钢栈桥及钻孔平台设计（论文）方案和安全保证措施.doc

龙海市龙江大桥工程 钢栈桥及钻孔平台设计方案和安全保证措施 中国水利水电建设集团路桥工程有限公司 2013年05月 龙海市龙江大桥钢栈桥设计 基本资料 设计中采用流量Q1%=9010m3/s，流速V1%=2.33m/s，潮水位标高为4.77m，最大潮差5.00m，设计风压为800Pa（计算风速：35.8m/s，12级以上飓风）；根据《龙海市龙江大桥工程地质勘察报告》,栈桥范围内河床多为淤泥、中砂、卵石土所覆盖，下卧花岗岩，河床标高-7.63m～0m。 方案设计计算参考资料 1、《龙海市龙江大桥工程两阶段施工图设计》 2、《龙海市龙江大桥工程地质勘察报告》 3、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004 4、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001） 5、《钢结构设计规范》GB50017-2003 6、公路施工手册《桥涵》上、下册 人民交通出版社 7、《路桥施工计算手册》 人民交通出版社 8、《钢结构（第二版）》 中国建筑工业出版社 9、《装配式公路钢桥多用途使用手册》（广州军区工程科研设计所） 10、公路工程《简明施工计算手册》 中国建筑工业出版社 栈桥结构拟定 栈桥纵向等跨径9m，五孔一联，每联两端为制动墩，制动墩设2排钢管桩间距3米；桥面宽6m，栈桥桥面标高6.79m。 钢栈桥立面布置图 钢栈桥横桥向布置图 每墩台钢管桩采用3根φ426×12mm钢管桩，钢管桩入土深度由计算分析及地质条件决定；管桩横向采用［16槽钢作剪刀撑；刚性墩的纵向和横向采用［16槽钢作为剪刀撑，以增强其稳定性。 钢管桩横桥向支撑大样图 钢管桩制动墩纵桥向支撑大样图 钢管桩顶帽梁采用2I36a工字钢，帽梁钢管桩焊接形成整体框架体系；纵梁采用3组国产贝雷梁,双排单层布置；贝雷梁纵梁上采用I16工字钢上分配梁横桥向布设，间距30cm；桥面板采用δ＝6mm防滑钢板。桥面安全护栏采用φ48mm钢管。 工字钢横梁加劲构造详图 贝雷片横向连接及横向位移限位设施 设计方法 1、采用容许应力法设计计算 2、容许应力法安全储备系数的设定 钢栈桥属临时结构；钢结构容许应力提高系数1.3～1.4见《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86））；本方案取容许应力法计算时的最小安全储备系数K=1.0～1.25(重要构件不小于1.2)。 3、重要设计参数 (1)结构重要性系数(根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001）； (2)取荷载冲击系数1.15、偏载系数1.2； (3)钢材容许应值取 A3钢材抗拉、抗压轴向力； 弯曲应力； 剪力； 弹性模量： 施工荷载 1、荷载 车辆荷载取8m3混凝土搅拌运输车混凝土搅拌运输车整备质量13205t；载重质量205t(实测质量33.5～37t) 25吨吊车整备质量整备质量?(工作时)。 2、车队组合 图1 车队组合(Kn，m) 桥面系验算 1、工字钢上分配梁验算 I16a上分配梁最大计算跨径为1.35m；其截面参数如下： ，，， ，，。 1.1荷载分析 活载 车辆后轴触地宽度为600mm，长度为200mm(图2)，8m3混凝土搅拌运输车 图2 车轮作用示意图 恒载 桥面板和横梁自重： 1.2受力简图 采用清华大学的SMSOLVER软件进行内力计算,弯矩、剪力及支点反力计算,结果如下： 1.2.1 一部8m3混凝土搅拌运输车 图3车辆分轴荷布图(Kn，m) 支点①、②、⑦、⑧在车辆轴荷作用下有翘起的趋势,组合恒荷载受力简图如下: 图4横梁荷载简图(Kn，m) 图5弯矩图(Kn.m) 图6剪力图(Kn) 1.2.1 二部8m3混凝土搅拌运输车 图7车辆分轴荷布图(Kn，m) 组合恒荷载受力简图如下: 图8荷载简图(Kn，m) 图9弯矩图(Kn.m) 图10剪力图(Kn) 1.3承载力验算 根据分计结果, 一部8m3混凝土搅拌运输车 满足承载力要求 根据图6, 满足承载力要求 挠度验算（偏安全的按简支梁集中荷载计算）： 满足承载力要求 1.4 结构优化设计 为提高I16a工字钢上分配梁安全储备系数，工字钢两端通过自制U型螺栓与贝雷梁联结成整体，形成连续梁受力体系，达到应力调幅目的。 图11弯矩调幅结果(Kn.m)（提高25%安全储备系数） 图12:剪力调幅结果(Kn)（提高9%安全储备系数） 经过方案对比及考虑到材料本身差异，I16a工字钢上分配梁两端固结工作量大，实际操作保证性较差，方案决定将I16a工字钢上分配梁全部调整为I18工字钢上配梁。 2、桥面板承载力验