施工便桥钢结构平台设计计算

汕湛高速蓝塘连接线秋香江大桥

施工便桥和桥墩桩基钢结构平台设计计算书

一、便桥结构计算

便桥净宽4.2m ，跨径分为6m 及2.5m （桥头）两种，选取6m 跨验算受力情况，计算如下：

钢便桥主要是供一般施工车辆通行及吊装模板、桩机，通行50吨以下车辆及供25吨以下吊机，其中最不利状态为50吨车辆通行时状态。所以，动荷载按50T 考虑；结构自重及其他静载为250Kg/m2；单跨面积如下：

故活荷载标准值：50T/(4.2m*6 m)＝1.98T /m2＝19.8KN/m2

静荷载标准值：2.5KN/m2

设计荷载：19.8KN/m2*1.4+2.5KN/m2*1.2＝30.72KN/m2

（1）桥面：用槽钢22a@265架设在工22a 次梁上，跨度0.5m ，其参数： Iy=158cm4,Wy=28.2cm3,Sy=2.23cm3，d=7mm

根据平台设计图，便桥[22a槽钢间距265mm ，最大跨度0.5m ，故每根槽钢所受均布荷载为：q ＝30.72 KN/m2*0.265m＝8.14KN/m

跨中弯矩M=（q*l2）/8＝（8.14KN/m *0.5m*0.5m）/8＝0.25KN.m

支座支撑力N=（q*l）/2=（8.14 KN/m *0.5m）/2=2.03KN=V

故跨中抗弯强度σ＝M/Wy ＝0.25*106N.mm/（28.2*103 mm 3）＝8.87N/mm2《215 N/mm2（满足要求）

支座处抗剪强度：i ＝V*S/(I*tw)＝2.03*103N*127.6*103mm 3/（158*104mm 4*7mm）＝23.49 N/mm2《125N/mm2（满足要求）

（2）I22a 工字钢次梁结构计算

根据设计图， I22a 工字钢次梁跨度4200mm ，最大宽度0.5m ，故每根I22a 工字钢次梁所受均布荷载为：q ＝30.72KN/m2*0.5m＝

15.36KN/m

跨中弯矩M=（q*l2）/8＝（15.36KN/m *4.2m*4.2m）/8＝33.87KN.m

支座支撑力N=（q*l）/2=（15.36KN/m *4.2m）/2=32.26KN

N=V=32.26KN

故跨中抗弯强度σ＝M/(RX *WX ) ＝33.87*106N.mm/（1.05*309*103 mm 3）＝

104.39N/mm2《215 N/mm2（满足要求）

支座处抗剪强度：i ＝V*S/(I*tw)＝32.26*103N*177.7*103mm 3/（3400*104mm 4*7.5mm）＝22.46N/mm2《125N/mm2（满足要求）

（3）贝雷梁计算

中层贝雷梁受力计算，按最大设计值，跨度6m, 为双排单层，

次梁（贝雷梁）荷载设计值：30.72 KN/m2

*0.45m=13.82KN/m

次梁（贝雷梁）跨中最大弯矩：M=（ql2）/8=13.82*6*6/8=62.19

次梁（贝雷梁）支座最大剪力：V=13.82*6/2=41.46

贝雷梁最大弯矩M=62.19kN*m，双排单层贝雷架的截面特性如下：W=7157.1cm3,I=500994.4cm4则其抗弯强度：

σ＝M/W=62190000/7157100＝8.69N/mm2

最大挠度：

5ql 4/(384Er Ix)=(5*13.82*1296)/(384*2.1*108*500994.4*10-8)=0.002m

0=6/400=0.015m，满足要求。

（4）工28a 联系梁结构计算

根据平台设计图，便桥平台工28a 钢主梁间距6000mm ，最大跨度4.2m

F1至F4作用点分别为贝雷梁架设在主梁的位置

F1=F2=F3=F4 =500KN/4=125KN

支座剪力V A =VB =125*4.2/2=262.5KN

主梁最大弯矩在F3处，M 3=VA *0.225+F1*0.225-F2*0.225=59.06KN ·m 故主梁最大抗弯强度：σmax=M3/λWx =101N/mm2

支座处抗剪强度：i A = VA ·S X /IX ·t w =127.1N/mm2

(127.1-125)/125=1.7%

∴工28a 型钢满足平台施工要求

（5）、单桩承载力验算

由于50吨车辆长度大于钢便桥的6米跨度，所以始终只有一排轴重作用于一个桥墩上，综合考虑吊机作业等不同工况，按一排墩顶作用25吨荷载验算单桩承载力，根据设计图可知：

活荷载标准值：250 KN/根

静荷载标准值：2.5 KN/m2

单桩承载力设计值： 250+2.5KN/m2*1.2*6m*4.2m/4＝268.9KN

直径Ф500mm 厚8mm 钢管桩截面面积A=12560mm2

回转半径:i＝0.25*500＝125mm

单桩外露长度按6m 计算，设计计算长度L0＝6000mm*2＝12000mm 单桩长细比： ＝L0/i＝12000mm/125mm＝92

查规范，其稳定系数Фx ＝0.329

故单桩抗压强度：N/(Фx*A)＝65.1N/mm2《310 N/mm2（满足要求）

钢管桩采用45Kw 振动锤震动下沉，收锤标准为最后持续震动10分钟不再下沉，振动锤的激振力可达380KN>268.9KN，单桩承载力可满足要求。

二、墩台桩基钢结构平台计算书

桩机平台按7.5m 跨计，面积3.9m*7.5m，按上1台桩机计算，动力荷载按15T 考虑；结构自重及其他静载为250Kg/m2；单跨平台如下：

故活荷载标准值：15T/(3.9m*7.5 m)＝0.513 /m2＝5.13KN/m2

静荷载标准值：2.5KN/m2

平台面设计荷载：5.13KN/m2*1.4+2.5KN/m2*1.2＝10.18KN/m2

（1）I22a 工字钢次梁结构计算

根据平台设计图，桩机平台I22a 工字钢次梁跨度3900mm ，最大宽度0.5m ，故每根I22a 工字钢次梁所受均布荷载为：q ＝10.18KN/m2*0.5m＝

5.09KN/m

跨中弯矩M=（q*l2）/8＝（5.09KN/m *3.9m*3.9m）/8＝9.68KN.m

支座支撑力N=（q*l）/2=（5.09KN/m *3.9m）/2=9.93KN

N=V=9.93KN

故跨中抗弯强度σ＝M/(RX *WX ) ＝15.16*106N.mm/（1.05*309*103 mm 3）＝29.83N/mm2《215 N/mm2（满足要求）

支座处抗剪强度：i ＝V*S/(I*tw)＝9.93*103N*177.7*103mm 3/（3400*104mm 4*7.5mm）＝6.91N/mm2《125N/mm2（满足要求）

（2）贝雷梁计算

中层贝雷梁受力计算，按最大设计值，跨度6m, 为双排单层，

次梁（贝雷梁）荷载设计值：10.18 KN/m2

*0.45m=4.58KN/m

次梁（贝雷梁）跨中最大弯矩：M=（ql2）/8=4.58*7.5*7.5/8=32.2

次梁（贝雷梁）支座最大剪力：V=4.58*7.5/2=17.18

贝雷梁最大弯矩M=32.2kN*m，双排单层贝雷架的截面特性如下：W=7157.1cm3,I=500994.4cm4则其抗弯强度：

σ＝M/W=32200000/7157100＝4.5N/mm2

最大挠度：

5ql 4/(384Er Ix)=(5*4.58*3164)/(384*2.1*108*500994.4*10-8)=0.002m

=7.5/400=0.0187m，满足要求。

（3）工28a 联系梁结构计算

根据平台设计图，便桥平台工28a 钢主梁间距7.5m ，最大跨度3.9m

F1至F4作用点分别为贝雷梁架设在主梁的位置

F1=F2=F3=F4 =150KN/4=37.5KN

支座剪力V A =VB =37.5*3.9/2=73.13KN

主梁最大弯矩在F3处，M 3=VA *0.225+F1*0.225-F2*0.225=16.45KN ·m 故主梁最大抗弯强度：σmax=M3/λWx =28.13N/mm2

22支座处抗剪强度：i A = VA ·S X /IX ·t w =35.4N/mm

∴工28a 型钢满足平台施工要求

（4）、单桩承载力计算

活荷载标准值：5.13 KN/m2

静荷载标准值：2.5 KN/m2

单桩承载力设计值： 5.13 KN/m2*1.4*3.9*7.5/2+2.5KN/m2*1.2*6m*4.2m/4＝123.9KN

直径Ф500mm 厚8mm 钢管桩截面面积A=12560mm2

回转半径:i＝0.25*500＝125mm

单桩外露长度按6m 计算，设计计算长度L0＝6000mm*2＝12000mm 单桩长细比： ＝L0/i＝12000mm/125mm＝92

查规范，其稳定系数Фx ＝0.329

故单桩抗压强度：N/(Фx*A)＝30N/mm2《310 N/mm2（满足要求）

钢管桩采用45Kw 振动锤震动下沉，收锤标准为最后持续震动5分钟不再下沉，振动锤激振力可达380KN>123.9KN，单桩承载力可满足要求。