋼管樁，實(shí)際鋼管樁產(chǎn)生的豎向力很少鋼管樁豎向荷載：NmaxRmax P風(fēng)G 樁 G 帽 571.09 201.8 29.7 3.23 805.8Kn(2)、鋼管入土深度計(jì)算橋梁施工工程師手冊(cè)P109頁(yè)至

27、P119頁(yè)根據(jù)龍海市龍江大橋工程地質(zhì)勘察報(bào)告，以主橋墩15#墩作為鋼 管樁承載力的驗(yàn)算依據(jù)，各層地質(zhì)情況見表 2，施工中實(shí)際情況與本表不 符時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算式：P K Uili i Ar其中：K 安全系數(shù)，?。?a r 樁尖承載力，本方案取0；i震動(dòng)沉樁對(duì)土層摩阻力的影響系數(shù)，對(duì)于砂土層，取；li 局部沖刷線以下，各土層厚度，mi 與h對(duì)應(yīng)各土喜層與樁壁的極限摩阻力，Kpa;U 樁的周長(zhǎng)，土質(zhì)特性表及鋼管樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值X-JU |=t 巖層巖性樁側(cè)土極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值i（ kPa）土層頂標(biāo)高（m）土層底標(biāo)高（m厚度（m）樁周長(zhǎng)（m）承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kn）II淤泥10III 1中砂

28、局部沖刷線4.5m深I(lǐng)II 1中砂30193III 2中砂40120V2中砂55210V3中砂70198V4卵石土170卵石土層以上地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為 721Kn，進(jìn)入卵石土層厚度h i:Hi 170 1.662721 1.5 805.8H min 1.73m （進(jìn)入卵石土層厚度）鋼管樁入土總長(zhǎng) Lmin 4.38 0.12 3.88 1.8 2.3 1.7 1.7315.91m，取 16m。鋼管樁持力層為卵石土（ V4），為確保安全鋼管樁進(jìn)卵石土（V4）不小于2m單樁理論及限承載力：P 7212 1.662 1701286 Kn（3）、振動(dòng)錘選擇土壤對(duì)樁側(cè)的動(dòng)摩系數(shù)及鋼管樁動(dòng)摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值X-

29、JU |=t 巖層巖性樁側(cè)土極動(dòng)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值土層頂標(biāo)高土層底標(biāo)高（m）厚度（m樁周長(zhǎng)（m）動(dòng)摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值i （kPa）（m）（kn）II淤泥143III 1中砂局部沖刷線4.5m深1III 1中砂38III 2中砂18V2中砂23V3中砂17V4卵石土42動(dòng)摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值合計(jì)（kn）181DZ-60震動(dòng)錘參數(shù)、建數(shù)電動(dòng)機(jī)偏心力矩激振力偏心軸轉(zhuǎn)空載振許用拔樁樁錘重量功率速幅力、型號(hào)（Kw）（Nm（Kn）（R/min）（mm（Kn）（kg）DZ606036040210002504492鋼管樁樁周動(dòng)摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值（見表 3）:F摩 K U ili i A r 181 1.10.2652 800 375K

30、nDZ-60震動(dòng)錘激振力驗(yàn)算（見表 4）:F 402 Kn F摩 375 Kn滿足要求十、棧橋整體穩(wěn)定性驗(yàn)算1、荷載分析鋼管樁最不利受力為在工作時(shí)，最高潮水位時(shí)水流力、風(fēng)荷載與水流力產(chǎn)生的同向傾履力矩，本方案取一聯(lián)棧橋（5孔）進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析。2、傾履力水流力傾履力：M_, 198.94 24 4774.56Kn.m工作時(shí)風(fēng)力傾履力：M3 493 5 2465Kn.m整體傾履力： M Mj M 24774.56 24657239.56Kn.m3、抗傾履力水流力、風(fēng)荷載同向力矩作用下，棧橋有繞下流外側(cè)鋼管樁傾履趨勢(shì)， 則棧橋自身質(zhì)量抗傾履力矩半徑 2.7米，上流第1排鋼管樁抗傾履力矩半 徑5.

31、4米、第2排鋼管樁抗傾履力矩半徑2.7米?？v梁及橋面質(zhì)量：Gi 1.668 9 6 5 450 Kn單根鋼管樁自重與摩阻力：P 1286 29.7 1316Kn抗傾履力矩：M 450 2.7 1316 8 5.4 1316 8 2.7 86492 Kn.m4、整體穩(wěn)定性分析M 7239.56棧橋整體穩(wěn)定安全系數(shù)k 8竺乙11.9滿足整體穩(wěn)定性要求龍海市龍江大橋主墩樁基作業(yè)平臺(tái)一、 鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)擬定鋼平臺(tái)貝雷縱梁，橫橋向布置，跨度為等跨徑6m作業(yè)平臺(tái)內(nèi)設(shè)置 2組三排單層 貝雷縱梁，平臺(tái)邊各設(shè)置 1組單層單排貝雷縱梁， 貝雷梁縱 梁上采用I25a工字鋼間距38cm中分配梁橫橋向布設(shè)；中分配梁上采用

32、116a工字鋼間距30cm橋面板采用12mn防滑鋼板；橋面安全護(hù)欄采用 48mn的鋼管。鉆孔平臺(tái)平面圖鉆孔平臺(tái)立面圖設(shè)計(jì)荷載1、荷載組合一：25t 汽車吊整備質(zhì)量，基本臂最大起重矩為，根據(jù)鋼平臺(tái)布置圖以及吊車參數(shù)，最小起重距離為5.3m,因此最大起質(zhì)量為G=按單腿承受75% 的質(zhì)量：25t汽車吊工作時(shí)最大單腿集中荷載為：+X 75%=為分?jǐn)?16字鋼中分配梁荷載，吊車單腿下采用2根120工字鋼間距 10cm長(zhǎng)度150cm鋼支墊，確保單腿最大集中荷載至少由 4根I16工字鋼 上分配梁承擔(dān)。2、荷載組合二：鉆機(jī)按樁基直徑2.5m沖擊鉆機(jī)考慮，鉆架質(zhì)量約8t、錘質(zhì)量約10t, 考慮沖擊系數(shù)，荷載為1

33、8X二。3、荷載組合三：2部8m混凝土攪拌運(yùn)輸車，整備質(zhì)量；載重質(zhì)量，并排位于孔口。4、荷載組合四：50 噸履帶吊及吊重 41 噸(鋼筋籠 )單側(cè)履帶受力，履帶吊荷載為202KN/M5 、荷載限定：(1) 、履帶吊重超過 10噸時(shí)，履帶垂直于帽梁而且是必段同時(shí)位于2 根帽梁上，(2) 、吊車位于帽梁上三、 橋面系驗(yàn)算1 、上分配梁上分配梁，計(jì)算跨徑為 38cm。荷載分析活載車輛后軸觸地寬度為600mm長(zhǎng)度為200mm圖2) , 8vm混凝土攪拌運(yùn) 輸車車輪位于116a工字鋼上分配梁時(shí)，為不利荷載位置.則每根上橫梁承 受車輛單輪軸荷為：15 110N 軸1.15 1.252.1K n2 2圖1車

34、輪作用示意圖恒載橋面板和橫梁自重： q砼 (0.3 0.006 7850 20.5) 10 0.3463KN /m 單根工字鋼分配梁荷載：52 1P0.3463261K n/m0.2受力簡(jiǎn)圖在荷載作用下，上分配梁兩端有翹起的趨勢(shì)，方案偏安全的按簡(jiǎn)支梁 進(jìn)行承載力分析，彎矩、剪力計(jì)算結(jié)果如下：沁屮IJ川山山山川山山山川#圖2橫梁荷載簡(jiǎn)圖(Kn/m、Kn m)圖3彎矩圖圖4剪力圖（Kn）承載力驗(yàn)算116a分配梁間距20cm,計(jì)算跨徑為38cm其截面參數(shù):243A 16.131cm ； g 20.511kg /m ； I 1130cm ； Wx 141cm。根據(jù)圖 3, Mmax 4.71KN.mM

35、4.71 1063W141 1033.4Mpa181Mpa滿足承載力要求根據(jù)圖 4, : Qmax 49.59KNQS49.59103 “ -30.7 Mpa106 MpaA16.131100滿足承載力要求撓度驗(yàn)算:5ql4348 EI5 261 38454348 2.1 101130 100.01mm384000.1mm滿足承載力要求2、工字鋼中分配梁2根I28a中分配梁間距38cm計(jì)算長(zhǎng)跨徑為3.5m,其截面參數(shù):A 55.4cm2 , g 43.4kg/m, I 7710cm4 , W 508cm3 ,24.6cm ,SXtw 8.5mm。2根I25a中分配梁間距38cm(確保履帶吊下中

36、分配梁數(shù)量)，計(jì)算長(zhǎng)跨 徑為3.5m，其截面參數(shù)：243I XA 48.5cm ， g 38.1 kg / m, I 5020cm ， W 402cm ，21.6cm，SXtw 8mm。荷載分析恒載橋面板和 I18 橫梁重：q砼 0.3463 0.75 9 2.7 0.866KN /mI28a 工字鋼重：q恒 38.1 10 10000.381 KN /m恒載合計(jì)：q恒 0.381 0.8661.3KN /m2.1.1吊車活載組合一通過限定吊車支腿點(diǎn)位于帽梁頂中，中分梁不參于荷載作用，無需驗(yàn) 算。2.1.1履帶吊活載組合二(1)、履帶吊活載全部作用在單側(cè)履帶上，履帶吊與I28a工字鋼中分配梁平

37、行布設(shè)，因限定履帶位于2根帽梁上，中分梁不參于荷載作用， 可不進(jìn)行荷載分析。(2)、履帶吊布置在跨中，吊重41t，履帶吊75%舌載全部作用在單側(cè) 履帶上，履帶吊與I28a工字鋼中分配梁垂直布設(shè)，至少9根中分梁參于荷 載分配用用，橫向分布系數(shù)為1,則I28a工字鋼中分配梁最大荷載為：9910 0.755.6 4.5P履受力簡(jiǎn)圖9 0.7112kn/m在荷載作用下，上分配梁兩端有翹起的趨勢(shì)，方案偏安全的按簡(jiǎn)支梁 進(jìn)行承載力分析，彎矩、剪力計(jì)算結(jié)果如下：圖5橫梁荷載簡(jiǎn)圖（Kn/m、Kn m）圖6彎矩圖圖7剪力圖（Kn）2. 1. 1組合三：2部8用混凝土攪拌運(yùn)輸車2部8m混凝土攪拌運(yùn)輸車，整備質(zhì)量；

38、載重質(zhì)量，并排位于孔口。 活載經(jīng)對(duì)比分析2部混凝土攪拌運(yùn)輸車與I28工字鋼中分配梁垂直，并排布置時(shí),為最不利荷載布置；考慮18工字鋼面板間距0.76m時(shí)，單根槽鋼分配20Kn集中荷載,則每根上橫梁承受車輛單輪軸荷為：15.1 102 21.15 1.2 2032.1Kn3030圖8車輪作用示意圖恒載橋面板和橫梁自重:q砼(0.3 0.006 7850 20.5) 10 0.3463KN /m頁(yè)3ufl(o言一1言-me圖9橫梁荷載簡(jiǎn)圖(Kn/m、Kn m)圖10彎矩圖-81.4-5-S1.65圖11剪力圖(Kn)承載力驗(yàn)算根據(jù)圖 6, Mmax 63.73KN .m6M 63.73 10159

39、 Mpaw 181 MpaW 402 103滿足承載力要求根據(jù)圖 8, Qmax 82.42 KNQS 陀42 10348Mpa 106MpaItw 8 21.6 10滿足承載力要求撓度驗(yàn)算（偏安全的按簡(jiǎn)支梁集中荷載計(jì)算）qcb2 24EIf總 1mm f7112 1400 70072.26 10542.26 10 1mm24 2.1 1055020 1043500 8.75mm滿足承載力要求4003、橋面板承載力驗(yàn)算（3= 12mm防滑鋼板）116a工字鋼上分配間距30cm，凈距21.2cm,橋面板跨徑I 0.212m ；考慮到面板的連續(xù)性，在均布荷載（混凝土運(yùn)輸車單輪寬30cm作用面20c

40、m）下可近似地按下式驗(yàn)算其承載：橋面板承受的彎矩m魯橋面板承受的撓度ql4150EI3030圖2車輪作用示意圖車輛單輪輪壓:15 110N 軸1.15 1.252.2 Kn2 2橋面板力學(xué)參數(shù)取300mn單元寬度橋面板計(jì)算其截面特性截面抵抗矩bh223=x 300X 12 =7200mm半截面面積矩 sx =x 300x 122=5400mm慣性矩I xbh34=43200mm 12強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)圖1、圖 2： P 52.1260.5Kn/m0.2ql21021.17Kn.m260.5 0.21210M 1.17 105 6W 7200162.5Mpa 181Mpa滿足承載力要求ql4150EI

41、0.39mm剛度驗(yàn)算260.5 2124f 0.39mm2202500.88mm滿足剛度要求四、 貝雷桁架縱梁承載力驗(yàn)算1、荷載恒載橋面系質(zhì)量：q橋3 20.5 1 0.006 7850 10 1000 1.1 Km/m2貝雷桁片：1 KN/m （包括連接器等附屬物）貝雷桁架縱梁的恒載：q恒0.9 1.35 1.1 2 1 1.668Kn/m、活載2.1.1荷載組合一（履帶吊與貝雷縱梁平行布設(shè)）履帶吊與貝雷縱梁平行布設(shè)，位于跨中，單組貝雷縱梁受力，吊重41t ,取受力較大的一組承重梁計(jì)算，吊重時(shí)履帶吊活載全部作用在單側(cè)履帶 上，則單側(cè)履帶荷載為：q 5.6 1041 4.5 10147Kn/m

42、（1）荷載模型圖圖12縱梁恒載圖（Kn/m，m）3J *11 jf X 0.750.75f3JrJH1jf圖13縱梁活載圖（Kn/m，m）（履帶吊50）（2）受力分析圖14彎矩圖圖15剪力圖（Kn）2.1.2荷載組合二（履帶吊與貝雷縱梁垂直）履帶吊與貝雷縱梁垂直布設(shè)，位于跨中，單組貝雷縱梁受力，吊重41t , 取受力較大的一組承重梁計(jì)算，吊重時(shí)履帶吊活載全部作用在單側(cè)履帶 上，則單端履帶荷載為：147 4 5q472.5Kn/m2 0.7圖16縱梁活載圖（Kn/m，m）（履帶吊50）圖17彎矩圖17038)-L7C.3S2.1.3荷載組合三（吊車單腿最大荷載位于貝雷縱梁平行布設(shè)）25t汽車吊整

43、備質(zhì)量，基本臂最大起重矩為，根據(jù)鋼平臺(tái)布置圖以及吊車參數(shù)，最小起重距離為5.3m，因此最大起質(zhì)量為G=按單腿承受75%的質(zhì)量，位于25t汽車吊工作時(shí)最大單腿集中荷載為：+X 75%=448仲8圖19橫梁荷載簡(jiǎn)圖（Kn/m、Kn、m）679 .513圖20彎矩圖洌0234.00圖21剪力圖（Kn）2.1.3荷載組合四（吊車單腿最大荷載位于貝雷縱梁、履帶吊與貝雷縱梁 分別位于前跨）履帶吊與貝雷縱梁平行布設(shè)，至少 9根中分配梁參于荷載分配作用,中分配梁間距2.05m時(shí)，每根可分配120kn,取荷載分配系數(shù)為33%49Kn/m147443川山山WBIMMUWm圖24剪力圖(Kn)2、承載力驗(yàn)算(1)荷

44、載的橫向分布系數(shù)a、面板材料強(qiáng)度相對(duì)于吊車集中荷載及履帶吊最大工作荷載，荷載分配作用較小，計(jì)算中作為安全儲(chǔ)備不予考慮。b、設(shè)備荷載作用于中分配梁端部時(shí)， 工字鋼無法參于荷載分配作用,因此不考慮中分配梁荷載的橫向分布作用。max679.1Kn.m M 788.2Kn.m滿足承載力要求銷子設(shè)計(jì)材料為30CrMnS,直徑為49.5mn,考慮到此部分配件易丟失，易以A3材料替代，其單個(gè)銷子容許雙剪容許應(yīng)力，按 A3核算:3.14249.5106203K n桁貝雷桁單端梁容許剪力:203 2406 Kn貝“Qmax 335.7 Kn406 Kn滿足承載力要求9000 ff恒 f 錯(cuò) f活 0.46 3.

45、52 22.4 0.5 15.18mm f22.5mm恒400滿足承載力要求五、工字鋼帽梁2根136a中分配梁，計(jì)算長(zhǎng)跨徑為2.05m,其截面參數(shù)：136 a工字鋼截面參數(shù)：243I XA 76.3cm , g 59.9kg / m, I 15760cm , W 875cm ,30.7cm,SXtw 10mm。荷載分析工況1:貝雷桁架縱梁支點(diǎn)反力根據(jù)貝雷桁架縱梁承載力計(jì)算結(jié)果，最大支點(diǎn)板力反力:Nmax 292.48 201.23 493.71K n工況1:吊車單腿最大荷載位于帽梁頂N max 448 Kn受力簡(jiǎn)圖4旳朋山山|川山山山川4iii山山山山i山山冊(cè)246.8?2+7.51圖27剪力圖(Kn)