1、目 录一 概述 11 设计说明 11.2 设计依据 21.3 技术标准 31.4 荷载工况 3二 荷载工况验算 42.1 上部结构恒重（6米宽计算） 42.2 车辆荷载 4三 荷载工况 53.1 荷载工况一 53.1.1 履带吊荷载 53.1.2 计算分析 63.2 荷载工况二 83.3 荷载工况三 103.4 荷载工况四 123.5 荷载工况五 144.2 630钢管计算 164.1 入土深度计算 164.2 钢管桩稳定性计算 174.2.1 单根钢管桩流水压力计算 174.2.3钢栈桥横桥向风力计算 18一 概述 1 设计说明根据*大桥的具体地质情况、水文情况和气候情况，施工海域受季风、大
2、雾及风浪影响较大，为满足施工总体进度要求以及安全生产和环保方面的需要，我部拟采用全栈桥方案。拟建栈桥长约1.2km，桥面宽6m，设计顶标高+5.4m，结构形式为3榀6道单层贝雷桁架，桁架间距0.9m、1.22m、0.9m、1.22m、0.9m，每双片桁架间使用花架连接；栈桥标准跨径为分为12m和15m两种，跨度分布为(3m+712m)+(612m)2+（615 m）10+（215m+212m+3m）；栈桥基础采用两根7208mm钢管桩基础，为加强基础的整体稳定性，每排钢管桩间均采用16号槽钢附加缀板连接成整体，栈桥每90米设置一道伸缩缝，宽度为0.1m，该处设置双排钢管桩基础；桥面系由I16工
3、字钢横梁、U型卡栓、I12工字钢分配纵梁、1cm厚桥面板、为12防滑钢筋、防护栏杆组成。栈桥结构形式如下图示。侧面图标准断面图效果图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 （JTJ0412000）5）海港水文规范 （JTJ213-98）1.3 技术标准1）设计顶标高+5.40m，与设计桥梁基本平行；2）设计控制荷载：挂-120、履-50（最大吊重按50t考虑）；3）设计使用寿命：3年；4）水位：取20年一遇最高水位+3.04m；
4、5）河床高程取-5.20m，最大冲刷深度考虑3m，即冲刷后地面线高程为-8.2m；6）流速： v=1.53m/s；7）河床覆盖层：淤泥，厚度4.5m；8）基本风速：27.3m/s；最大风速40m/s；9）浪高： 3.01m；10）设计行车速度15km/h。1.4 荷载工况工况一：履带吊位于栈桥端头位置；工况二：履带吊位于跨中位置；工况三：9m3满载罐车位于跨中偏载位置；工况四：履带吊位于墩顶偏载位置；工况五：两台9m3满载罐车位于同跨位置；二 荷载工况验算2.1 上部结构恒重（6米宽计算） 1）面层：间距为0.35m的I12工字钢分配纵梁，荷载为0.142kN/m;上部铺设1cm厚钢板荷载为：
5、0.785kN/m2；2）面层横向分配梁：I16，0.205kN/m ，1.23kN/根，间距0.5m；3）纵向主梁：321型贝雷梁，6.66 KN/m；4）桩顶分配主梁：2I32a，1.054kN/m ，6.324kN/根。验算时软件自动加载自重部分，取用荷载系数为1.2。2.2 车辆荷载 1）9m3罐车荷载（以三一搅拌车为例）计算模型主要参数：整备车重140kN；载重9m3砼重216kN；轴距为3545+1350；前轴重76kN，后轴重140kN，前轮轮胎着地尺寸为300200；后轮轮胎着地面积600200；后轮轮距为1.8m。按照公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）要求，结构
6、重要系数0取为1.0，汽车荷载效应系数Q1取为1.4，冲击系数取为0.05，前轮均载，后轮均载。图2.2.1罐车荷载的纵向排列和横向布置（重力单位：kN；尺寸单位：cm）2）履带吊50t（计算中考虑最大吊重20t）图2.2.2 50T履带吊车荷载的纵向排列和横向布置（重力单位：kN；尺寸单位：m）3）施工荷载及人群荷载：4KN/m2履带吊与9m3罐车的主要技术指标主要指标单位履带-509m3罐车车辆重力kN500356履带数或车轴数个23各条履带压力或每个车轴重力kN56 kN/m140履带着地长度或纵向轴距m4.53.545+1.35每个车轴的车轮组数目组-4履带或车轮横向中距m2.51.8
7、履带宽度或每对车轮着地宽和长m0.70.60.2三 荷载工况3.1 荷载工况一3.1.1 履带吊荷载履带吊位于便桥顶部时，每条履带承重为3根I20工字钢，长度为4.5m，每根承受的荷载值为：，荷载模型如下：荷载模型3.1.2 计算分析受力模型计算结果Mn16材料应力图Q235材料应力图反力图通过计算满足要求3.2 荷载工况二履带吊位于跨中位置时受力模型计算模型Mn16材料Q235材料反力图3.3 荷载工况三罐车满载时：罐车荷载值：最不利荷载形式就是满载罐车形式至履带吊位置处，该处单轴后轮为一根I20工字钢承重。每个双后轮的荷载值为，当下部为2根工字钢时荷载值为，前轮一根I20工字钢的荷载值为。
8、荷载模型受力模型Q235材料Mn16材料反力图3.4 荷载工况四履带吊位于墩顶偏载位置处时受力模型计算结果Mn16材料Q235材料反力图3.5 荷载工况五两辆罐车间距为5m位于同一跨度时，该种不利条件，存在极少，现取用该荷载模型计算如下：模型图计算结果Mn16材料应力图Q235材料应力图反力图4.2 630钢管计算通过以上计算630钢管桩基础最大承重荷载为384.19kN，施工时使用DZJ-90振动锤打设。表4.1 DZJ-90振动锤性能表电机功率偏心力矩振动频率r/min激振力机重允许拔桩力(kW)NmkNkgkN900403110054673002544.1 入土深度计算根据港口工程桩基规
9、范（JTJ254-98）第4.2.4条：式中：Qd单桩垂直极限承载力设计值（kN）；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1.978m；单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）； 桩身穿过第i层土的长度（m）； 单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；A 桩身截面面积，63012mm钢管桩A=232.981cm2；查看地质资料可得，在275号墩(RK24+890.00)处的地质资料最为不利，该区域土层磨阻力如表4.2：序号土层名称极限摩阻力标准值顶层标高底层标高层厚承载力1卵石0-7.36-10.02.642粉质粘土35-10.0-17.07484.613粘土40-17
10、.0-29.112.1957.3524中风化石英岩-29.1-34.35.2由计算得知：2.64米厚的卵石层作为从刷层，钢管桩入土深度10米，即穿过粉质粘土7米、进入粘土层3米即可满足承载力要求。4.2 钢管桩稳定性计算河床面高程为-7.36m，按3m冲刷深度考虑，则可假定钢管桩悬臂固结点在-15m处，桩顶标高取+4.0m，钢管悬臂长度为19m。4.2.1 单根钢管桩流水压力计算单根桩流水压力计算：式中：流水压力标准值（kN）；形状系数（钢管桩取0.8）；阻水面积（m2），计算至一般冲刷线处；海水的重力密度1.025（kN/m3）；设计流速（1.53m/s）；4.2.2 单根钢管桩横桥向风力计
11、算根据公路桥涵设计通用规范(JTJ-02189) 第2.3.8条计算横桥向风压：设计风速重现期系数取1.0；风载阻力系数，取1.0；地形地理条件系数，1.0；设计基准风压取为0.8kPa；迎风面积11.39m2；横桥向风载：4.2.3钢栈桥横桥向风力计算4.2.4 单根钢管桩顺桥向风力计算纵桥向风压按横桥向风压的70%计算。横桥向风载：4.2.5 波浪力浪高按3.01m计算，根据盖拉德经验公式计算浪长：（为浪高），取。对于圆形柱桩当D/L0.2时为小尺寸桩柱（D为桩径）用下式计算波浪力：式中：水平波压速度分力的最大值，出现在波峰位置处；水平波压惯性分力（由加速度引起）的最大值，出现在波峰和1/4波长之间；建筑物附近速度修正值，所以取1.00；桩径，取为0.63m；静水水深，取7.36m；浪高3.01m；水的容重10kN/m3；当0.5时，最大波压可用下式计算：
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