贝雷栈桥计算方程及施工方案.doc
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1、三白荡栈桥施工方案一、设计说明三白荡栈桥全长约780m,被南砌圩分为东西两座,其中南砌圩以东桥长300m,南砌圩以西桥长480m。栈桥设在主线前进方向右侧,其内侧距桥梁中心距离为21m。由于三白荡大桥第八联(最后一联)为变宽现浇箱梁,西侧栈桥靠终点方向80m搭设时必须注意其位置。贝雷梁每6孔计120m为一联,联端设置伸缩缝(即该处贝雷阴阳头不进行销子连接,但阳头仍在阴头内).三白荡栈桥为贝雷梁钢栈桥,桥面宽度为4。0m.为方便水上钻孔桩施工,栈桥桥面于钻孔桩平台齐平。栈桥跨度采用20m,上部采用2榀4片贝雷纵梁(非加强单层双排),2榀贝雷纵梁按间距布置,横向每3m间距采用10号槽钢加工支撑架连
2、成整体;分配横梁采用25b型工字钢,间距为0.75m;桥面系采用22a型槽钢(卧放),横断面布置18根;基础采用2198mm钢管桩,为加强基础的整体性,每排桥墩的钢管均采用10号槽钢连接成整体,每排墩采用10根钢管桩(伸缩缝处每排墩采用12根钢管桩);墩顶横梁采用28a型工字钢.考虑地方通航,东侧、西侧栈桥各设置一孔通航孔,通航高度为3。5m.非通航孔桥面位于贝雷梁顶部,通航孔桥面位于贝雷梁底部。水面至非通航孔的贝雷底部高度为2.0米。为保证施工期通航安全,在东侧便桥通航孔两侧设置4根6008mm钢管桩防撞墩,防撞墩长度为6m.栈桥设计荷载采用汽-20级车队和8m3混凝土搅拌运输车(满载)。汽
3、车及混凝土搅拌运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2。钢管桩按摩擦桩设计。根据现场调查及图纸资料,三白荡水深约为3.5m,荡底淤泥厚度约0.5m.三白荡底第一层土为淤泥质亚粘土,厚度3。0m13。0m;第二层土为亚粘土/亚砂土,厚度3。0m5。0m。计算时,上述土层的摩擦力均按25kn/m2取值。二、贝雷纵梁验算栈桥总宽4m,计算跨径为20m.栈桥结构自下而上分别为:2198mm钢管桩、28a型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁、25b型工字钢分配横梁(间距0。75m)、22a型槽钢桥面。单片贝雷:I=250497。2cm4,E=2105Mpa,W=3578。5cm3 M=7
4、88.2 knm, Q=245.2 kn则4EI=2004106 knm2(一)荷载布置1、上部结构恒载(按4m宽计)(1)22a型槽钢:1824.9910/10004.50kn/m(2)25b型工字钢分配横梁:42.0610/1000/0。753。36kn/m(3)“321”军用贝雷梁:每片贝雷重287kg(含支撑架、销子等):287410/3/10003。83kn/m(4)28a型工字钢下横梁:643.410/10002.60 kn/根2、活载(1)汽20级(2)8m3混凝土搅拌运输车(满载):车重20t,8m3混凝土19。2t(3)人群:不计考虑栈桥实际情况,同方向车辆间距大于15m,即
5、一跨内同方向半幅桥内最多只布置一辆重车.(二)上部结构内力计算1、贝雷梁内力计算(1)一辆汽20级重车(布置在跨中,按简支计算)对B点取矩,由Mb0,得RA(1209.3+12010.7+6014。7)/20164。1 knM中164。110-1200.7-604。71275 knm查建筑结构计算手册f1pal2(3-42)/(24EI)=12010009.3202(39.32/202)/(24EI)=1。98cmf2pa2b2/(3EIl)=6010005.3214.72/(32。010114500994.410820)1.51103mR1R2pb/l=12019.3/20115.8 knR
6、345.9 knR432.5knR534。5knRARAi344.5 kn(2)8m3混凝土搅拌运输车(满载)同向每跨只布置一辆,按简支计算。车重20t,8m3混凝土19。2t.对B点取矩,由Mb0,得RA(1669。3+16610。7+6014。7)/20210.1 knM中210.1101660。7604。71702.8 knmRmax2RA420.2 kn查建筑结构计算手册f1pal2(342)/(24EI)=2。74cmf2pa2b2/(3EIl)=0。15cmR1R2pb/l=160。2 knR345。9 knRARAi366.3 kn(3)恒载按5等跨连续梁计算,查建筑结构计算手册
7、(第二版).q4。5+3。36+3。8311.69kn/m支点:Mmax4=0.105ql2-0。10511。69202-490.98 knmR max4(0.606+0.526)ql264。66kn跨中:Mmax4=0。078ql2380。33knm(简支时:Mmax4=ql2/8584。5knm)fmax40。644ql4/(100EI)0。3cm(4)恒载+汽-20级荷载组合汽车荷载计入冲击系数级偏载系数。Mmax584。5+1。21。1512752369 knmM=3152.8 knmR max264。66+1.21.15344.5740.1knQ=980。8knfmax0。3+1。2
8、1.15(1。98+0。2)3。0cmL/250=8cm安全.(5)恒载+8m3混凝土搅拌运输车(满载)荷载组合荷载计入冲击系数级偏载系数。Mmax584.5+1702。81。21。152934.4 knmM=3152。8 knmR max264。66+420。21。21。15844.5 knQ= =980.8 knfmax1.21.15(2.74+0.4)+0。34.4cmL/250=8cm安全。三、桥面板22a型槽钢验算按简支梁计算,计算跨径取L0。75m。车轮宽度按30cm计算,每对车轮的着地面积为0.60。2(宽长),则轴重的一半荷载由3根槽钢承担。采用8m3混凝土搅拌运输车满载荷载进
9、行验算。E=2.0105Mpa,I=157。8cm4,Wmin=28。2 cm3P=P0/2=83KN Q83/0。2415kn/mMmax=qlc(2-c/l)/80.1254150。20.75(2-0.2/0。75)13.49knm= Mmax/ Wmin=13。491000/(28。23106)159。4 Mpa1。3=1。3145188.5 Mpafqcl3(84c2 /l2+ c3 /l3)/(384EI)=0.7mmL/250=3mm安全.四、横向分配梁验算计算跨径取L4。16m,采用25b型工字钢.荷载如图.E=2.0105Mpa,Ix=5284cm4,Wx=423 cm3,Sx
10、=248.1 cm3,t10。2mmR=83KNM=830.8368.89knm= Mmax/ Wx=68。891000/(42310-6)162。9 Mpa1.3=1。3145188.5 MpaQ Sx/(Ixt)831000248106/(52841080.0102)38.2 Mpa=85 Mpa安全。fpal2(3-42)/(24EI)=8310004.1620.83(3-40.832/4。132)/(242。01011528410-8)13mmL/250=17mm五、墩顶横梁计算计算跨径取L1。00m,采用28a型工字钢。根据前面计算结果,每榀贝雷梁传至横梁上的荷载为P844。5/2=
11、422.3kn。荷载如图,按简支计算。E=2。0105Mpa,Ix=7114cm4,Wx=508 cm3,Sx=289.2 cm3,t8。5mmP=422.3KNR=422.3/2211.1 KNQ= R/2=105。6 KNM=422。31.0/4105.6knm= Mmax/ Wx=105。61000/(250810-6)105。31Mpa1。3=1.3145188。5 MpaQ Sx/(Ixt)105。61000289.210-6/(71141080.0085)51。17Mpa=85 Mpa安全。f1pl3/(48EI)422。3100013/(482101171142108)=0。3m
12、m L/250=4mm六、钢管桩验算每墩钢管桩打两排10根钢管桩,顺桥向间距为1。0m,横向间距见下图。每个桥墩采用10根2198mm钢管桩。土层摩擦力按25kn/m2计.湖荡水深3。5m,钢管桩露出水面1.3米。钢管桩横向间距见下图. 1、承载力检算考虑2.0的安全系数单根钢管桩承载力:F844。5/10=84。5KN钢管桩入土深度:h1.384.5/(0.2193.1425)6。40m钢管桩总长:H=1.8+3.5+6.4011。70m2、钢管桩稳定性检算考虑到所用钢管为旧钢管,壁厚按5mm计算。I3。140。2194(1-20。94/21.94)/64 1。924105m4根据建筑桩基技
13、术规范,单桩稳定长度:LP=1.0(I0+h),I0为地面以上桩长,取最大值5.3m,h为地面以下桩长,为6。40m,所以LP=11。7m.钢管桩身抗弯刚度:EI=2.010111。924105/10003848KN。m2单桩屈曲临界荷载:Pcr=2EI/Lp2=277。2KN由以上计算可看出钢管桩满足稳定性要求.七、栈桥施工说明1、栈桥由岸边向河中延伸,采用边打桩边架梁的方法施工。2、施工前的准备工作(1) 栈桥钢管桩入土深度按计算原则上不得少于6.47m。(2) 施工前,首先通过静载试验,以确定钢管桩贯入度,桩底标高和下沉量与承载力等的关系,并以此来确定打桩的依据。 3、钢管桩的插打(1)
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