长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书
长江宜昌航道工程局
汉孝城际铁路二标项目经理部
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钢栈桥结构受力
计算书
编制时间：二O一O年四月
第 1 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 栈桥计算书
一、结构形式
架空栈桥总长约300m，宽6.0m，起于府河大堤，止于174#墩。桥中心线与汉孝城际铁路大桥轴线一致。沿着桥轴线在173、174#墩侧面设辅助平台各一座。栈桥两侧设栏杆，上部结构采用型钢结构。173~174#轴跨间有桥墩处，上部梁板自成一体，以便整体拆卸。主纵梁选用“321”型贝雷架，下横梁采用三排工25a，桥墩采用桩基排架，每榀排架下设3根Φ529×10mm钢管桩，钢管桩跨距为9m、12m两种规格。
自下而上依次为Φ529×10mm钢管桩，工25a下横梁，长为6.0m；纵梁选用“321”军用贝雷梁3组、每组2片；工25a横向分配梁，布置间距1.5m，长度为7m；工12纵向分配梁，布置间距30cm；δ10桥面钢板满铺。
平行于主墩承台的辅助平台结构与钢栈桥相同，钢管桩跨距9m，每排设4根钢管桩。
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栈桥结构图
二、荷载布置
1、上部结构恒重（6米宽计算）
⑴δ10钢板：6×1×0.01×7.85×10=4.71KN/m ⑵工12纵向分配梁:2.155KN/m ⑶工25a横向分配梁:1.75KN/m ⑷贝雷梁:6.66 KN/m
⑸三工25a下横梁:6.86KN/三根
2、活荷载
⑴30t砼车
⑵履带吊55t:自重60t+吊重20t、280型旋挖钻自重80t ⑶施工荷载及人群荷载：4KN/m2
第 3 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距不小于24米，即一跨内同方向最多只布置一辆重车。
三、上部结构内力计算 〈一〉贝雷梁内力计算 计算跨径为L计=12m(按简支计算)。 〈1〉 弯矩M: ① 300KN砼车（一辆）（按汽车－20级重车）布置在跨中时： Mmax1=0.25×120×12+4.6/12×120×12/2+2/12×60×12/2 =696kN.m ② 履带-55（旋挖钻）布置在跨中时 履带-55履带接触地面长度为5.3m，在吊重200KN的情况下，近似按集中荷载计算，P=600+200=800.0KN；旋挖钻机自重也简化为集中荷载，计算偏于安全。 Mmax2=1/4×(600+200)×12=2400.0kN.m ③ 施工荷载及人群荷载
第 4 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 28 Mmax4=0.125×28.0×122=504.0kN.m ④ 恒载 16.5 M=0.125×16.5×122=297.0kN.m 〈2〉对支点剪力Q: ① 30t砼车行驶临近支点时： Qmax1=120+120×(10.6÷12)+60×(6.6÷12)=259kN ② 履带-55（旋挖钻）前方临近支点时: Qmax2=9.35/12×800=623.3kN ③ 施工荷载及人群荷载： 28 Qmax3=0.5×28.0×12=168KN 第 5 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 ④ 恒载内力： 16.5 Qmax4=0.5×16.5×12=99KN 荷载组合： 贝雷梁上最大内力为65t履带吊与恒载组合：履带吊在吊重200KN的情况下不考虑错车及桥面施工荷载和人群荷载。 Mmax=1.3×(2400+297)=3506.1kN.m
＜[M]=1576.4×3kN.m=4729.2KN.m
Qmax=1.3×(623.3+99)=939kN＜[Q]=490.5×3=1471.5kN
满足。选用3组，每组2片,单排。 具体结构尺寸见设计图纸。
<二>I25a横向分配梁内力计算 1、30t砼车时 60306060 砼罐车半边车轮布置在I25a横向分配梁的跨中情况为最不利，不考虑工12的分布作用。 Mmax1=1/4×120/2×2.4=36kN.m 砼罐车半边车轮布置在靠近支点时剪力最大：
第 6 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 Qmax1=60kN 错车时轮压在主纵梁上或附近处，不是最不利情况，不计算。 2、履带-55（旋挖钻） 571.475.5 履带－55的履带接地宽度700mm，如上图布置，履带吊布置在I25a跨中时有四根I25a横向分配梁承受；布置在临近支点时考虑四根I25a横向分配梁承受。 履带－55的自重600KN和吊重200KN作用时考虑每个履带支点承受1/2荷载，即400KN。每根I25a受力如下： Mmax2=1/4×400×2.4/4=60kN.m Qmax2=400/4=100kN
3、恒载
q=(5.495+2.556)/7×1.5=1.12KN/m M=1/8×1.12×2.42=0.8KN.m Q=1.12×2.4/2=1.3KN
4、施工荷载和人群荷载
q=4×1.5=6KN/m M=1/8×6×2.42=4.3KN.m Q=6×2.4/2=7.2KN
荷载组合：
第 7 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 贝雷梁上最大内力为履带吊与恒载组合： 履带吊在其上方时情况为最不利。 则σ=M/W=(60+0.8)×103/401.88 =151.3MPa<[σ]=200Mpa Qmax/A=(100+1.3)/48.5×10=20.9MPa<[τ]=115Mpa <三>工12纵向分配梁内力 1、30t砼车 计算跨度为1.4m。 301006060 单边车轮布置在跨中时弯距最大 Mmax1=1/4×60×(1.5-0.1)=21KN.m 单边车轮布置在临近支点时剪力最大 Qmax1=60KN 2、履带-55 571.4 Mmax2=1/8×75.5×1.52=21.2KN.m Qmax2=1/2×75.5×1.5KN.m=56.6KN 第 8 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 无论履带吊还是砼罐车作用在工12上按两根计算，面板和自重忽略不计。
Wx=77.529×2＝155.1cm3 A=2×18.1=36.2 cm2 σ=Mmax/Wx=21.2/155.1×104=136.7MPa<[σ]=200Mpa Qmax/A=56.6/36.2×10=15.6MPa<[τ]=115Mpa
满足。工12布置为间距300mm。
<四>桥面钢板内力
取1米宽板条,按单向板计算,当荷载为30t砼车时为最不利。 跨中弯矩 MOP=0.125×100×(0.4-0.074)2=1.33Kpa 有效分布宽度a=0.4m
最大弯矩为M=MOP/a=1.33/0.4=3.3kPa W=bh2/6=1×0.012/6=1.67×10‐5m3
σ=M/W=3.3×103/1.67×10-5=197.6MPa<[σ]=200Mpa
四、钢管桩承载力计算
1、单桩最大需承力
P=800/3+1.3/5.7×400+16.5×12/3+7.42/3=426.0kN 按单桩承载力500kN计算
2、钢管桩入土深度：(包括冲刷)
浅滩区考虑冲刷1.8米,在174#墩附近为最不利位置。 据P=(UΣαiτiLi+αAσR)/1.65
第 9 页 共 10 页 长江宜昌航道工程局汉孝城际铁路二标项目经理部 栈桥结构受力计算书 500=π×0.8×[(11.4-1)×30+(L1-11.4-1.8)×25]/1.65 L1=13.8m 取L1=14m
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