栈桥详细计算书

目 录

1、编制依据及规范标准 .............................................. 4

1．1、编制依据 .................................................. 4

1.2、规范标准 ................................................... 4

2、主要技术标准及设计说明 .......................................... 4

2.1、主要技术标准 ............................................... 4

2.2、设计说明 ................................................... 4

2.2.1、桥面板................................................ 5

2.2.2、工字钢纵梁............................................ 5

2.2.3、工字钢横梁............................................ 5

2.2.4、贝雷梁................................................ 5

2.2.5、桩顶分配梁............................................ 5

2.2.6、基础.................................................. 6

2.2.7、附属结构 . .............................................................................................................. 6

3、荷载计算 ........................................................ 6

3.1、活载计算 ................................................... 6

3.2、恒载计算 ................................................... 7

3.3、荷载组合 ................................................... 7

4、结构计算 ........................................................ 7

4.1、桥面板计算 ................................................. 8

4.1.1、荷载计算.............................................. 8

4.1.2、材料力学性能参数及指标................................ 9

4.1.3、力学模型.............................................. 9

4.1.3、承载力检算............................................ 9

4.2、工字钢纵梁计算 ............................................ 10

4.2.1、荷载计算............................................. 10

4.2.2、材料力学性能参数及指标............................... 11

4.2.3、力学模型............................................. 11

4.2.4、承载力检算........................................... 11

4.3、工字钢横梁计算 ............................................ 13

4.3.1、荷载计算............................................. 13

4.3.2、材料力学性能参数及指标............................... 13

4.3.3、力学模型............................................. 14

4.3.4、承载力检算........................................... 14

4.4、贝雷梁计算 ................................................ 15

4.4.1、荷载计算............................................. 15

4.4.2、材料力学性能参数及指标............................... 16

4.4.3、力学模型............................................. 16

4.4.4、承载力检算........................................... 17

4.5、钢管桩顶分配梁计算 ........................................ 18

4.5.1、荷载计算............................................. 18

4.5.3、力学模型............................................. 19

4.5.4、承载力检算........................................... 19

4.6、钢管桩基础计算 ............................................ 19

4.6.1、荷载计算............................................. 19

4.6.2、桩长计算............................................. 20

4.7、桥台计算 .................................................. 20

4.7.1、基底承载力计算....................................... 21

附件： 栈桥计算书

1、编制依据及规范标准

1．1、编制依据

（1）、现行施工设计标准

（2）、现行施工安全技术标准

1.2、规范标准

（1）、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）

（2）、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）

（3）、公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ 025-86）

2、主要技术标准及设计说明

2.1、主要技术标准

桥面宽度：4.5m

设计荷载：75t 履带吊（负载10t ）及公路—Ⅰ级汽车荷载

栈桥全长：105m 、51m

起止里程：K18+980.5～K19+100、K19+320～K19+380，

2.2、设计说明

根据本工程特点和现场地形水文条件，考虑施工周期和地方资源，跨后横河及七工段直河施工便道采用下承式受力栈桥、路基相结合的结构形式，中间考虑

Ⅸ通航要求。栈桥起止里程K18+980.5～K19+100、K19+320～K19+380，设计全长分别96m 、48m. 采用跨径布置形式：6×12m+2×10.5m 、2×12m+2×10.5m. 栈桥设计荷载主要考虑结构自重和75t 履带吊（负载10t ）及公路—Ⅰ级汽车荷载荷载。现将各部分结构详述如下：

2.2.1、桥面板

栈桥桥面板材料为A3钢板，钢板厚度为6mm ，钢板焊接在中心间距150mm 的I12.6a 工字钢纵梁上。

2.2.2、工字钢纵梁

桥面板下设置I12.6a 工字钢纵梁，工字钢纵梁在车轮通过区域中心间距150mm ，其余设置为300m 顺桥向设置。I12.6a 工字钢纵梁搁置在中心间距1500mm 的I32a 工字钢横梁上。I12.6a 纵梁与桥面板及横梁均焊接牢固。

2.2.3、工字钢横梁

I12.6a 工字钢纵梁下设置中心间距1500mm 的I32a 工字钢横梁，横向穿过贝雷纵梁的下弦杆。I32a 横梁通过U 型卡与贝雷片下弦杆连接。

2.2.4、贝雷梁

栈桥两侧采用每侧1组三排单层不加强型贝雷片作为承重梁。每三片贝雷片通过450mm 标准连接片连接成一组；每组贝雷片设上下均设平联。两侧纵梁在贝雷片底部通过自制[14a连接系连接，保证贝雷梁的整体稳定性。

2.2.5、桩顶分配梁

贝雷梁支承在2根I25a 工字钢分配梁上，2根I25a 分配梁间采用间断焊接。分配梁嵌入钢管桩内530mm ，以保证分配梁的横向稳定性。贝雷片与分配梁仍采用U 型卡连接牢固。

2.2.6、基础

2.2.6.1、桥台

每处栈桥设重力式桥台，桥台基础底面尺寸为6200×1800mm ，其余为钢管桩基础。桥台台帽顶贝雷片位置预埋δ＝10mm 的钢板，防止压碎桥台混凝土。桥台基础采用C20混凝土，设一层Φ16钢筋网片，台背回填宕渣，分层碾压填筑。

2.2.6.2、钢管桩基础

基础采用Φ530×8mm 钢管桩，每排3根，中心间距2000mm 。钢管桩间采用

[14a连接系连接，桩顶设凹槽，2根I25a 工字钢分配梁嵌入钢管桩中。

2.2.7、附属结构

栈桥栏杆立柱采用75角钢焊接在I20a 横梁上，立柱间距1500mm ，立柱间采用Φ20钢筋和75角钢连接。

栈桥两侧每隔10m 设置一道警示灯，以便夜间起到警示作用，防止船舶撞击栈桥。

3、荷载计算

3.1、活载计算

本栈桥主要供混凝土罐车、各种机械设备运输及75t 履带吊（负载10t ）走行，因而本栈桥荷载按每孔一辆75t 履带吊（负载10t ）荷载及公路—Ⅰ级汽车荷载分别检算，则活载为：

履带吊：G=850kN；

公路—Ⅰ级汽车荷载：G=550kN。

3.2、恒载计算

本栈桥恒载主要为型钢桥面系、贝雷梁及墩顶分配梁等结构自重，见表-1

表-1

3.3、荷载组合

另考虑冰雪等偶然荷载作用，故按以下安全系数进行荷载组合：恒载1.2，活载1.3。根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》规定：临时结构容许应力可提高1.3（组合Ⅰ）、1.4（组合Ⅱ～Ⅴ）。

4、结构计算

栈桥结构如下图所示，根据受力情况从上到下的原则依次计算如下：

4.1、桥面板计算

桥面板采用δ＝6mm 钢板，钢板下设中心间距300mm 和150mm 的I2.6a 工字钢纵梁，桥面板净跨径为22.6cm （I12.6a 工字钢翼板宽度为74mm ），桥面板与工字钢纵梁间断焊接，桥面板计算跨径按22.6mm 计。

4.1.1、荷载计算

履带吊机履带宽度（760mm ）及公路—Ⅰ级汽车中、后轮宽度（600mm ）均大于工字钢纵梁间距，故履带吊车及公路—Ⅰ级汽车荷载后轮荷载直接作用在工字钢纵梁上，桥面板不作该种检算，仅对公路—Ⅰ级汽车荷载前轮作用于桥面板

跨中进行检算。根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004) 车辆荷载前轴轴重取30kN ，前轮着地宽度及长度为0.3m ×0.2m ，故按前轴单胎重作为均布荷载计算。

P=30÷2=15kN

q =1. 3⨯15÷0. 3=65kN /m （单胎宽b 按0.3米计）

4.1.2、材料力学性能参数及指标

取0.2m 板宽（顺桥向长度），δ＝6mm 钢板进行计算：

bh 20.2⨯0.0062

W ===3.6⨯10-6m 3 66

bh 30.2⨯0.0063

I ===3.6⨯10-9m 3 1212

A =b ⨯h =0.2⨯0.006=0.0012m 2

EI =2.1⨯1011⨯3.6⨯10-9=756Nm 2

4.1.3、力学模型

4.1.3、承载力检算

采用清华大学SM Solver 进行结构分析：

M max =0.41kNm Q max =7.35kN

a 、强度检算

M max 0.41⨯106

===113.9MPa

τmax Q max 7.35⨯103===3.1MPa

b 、刚度检算

f max =0.5mm ，临时结构刚度对结构正常使用及安全运营影响不大，故可采用。

4.2、工字钢纵梁计算

I12.6a 工字钢纵梁焊接于间距1500mm 的I32a 工字钢横梁上，按三跨连续梁检算。

4.2.1、荷载计算

分别按75t 履带吊（负载10t ）及公路—Ⅰ级汽车荷载验算，I12.6a 工字钢纵梁自重g =0.142kN /m ，桥面板自重不计。

4.2.1.1、75t 履带吊荷载

75t 履带吊履带长宽按4.66m ×0.76m 计算，自重850kN ，顺桥向荷载集度：q 1=850÷(2⨯4. 66) =91. 2kN /m ，工字钢纵梁中心间距300mm 和150mm ，最不利情况应为两根工字钢纵梁受力。

则均布荷载为：q =q 1+g =1.3⨯91.2+1.2⨯0.142=118.8kN /m 。

4.2.1.2、公路—Ⅰ级汽车荷载

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）相关规定，公路—Ⅰ级汽车荷载为550kN ，（布置图见I12.6a 工字钢纵梁力学模型），按集中力计算。汽车轴重：P 前＝1.3⨯30kN =39KN , P ⨯1.3⨯120=156kN P , 后=2⨯1.3⨯140=182kN ，轴距：中=23.0m+1.4m+7m+1.4m。

4.2.2、材料力学性能参数及指标

I12.6a 工字钢：

I =4.88⨯106mm 4 W =0.77⨯105mm 3

A =1810mm 2

EI =2.1⨯1011⨯4.88⨯10-6=1.03⨯106Nm 2

4.2.3、力学模型

4.2.3.1、履带吊荷载作用力学模型

:

4.2.3.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用力学模型：

4.2.4、承载力检算

采用清华大学SM Solver 进行结构分析：

4.2.4.1、履带吊荷载作用下I12.6a 工字钢纵梁检算

M max =28.11kNm Q max =138.5kN a 、强度检算

M max 28.11⨯106

===182.5MPa

σmax

τmax

Q max 138⨯103===38.2MPa

b 、刚度检算

f

max =2.3mm

1500

=3.75mm ，合格。 400

4.2.4.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用下I12.6a 纵梁检算

M max =37.1kNm Q max =182.4kN a 、强度检算

M max 37.1⨯106===120.5MPa

σmax

τmax

Q max 182⨯103===25.1MPa

b 、刚度检算

f

max =0.3mm

1500

=3.75mm ，合格。 400

4.3、工字钢横梁计算

横梁采用I32a 工字钢，工字钢横梁安装在6组中心间距4950mm 的贝雷梁的下弦杆上，横梁与工字钢用U 型螺栓锁定。（每组贝雷梁由三片间距225mm 的贝雷片拼组而成）。 4.3.1、荷载计算

I32a 工字钢横梁荷载按75t 履带吊（负载10t ）及公路—Ⅰ级汽车荷载分别验算；恒载为I12.6a 纵梁及桥面板自重，按均布荷载考虑，每根I32a 横梁承受恒载：

g =1.3⨯[(1.5⨯4.5⨯0.006⨯7850+25⨯1.5⨯14.2) ÷4.5⨯10]=2.46kN /m 。

4.3.1.1、75t 履带吊荷载

由于不同厂家的产品履带中心距不尽相同，故按最不利情况检算，即：履带作用于跨中，履带长度按4660mm 计，则履带荷载至少由4根I32a 工字钢横梁承受。

按集中力检算：P =1. 3⨯850/2=553kN 。 4.3.1.2、公路—Ⅰ级汽车作用下荷载

汽车后轮纵向间距1.4m ，按两后轮作用在跨中考虑，集中力大小P =70kN 。 4.3.2、材料力学性能参数及指标

I32a 工字钢：

I =1.108⨯108mm 4

W =6.92⨯105mm 3

A =6700mm 2

EI =2.1⨯1011⨯11.08⨯10-5=2.3268⨯107Nm 2

4.3.3、力学模型

4.3.3.1、75t 履带吊作用力学模型

4.3.3.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用力学模型

4.3.4、承载力检算

采用清华大学SM Solver 进行结构分析： 4.3.4.1、履带吊荷载作用下I32a 工字钢横梁检算

M max =422kNm Q max =2344.2kN a 、强度检算

M max 422⨯106===152.5MPa >[σ]=215MPa ，合格； 5

W 4⨯6.92⨯10

σmax

τmax

Q max 2344⨯103===87.5MPa

b 、刚度检算

f

max =2.7mm

4500

=11.25mm ，合格。 400

最大支反力：F max =725.5kN 。

4.3.4.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用下I32a 工字钢横梁检算

M max =85.3kNm Q max =473.5kN a 、强度检算

M max 8.53⨯107===123.3MPa

σmax

τmax

Q max 473.5⨯103===70.7MPa

b 、刚度检算

f

max =2.28mm

4500

=11.3mm ，合格。 400

最大支反力：F max =612.5kN 。

4.4、贝雷梁计算

贝雷梁为两组，每组3片，共6片。贝雷梁按单孔1台75t 履带吊及单孔一辆公路—Ⅰ级汽车荷载分别验算，均按三跨连续梁检算。 4.4.1、荷载计算

贝雷梁以上恒载为桥面板、I12.6a 纵梁及I32a 横梁自重，其荷载大小为：

g =1.2⨯[0.01⨯(1⨯4.5⨯0.006⨯7850+1⨯25⨯14.2+0.67⨯52.7⨯5.8)]=9.26kN /m

4.4.1.1、75t 履带吊作用下荷载计算

履带长度按4.66m 计算，则均布荷载大小为：q =1. 3⨯4.4.1.2、公路—Ⅰ级汽车荷载计算

汽车自重荷载：P 前＝30kN , P 安全系数为1.3。kN , P 后=2⨯140kN ，中=2⨯120轴距：3.0m+1.4m+7m+1.4m。 4.4.2、材料力学性能参数及指标

3000mm ×1500mm 单排单层不加强贝雷桁片：

850

=237kN /m 。 4. 66

[M ]=788. 2kN m

[Q ]=245. 2kN

I =2. 5⨯109mm 4

W =3. 57⨯106mm 4

EI =2. 1⨯1011⨯2. 5⨯10-3=5. 25⨯108Nm 2

4.4.3、力学模型

4.4.3.1、75t 履带吊作用力学模型

4.4.3.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用力学模型

4.4.4、承载力检算

采用清华大学SM Solver 进行结构分析： 4.4.4.1、履带吊荷载作用下贝雷梁检算

M max =1076.8kNm Q max =607.4kN 最大支反力：F max =752.7kN a 、强度检算

M max =1076.8kNm

f

max =20.2mm

12000

=30mm ，合格。 400

4.4.4.2、公路—Ⅰ级汽车荷载作用下贝雷梁检算

M max =457.6kNm Q max =410kN

最大支反力：F max =504kN a 、强度检算

M max =457.6kNm

Q max =410kN

f

max =9.4mm

12000

=30mm ，合格。 400

4.5、钢管桩顶分配梁计算

钢管桩顶分配梁采用2I25a 工字钢，工字钢分配梁嵌于钢管桩内150mm 并与之焊接牢固，分配梁与贝雷梁用U 型卡连接。 4.5.1、荷载计算

承重梁一作为便桥结构的主要承重结构，是便桥结构稳定安全的生命线，采用的型材为2I25a 。根据第5.5节对贝雷梁的计算分析，得到最大节点反力为

F =752.7kN 752.7kN 。下面对最不利情况下，承重梁一的内力情况进行建模分析。

和贝雷片自重作集中力验算，集中力大小为：P =752.7+1.2⨯4⨯3=767.1kN 。 4.5.2、材料力学性能参数及指标

I25a 工字钢：

I =5.02⨯108mm 4

W =4.02⨯105mm 3

A =4850mm 2

EI =2.1⨯1011⨯5.02⨯10-4=1.054⨯108Nm 2

4.5.3、力学模型

4.5.4、承载力检算

采用清华大学SM Solver 进行结构分析：

M max =28.8kNm Q max =127.94kN a 、强度检算

M max 28.8⨯106===35.8MPa

W 2⨯4.02⨯10

σmax

τmax

Q max 127.94⨯103===13.2MPa

b 、刚度检算

f

max =0.01mm

1900

=4.75mm ，合格。 400

最大支反力：F max =255.7kN

4.6、钢管桩基础计算

本栈桥钢管桩基础每墩采用单排四根Φ530×8mm 钢管，钢管间用[14a槽钢连接形成排架。 4.6.1、荷载计算

本便桥结构基础采用单排4根钢管桩桩基础，桩顶最大承载力为履带吊负重

驶到桩顶时，最大荷载为约255.7kN 。考虑本项目的地质条件及设计提供的相关地质资料。施工中，理论设计值作为钢管桩施工的参考，施工选用振动锤进行施打钢管桩，实际入土深度结合现场实际地质情况确定。 4.6.2、桩长计算

根据《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）第4.2.4条：

Q d =

1

(U ∑q fi l i +q R A ) γR

式中：

Q d —单桩垂直极限承载力设计值（kN ）；

R —单桩垂直承载力分项系数，取1.45；

U —桩身截面周长（m ），本处为530mm*8mm钢管桩取1.664m ；

q fi —单桩第i 层土的极限侧摩阻力标准值（kPa ）； l i —桩身穿过第i 层土的长度（m ）； q R —单桩极限桩端阻力标准值（kPa ）； A — 桩身截面面积； 地质情况统计如下：

粉砂X 带入上述计算公式中（因端部摩阻力很小，计算时不予考虑），则有：

（单排4根桩）255.7kN ＝1/1.45×1.664×（40×4.7+45×L X ）求解得：L X ＝0.2m 。

由计算可知，钢管桩打入粉砂层0.2米。桩底标高为-3.59m ，桩顶标高为+8.8m,则单根桩总长为12.39m 。

4.6.3 钢管桩稳定性计算

水深3m ，按1m 冲刷深度考虑，则可假定钢管桩悬臂固结点在-8.8m 处，桩顶标高取+8.8m，钢管悬臂长度为17.6m ，根据压杆原理，μ=

满足稳定要求。 L 17.6==33.2

4.7、桥台计算

桥台底面尺寸为6200mm ×2000mm ，基础高度60mm ，每30cm 一个台阶；台背高度600mm ，长×厚＝6200mm ×500mm ，如下图所示：

4.7.1、基底承载力计算

桥台位于K18+935.5附近处，采用此处地质资料，地基容许应力为

[σ0]=130KPa 。

4.7.1.1、荷载计算

恒载为桥台自重：G =(6.2⨯2⨯0.3+6.2⨯5.2⨯0.3+6.2⨯0.6⨯0.5) ⨯24=366kN ； 活载按75t 履带吊（负载10t ）荷载直接作用在桥台上计算为800kN ； 荷载组合：P =1.2⨯366+1.3⨯800=1479.2kN ；

4.7.1.2、基底承载力计算

σ=P 1479.2==119.3KPa