鋼棧橋靜載受力計算書

1鋼棧橋的驗算

1.1鋼棧橋設計概況:

1.鋼棧橋橋面寬度為9.0m,全長203m,橋面標高為9.5米。結構型式為:貝雷片鋼棧橋。棧橋結構見附圖。

2.基礎:鋼棧橋采用鋼管樁基礎,每排采用3根直徑為630mm的三根鋼管樁組成,壁厚16mm,鋼管樁的橫向間距為4米,縱向間距為6米。入土深度為12m。鋼管樁頂設置法蘭盤支座。

3.橋面結構自上而下分別為:

橋面:采用30px的鋼板,鋼板采取滿鋪橋面,每隔10m留一道25px的伸縮縫。

縱橋向分配梁:密佈[25b槽鋼,

橫橋向分配梁:采用I25a工字鋼,間距為1.2m。

主縱梁:采用單層雙排3750px高321型貝雷片,每組兩片貝雷桁架采用1125px寬花架連接,間距2.85m。形成裝配式貝雷桁架主梁,共四組。

下橫梁:采用H600型鋼,與鋼管樁頂法蘭盤支座連接。

支撐:樁與樁之間、兩貝雷片之間均用剪力撐進行加固連接,其他各部件之間均采用鋼構件進行加固。

​1.2基本荷載 (恒荷載分項系數1.2,活荷載分項系數1.3)

1、恒荷載

30px的鋼板:0.012×78.5=0.942KN/m2

[25b槽鋼縱向分配梁:0.313KN/m

I25a工字鋼橫向分配梁:0.42KN/m

貝雷桁架主梁(1.5m高):6.66KN/m

下橫梁HN606(606×201×12×20):1.2KN/m

(1) 活荷載

(1)100T履帶吊整機質量為112T(基本臂帶100T鉤)+吊重16T,履帶長度7.505m,履帶寬度1.015m,履帶接觸橋面長度6.475m,履帶寬度1.015m,接地比壓0.0922MPa。履

帶吊傳給橋面的活荷載:92.2KN/m2。

(2)施工及人群活荷載:4KN/m2。

8.1.3構件內力計算與設計

<一>30px鋼板采取滿鋪方式,縱橋向分配梁[25b槽鋼采取滿鋪方式,因此,可以不對鋼板進行受力分析計算。

<二>縱橋向分配梁[25b槽鋼計算,槽鋼(兩肢朝下)采取滿鋪方式,

Wx=817.5000000000001px3,ry=1.2,

履帶帶傳力:92.2×0.25=23.05KN/m

梁自重:0.313KN/m

鋼板重:0.942×0.25=0.236KN/m

q=1.3×23.05+1.2(0.313+0.236)=30.62KN/m

計算跨度:L=750mm

內力計算:

M=1/8×q×l2=1/8×30.62×0.752=2.153KN-m

荷載工況一 (恒載)

內力圖

強度驗算:

Ó=M/ryWy=2.153×103/1.2×32.7=54.87N/mm2<f=215N/mm2.

整體穩定驗算:

L1/b1=750/250=3<16

整體穩定,安全,局部穩定無需驗算,所選截面滿足要求。

<三>橫向分配梁I25b工字鋼計算

Wx=10550px3,ry=1.05,

履帶帶傳力:P=0.75×1.015×92.2×0.25=70.2KN

梁自重:0.42KN/m

鋼板重:0.942×0.75=0.71KN/m

計算跨度:L=2850mm

內力計算:

M=1/4×1.3×70.2×2.85+1/8×1.2(0.42+0.71) ×2.852=66.4KN-m

荷載工況一 (恒載)

內力圖

強度驗算:

Ó=M/rxWx=66.4×103/1.05×422=149.85N/mm2<f=215N/mm2.

剛度驗算:

Vt=pl3/(48EI)=73.42×2.853/(48×2.1×1011×5024×10-8)=3.36mm

(將均佈力標準值+P折算成p)

Vt=3.36mm<[Vt]=l/250=2850/250=11.4mm.

強度和剛度驗算合格,所選截面滿足要求。

<四>貝雷桁架主梁(1.5m高)計算

貝雷桁架片的力學性質:桁片慣矩:

​ 允許彎矩;允許剪力(單片)。

履帶吊重量及吊重傳力 q1=92.2×1.015=93.6KN

貝雷片自重:q2= 6.66KN/m

其它構件自重:q3= 2KN/m

q=1.3×93.6+1.2(6.66+2)=132.1KN/m

計算跨度:L=6000mm

內力及強度計算:

M=1/8×132.1×62=594.45KN-m<[M]=788.2KN-m

荷載工況

內力圖

M=594.45KN-m

Vmax=459.05KN<[V]=245.2×2=490.4KN

剛度驗算:

Vt=(5/384)(ql×l4/EI)=(5/384)(102.26×60004/2.1×105×250500×104)=3.28mm<[Vt]=l/250=6000/250=24mm.

強度和剛度驗算合格,所選截面滿足要求。

<五>下橫梁計算:采用H606型鋼(606×201×12×20mm),

計算跨度:L=4000mm

當履帶吊作業時一側履帶重心和下橫梁同一豎直面的時候,下橫梁受力最大,此時,貝雷片傳來集中力P=459.05KN

履帶吊進行吊裝作業時如吊車進行半徑旋轉,該時段作業時傳至下橫梁(HN606 H型鋼)的荷載會增大。為安全考慮,計算時將該力佈置在跨中,采用簡支梁進行計算。

HN606×201×12×20 H型鋼截面特性:

I=91000cm4,W=3000cm3, b=20.1×10-3,S=2720×10-6

內力計算:

M=Pl/4=459.05×4/4=459.05KN-m

荷載工況

內力圖

M=459.05KN-m

強度驗算:

Ómax=Mmax/W==459.05×106/3000×10-3=153.1Mpa<[f]=215N/mm2.

最大剪應力驗算:

Q=R=459.05/2=229.53KN

Cmax=QS/Ib=229.53×103×3000×10-8/(91000×10-8×20.1×10-3)

=37.65Mpa<[C]=125MPa

剛度驗算:

f=pl3/(48EI)= 459.05×103×43/(48×2.1×1011×91000×10-8)=3.20×10-3

<[f]=4/250=0.016

強度和剛度驗算合格。

8.1.4鋼管樁驗算

一、單樁承載力計算

<一> 荷載計算

根據荷載組合,進行最不利佈置,當履帶吊中心點行走至樁頂部時,對樁產生最大壓力(見下圖)

1. 荷載工況一 (恒載) 鋼板 縱向分配梁 貝雷架 橫向分配梁自重

2. 荷載工況二 (活載) 履帶吊重量及吊重

3. 內力圖

支點最大豎向力F=876.8KN.

<二> 樁長計算

根據已有巖土工程勘察資料,按最不利勘察點Q8的地質資料進行計算,河床平均標高3.0m。計算中不考慮0.7m淤泥層的作用,全風化(6-C)層基巖1.1m,摩擦系數qsia=45Kpa, 強風化粉砂層(6-I)8.6m,摩擦系數qsia=80-100Kpa, 取值80Kpa,持力層為中風化層(6-M)樁端阻力qpa=2800kpa。 樁頂距河床頂面5m,樁入土深度11m。

根據公式:

630鋼管樁的豎向極限承載力為:

Quk=1.98×(1.1×45+8.6×80)+0.8×0.31×2800=2154.65KN.

則630鋼管樁的承載力設計值為:R=2154.65/2=1077.33KN>F=876.8KN;

滿足要求。

<三> 樁機選型:采用DZ90振錘。

二、630管穩定性驗算(16mm厚)

鋼管樁自由長度l0=5m,截面積A=308.63cm2,

回轉半徑i=√(75606.975/308.63)=15.65cm,

長細比:入=l0/i=5/15.65×10-2=31.95<[入]=150

由長細比查穩定系數¢=0.99

根據計算式

N/A=820×103/(308.63×10-4)=26.57MPa<¢[Ó]=0.99×200=198MPa

符合穩定性驗算。

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