青岛海湾大桥工程111米海上钢栈桥结构受力计算书.doc

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青岛海湾大桥工程111米海上钢栈桥结构受力计算书

栈桥计算书 1 概述 设计说明 本工程项目拟建栈桥结构形式为4排单层贝雷桁架,使用900型标准贝雷花架进行横向联结,栈桥纵向标准设计跨径为12m+9m;桥面系;分配梁,间距为m;基础采用φ×7mm和φ820×7mm钢管桩,为加强基础的整体性,每排钢管均采用0号槽钢连接成整体;墩顶横梁采用a。栈桥布置结构形式如下图1。 图1、栈桥一般构造图(单位:cm) 1.2 设计依据 1)《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 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》 (JTJ025-86) 4)《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041—2000) 5)《海港水文规范》 (JTJ213-98) 1.3 技术标准 1)设计顶标高; 2)设计控制荷载: 栈桥运营期间:施工重车荷载主要表现在混凝土罐车满载,自重20T+载重30T,考虑1.3的动力系数,按照65T荷载对栈桥桥面板及分配梁I22a进行验算; 考虑本栈桥桥位实际地理条件,其施工工艺采用50T履带吊,50T履带吊自重50T+吊重15T,考虑车辆自重及1.3的车辆冲击系数,栈桥设计中选择85吨履带吊车荷载进行贝雷梁及承重梁的验算; 3)设计行车速度10km/h。 2 荷载布置 2.1 上部结构恒重(4米宽计算) 1)钢便桥面层:8mm厚钢板,单位面积重62.8kg,则4.08kN/m。 2)面板加劲肋工12.6,单位重14.21kg/m,则0.14kN/m,间距0.24m 。 3)面层横向分配梁:I22,单位重33.05kg/m,则0.33kN/m ,1.32kN/根,间距1.5m; 4)纵向主梁:横向4排321型贝雷梁,4.3kN/m; 5)桩顶分配主梁:2I36a,单位重60 kg/m ,则1.2kN/m。 2.2 车辆荷载 1)轮压:车轮接地尺寸为0.5m×0.2m; 图2、罐车荷载布置 图2:50T履带吊横向及纵向布置图(469mm×76mm) 单侧履带压:单侧履带着地尺寸为0.76m×4.69m,单侧履带荷载按线性荷载计算为850 kN/m÷2÷4.69=90kN/m。 2)施工荷载及人群荷载:4kN/m2。 3 上部结构内力计算 3.1 桥面系 由于本项目桥面系8mm面板与I12.6焊接成框架结构,其结构稳定可靠,在此不再对面板进行计算,仅对面板主加强肋I12.6进行验算,其荷载分析如下: 1)自重均布荷载:0.305kN/m(面板+梁重),电算模型自动附加在计算中,不另外进行添加。 2)施工及人群荷载:不考虑与梁车同时作用。 3)I12.6断面内间距为24cm,横向分配梁间距为1.5m,其受力计算按照跨径为1.5m的连续梁进行验算。 汽车轮压:车轮接地尺寸为0.5m×0.2m,每组车轮压在3根I12.6上,则单根I12.6承受的荷载按照集中力计算为250 kN÷2÷3=41.7kN; 单侧履带压:履带宽0.76m,单侧履带压在4根I12.6梁上(间距0.24×3=0.72m<0.92m),履带长4.69m,则单根I12.6受力按线性荷载计算为850kN/4.69m/2÷4=22.7kN/m,此线性荷载在0.76m长的范围内换算成集中荷载的大小为22.7kN/m×0.75=17.02kN<41.7kN的汽车轮压,为此对于I12.6梁的验算选择罐车进行控制验算。 计算模型如下: 则单边车轮布置在跨中时弯距最大计算模型如下 6.1.1 受力模型 6.1.2 弯矩图(Mmax=7.84kN.m) 选用I12.6a,则 Wx=77cm3 ; σ=M/W=7.84kN.m /77 cm3=101.8Mpa<[δ] =188.5 Mpa;满足强度要求。 τ=QS/Ib=20.958/10.5/0.5=39.9Mpa[τ]=85×1.3=110Mpa (根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范第1.2.10条有:对于临时结构有1.3 [σ]=145×1.3=188.5Mpa),[τ]=85×1.3=110Mpa 计算中忽略了8mm厚面板及钢框架整体分配作用,为此上述计算中是偏安全的,该桥梁面系结构设计满足临时钢结构强度刚度规范要求。 3.1.2刚度验算 该结构的容许挠度为不大于结构总长的1/400。 根据《建筑结构静力计算手册》 挠度:fmax=qcl3(8-4γ2+γ3)/384EI γ=c/l=0.2m/0.75m=0.27 fmax =41.7KN×0.753(8-4×0.272+0.27

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