1、鋼棧橋及鉆孔平臺受力驗算書XX橋鋼棧橋及鉆孔平臺受力驗算一、鋼棧橋及平臺的搭設規模及結構形式鋼棧橋長度為200m，寬度為8m,沿平行于道路設計中心線方向下游修建，然后沿垂直于主橋縱線方向修建樁基施工平臺。棧橋兩側設欄桿，上部結構采用型鋼結構。縱梁選用“321”型貝雷架，棧橋主要由鋼管樁、貝雷梁和型鋼分配梁組成。自下而上依次為0630mmX8mm鋼管樁三排，橫向間距為4m，縱向間距12m，深入土層18m；三拼I40b工字鋼下橫梁，長為9m；縱梁選用“321”軍用貝雷梁10排(間距0.9m),每跨跨度詳見附圖，20*20cm方木滿鋪，其中每隔3米鋪9m長20b工字鋼，棧橋共設置兩個行車道，每行車道

2、按罐車輪距(按1.86米計算)鋪兩行3mm壓花鋼板。中間12m設計開啟橋。施工平臺結構形式與標準段一樣。自下而上依次為0630mmX8mm鋼管樁，三排橫向間距為4m,縱向間距7.5m-10.5m；三拼I40b工字鋼下橫梁，長為9m；縱梁選用“321”軍用貝雷梁8排,20*20cm方木滿鋪，其中每隔1米鋪9m長20b工字鋼。二、受力驗算(一)計算參數取值1、鋼材密度取7.85t/m?，鋼材彈性模量E=2.1x105Mpa,泊松比取0.3。木材彈性模量E=9x103Mpa。2、Q235鋼抗拉、抗壓和抗彎強度設計值=205Mpa，抗剪強度設計值T=120Mpa；321貝雷片允許彎矩M=975KN.m

3、，容許剪力為245KN。03、主要計算構件的截面特性主要計算構件截面特性表構件截面積A(cm2)慣性矩Ix(cm4)截面模量Wx(cm3)回轉半徑r(cm)鋼管樁156.375612.42400.421.99I40b94.07227811139I20b39.552502250.2貝雷桁片2505003340二、簡支梁<=于；1=亍w-千;0=于;3值見表i-iia、b«見各欄圖中所示（二）棧橋棧橋在施工及使用期間存在以下幾種工況：第一種工況：搭設棧橋時，已搭設完成的棧橋上承受1臺80噸履帶吊吊7噸振動錘，重117噸；第二種工況：澆筑水中墩基礎及下部結構式，棧橋上走行滿載砼總重為

4、38噸的罐車；第三種工況：箱梁架設時，棧橋上走行運有90噸重箱梁的平板運輸車，車與梁總重130噸；第四種工況：架設鋼箱梁時，80噸履帶吊通過棧橋走行至吊梁平臺（另設）進行吊梁作業（吊車不在棧橋上進行吊梁作業）。雖然第三種工況總荷載最大，但因為箱梁分段長度均在15m以上，加上運梁車長度，第三種工況的荷載其實分配在2跨棧橋上。因此，棧橋的最不利工況為第一種工況，棧橋承受最不利荷載為1臺80噸履帶吊吊7噸振動錘，重117噸。1、貝雷梁：棧橋貝雷梁最不利受力情況為1臺80噸履帶吊位于跨中位置時，此時貝雷梁承受的總荷載如下：每跨貝雷梁自重：G=270*40+40*9*4=12240kg=12.241；1

5、每跨貝雷梁上方木及20b工字鋼重量：G=0.2*8*12*500+31.1*9*4=10719.62kg=10.721；其上的壓條、壓花鋼板、欄桿等按每跨1.2噸計算；棧橋自重線荷載q=（12.24+10.72+1.2）/12=2.011/m=20.1KN/m;按單跨簡支梁計算，自重引起的跨中彎矩M=0.125ql2=0.125*20.1*122二1361.8KNm。計算簡圖如下：荷裁q反力Ra=2號J1iii1iii.&厶L?111剪力qTT彎矩彎矩M守（1-亍）"-=普剪力1i-.撓度人磊（12爭+¥）./-=譎80t履帶吊加振動錘重1171,履帶接地長度6m,

6、則線荷載q=117/6=19.5t/m=195KN/m;計算簡圖如下，即圖中a=3m,c=6m,l=12m,q=195KN/m：AC段：V,=晉;HimmCD段：V»=-j-Cc-2x-a）CD段：Mk*2cr-（j'a）23>Mj=罟（2-y）AC段：0S=rz-12）；CD段:比=需0-八g+窣評樂=一也籍（3"）AC段：.A=磴JG-尸-4孑）；CD®t人=籍（3_尸_4呂）£+2（打/尸卜于''5用T尸+刊考慮到荷載在貝雷梁上的分配不均，取分配系數為0.8。履帶吊引起的跨中彎矩M=2632.5KNm;2則跨中總彎矩M

7、=M+M=361.8+2632.5=2994.3KNm；12單排貝雷梁截面模量W=3340cm3,故M/W=2994.3*103/（3340*10）=89.6N/mm2W205MPa*0.8=164MPa。撓度：自重引起的撓度f=l.lmm；1履帶吊引起的撓度：f=7.1mm；2則跨中總撓度f=f+f=8.2mm<12000/500*0.8=24mm*0.8=19.2mm。12剪力：321貝雷片單片容許剪力為245KN,則棧橋貝雷片總允許剪力V=245max*10*0.8=2450KN*0.8=1960KN。支座處剪力最大，剪力V=705.6KN<V=1960KN。max2、方木8

8、0t履帶吊履帶寬度80cm,方木跨度為90cm(貝雷梁排距90cm),可以按全跨均布線荷載考慮。每根方木須承受荷載Q=1170/(2*30)=19.5KN，線荷載q=19.5/0.9=21.7KN/m,按單跨簡支梁計算，則跨中彎矩M=0.125ql2=2.19KNm,20*20cm方木截面模量W=203/6=1333.3cm3,M/W=1.64N/mm2<llN/mm2；撓度：1=204/12=1.333*104cm4,f=1.302*q*l4/(100EI)=1.302*21.7*9004/(100*9X103*1.333*108)=0.2mm<900/500=1.8mm。剪力：

9、20*20cm方木最大允許剪力V=200mm*200mm*1.7N/mm2=68000N=68KN,max實際承受剪力V=0.5ql=0.5*21.7*0.9=9.8KN<V=68KN。max3、分配橫梁分配橫梁最不利情況為吊車位于鋼管樁頂時，此時最大彎矩出現在中墩支座處，橫梁自重、貝雷梁及橋面方木重量G=2.22*9+24.2*12=310.38KN；1履帶吊重量G=1170KN；2橫梁總荷載G=310.38+1170=1480.4KN；則橫梁線荷載q=1480.4/8=185.0KN/m；按雙跨簡支梁計算：兩等跨連續梁的內力和撓度系數字號荷載圖跨內最大彎矩支座彎矩剪力跨度中點撓度1Q

10、k0跖h廠11丨丿廠_4b叢A(./0.070Q.070-0,125-0.375-0.6250.625-0.3750.5210,521此時中墩支座處橫梁彎矩M=0.125ql2=0.125*185.0*42=370KNm,M/W=370*103/(1139.0*3)=108.3MPaW205MPa。撓度：跨中撓度f=0.521*q*l4/(100EI)=0.521*185.0*4000/(100*2.1*105*22781*104*3)=1.8mm<4000/500=8mm。剪力：實際最大剪力在中間鋼管樁頂，V=0.625ql=0.625*185.0*4=462.5KN,則橫梁剪應力T=

11、462.5*103/(94*3*102)=16.4MPa<T=120Mpa。4、鋼管樁承載能力：鋼管樁打入深度18m；鋼管樁承載能力容許值按以下公式計算：Ra=l/2*u*a（L*q）式中，Ra單樁軸向受壓承載力容許值（KN）；u鋼管樁周邊長度（m）；L鋼管樁的入土深度（m）；q土單位面積的動摩阻力（KPa）；a樁側摩阻力影響系數，取1.0;則單樁承載力容許值：Ra=0.5X（0.63X3.14）X1.0X（34X5.7+46X1.1+48X5.3+50X3.7+56X1.4+54X0.8）=796.6KN;按照地質勘察報告中Q6孔數據，如下:地層編號地層名稱層底標高（m）層厚（m）樁側

12、土的摩阻力標準值（KPa）1粉質粘土-11.305.734粉質粘土-12.401.1461粉質粘土-17.705.3481粉質粘土-21.403.7502粉砂-22.801.456一3粉質粘土-26.904.154鋼管樁自重28KN，鋼管樁承受的最大荷載F=462.5+28=490.5KN<Ra=796.6KN,滿足要求。壓桿穩定：便橋車輛荷載的制動力。車輛行駛速度要求不大于10km/h，同時制動力可經棧橋上部結構分配，計算中不考慮便橋梁部與樁頂的摩擦力，故對制動力在驗算中不做考慮。河道的水流對樁身沖擊力，采用公式:F=KrAv2/2gK=0.8，r為水的容重9.8KN/m3，V=2.0

13、m/s。F1=0.8*9.8*0.99*8.2*2.0?/（2*9.8）=13.0KN（河道水流沖擊力）作用于水深1/3處（標高-1.23m）。取:計算水面高程+1.5m,河床標高-6.7m,水深8.2m,河道流速取2.0m/s。河道漂浮物如冰塊對樁身的撞擊力。采用公式F=Wv/gtF=500*9.8*2.0/9.8*1=1KN（漂浮物撞擊力）作用于水面。取計算水面高程2+1.5m,河道流速取2.0m/s,河道漂浮物的撞擊力計算中取漂浮物重量500kg。便橋施工及使用階段，應對河道中較大的漂浮物體采取必要的攔截措施，以保證便橋的安全。尤其注意防止較大（100cm*100cm*50cm以上）冰棱

14、的撞擊。因為鋼管樁打設時不是理論上的完全豎直狀態，所以取鋼管樁存在1%的傾斜度時，鋼管的彎矩M=604.3*（1%*L）=490.5*（0.01*12.46）=61.1KNm,L為0樁頂至鋼管樁反彎點的長度，本次計算取樁頂至有效嵌固深度位置的長度，即L=1+8.2+3.26=12.46m。水流產生的彎矩M=13*（8.2*2/3+3.26）=13*8.7=113.1KNm；1漂流物產生的彎矩M=1*（8.2+3.26）=11.46KNm；2則此狀態下鋼管樁承受的偏心彎矩M=61.1+113.1+11.46=185.7KNm。鋼結構設計規范5.2.2條對壓彎構件穩定性的驗算公式如下：5.2.2彎

15、矩作用在對稱軸平面內（繞G軸）的實腹式壓彎構件，其穩定性應按下列規定計算：1彎矩作用平面內的穩定性：A+（5.2.2-1）卩/人（1-0.8是）式中N所計算構件段范圍內的軸心忘力；N仁一一參數,N=x2EA/（l.1AD;<Pk彎矩作用平面內的軸心受壓構件穩定系數；一一所計算構件段范圍內的最大彎矩；Wlx“在彎矩作用平面內對較大受壓纖維的毛截面模量；臨-等效彎矩系數，應按下列規定采用：1）框架柱和兩端支承的構件： 無橫向荷載作用時:為=0.65+0.35鈴M和M為端彎矩,使構件產生同向曲率（無反彎點）時取同號;使構件產生反向曲率（有反彎點）時取異號J|M21； 有端彎矩和橫向荷載同時作用

16、時：使構件產生同向曲率時代*=使構件產生反向曲率時，九85； 無端彎矩但有橫向荷載作用時:侏2）懸臂構件和分析內力未考慮二階效應的無支據純框架和弱支撐框架柱，久”=1.0。其中單樁實際最大荷載N=490.5kN；©軸心受壓桿件穩定系數，按細長比入=L/i=12470/220=56.7，查表得丁X0=0.829。L取鋼管樁頂至鋼管樁在河床中的有效嵌固深度位置的長度。鋼管樁頂標高取為2.5m，河床面標高最底為-6.71m,有效嵌固深度值為：2（d+1）=2X（0.63+1）=3.26m，則L=2.5+6.71+3.26=12.47m。A-立桿截面積：屮630*8mm鋼管為156.3cm2

17、；0=1.0；M=185.7KNm；mxxY=1.15；W=2400.4cm3；N'=3.142*2.1*105*156.3*102/(1.1*56.72)=9151.2KN。xex2)=490.5*103/(0.829*156.3*102)+1.0*185.7*106/1.15*2400.4*103*1-0.8*(490.5/9151.2)=108.1N/mm2Wf=190MPa。故單樁穩定性符合要求。5、移動荷載影響線以80噸履帶吊吊7噸振動錘作為棧橋縱梁承受的移動荷載，做出當吊車重心位于不同位置時棧橋縱梁跨中位置彎矩M的影響線如下：c-15-由上述棧橋跨中彎矩M影響線圖可以得出，

18、當履帶吊重心位于跨中位置時,c縱梁承受彎矩最大，為2994.3KNm,彎矩最大位置為跨中。因此，本計算書將1臺80噸履帶吊吊7噸振動錘位于跨中位置時做為棧橋貝雷梁最不利受力情況是符合實際的。以80噸履帶吊吊7噸振動錘作為棧橋面板(20*20cm方木)承受的移動荷載，做出當吊車履帶中線位于方木不同位置時面板跨中位置彎矩M的影響線如c下：由上述面板跨中彎矩M影響線圖可以得出，當履帶吊履帶中心線位于跨中c位置時，面板承受彎矩最大，為2.19KNm,彎矩最大位置為跨中。因此，本計算書將履帶吊履帶中心線位于跨中位置時做為面板最不利受力情況是符合實際的。(三)鉆孔平臺鉆孔平臺承受最不利荷載為1臺80噸履帶

19、吊吊7噸振動錘，自重117噸。1、貝雷梁鉆孔平臺最大跨徑10.5m，此處仍按12m計算，計算結果偏安全。最大彎矩M=2994.3KNm,單排貝雷梁截面模量W=3340cm3故M/W=2994.3*103/(3340*8)=112.1N/mm2W205MPa。撓度：自重引起的撓度f=1.302*q*l4/(100EI)=1.302*20.1*120004/(1001*2.1*105*250500*104*8)=1.38mm；履帶吊引起的撓度：f=8.88mm；2則跨中總撓度f=f+f=10.26mm<12000/500=24mm。12剪力：321貝雷片單片容許剪力為245KN,則棧橋貝雷片

20、總允許剪力V=245max*8=1960KN。支座處剪力最大，剪力V=705.6KN<V=1960KN。max2、方木80t履帶吊履帶寬度80cm，方木跨度為200cm，每根方木須承受荷載Q=1170/(2*30)=19.5KN，線荷載q=19.5/0.8=24.4KN/m，按單跨簡支梁計算，計算簡圖如下，其a=0.6m，c=0.8m，l=2.0m，q=24.4KN/m：利皿j毋尸腫111川SJIIIIIIAC段：V,=券;CD段：Vji=(c-2x-a)3AC段：-爭CD段：MtCor("<2J>M,z=饕(2-/)AC段：0*=-護-12/);CD段：仇乂(8-

21、4/2+/3)履帶吊引起的跨中彎矩M=7.8KNm;20*20cm方木截面模量W=203/6=1333.3cm3，M/W=5.9N/mm2<11N/mm2；20*20cm方木慣性矩I=a</12=20</12=1.333*Ucm4，履帶吊引起的撓度：f=2.5mm<2000/500=4.0mm剪力：20*20cm方木最大允許剪力V=200mm*200mm*1.7N/mm2=68000N=68KN,max實際承受剪力V=0.5Q=0.5*19.5=9.8KN<V=68KN。max3、分配橫梁分配橫梁受力優于棧橋，不再進行驗算。4、鋼管樁鋼管樁承受荷載與棧橋相同，不再

22、進行驗算。(四)開啟棧橋開啟棧橋關閉時，承受荷載與12m跨標準段棧橋相同，不再進行驗算。1、提升門架貝雷梁pAtfBAtrnrn開啟棧橋開啟時，棧橋部分重量G=30.2噸=302KN，由4個卷揚機提升，卷揚機自重取10KN，則貝雷梁在每個卷揚機位置荷載P=302/4+10=85.5KN，計算簡圖如下，其中a=1.5m，l=12m，P=85.5KN：Rb=FAC段：v«=PCD段：V,-0AC段：M,=RrCD段：MxkM喚=PaAC段：-裁J(3&-f2)CD段：仇=-26)&A=-&B=(1_<r)=卷嚴血AC段；A=3)；CD段：人=器+33咚)；/

23、«.=翳G-4a2)最大彎矩M=Pa=85.5*1.5=128.3KNm,單排貝雷梁截面模量W=3340cm3,故M/W=128.3*103/(3340*2)=19.2N/mm2W205MPa。最大撓度f=2.1mm<15000/500=30mm剪力：321貝雷片單片容許剪力為245KN，則棧橋貝雷片總允許剪力V=245max*2=490KN。卷揚機處剪力最大，剪力V=85.5KN<V=490KN。max2、門架貝雷梁下雙拼40b工字鋼貝雷梁重量為35.6KN，工字鋼跨中集中荷載P=(35.6+85.5*2)/4=51.7KN。最大彎矩M=Pl/4=51.7*2/4=25

24、.9KNm,M/W=25.9*103/2280=11.4MPaW205MPa。最大撓度f=Pl3/(48EI)=0.1mm<2000/500=4mm。剪力：允許剪力V=94.07*102*2*120=2257.7KN。支座處剪力最大，剪力maxV=51.7/2=25.9KN<V=2257.7KN。max3、提升門架立柱開啟部分重量由16根立柱分擔，門架上40b工字鋼總重23.6KN，每根立柱荷載P=(302+10*4+35.6*2+23.6)/16=27.3KN<Ra偏心受力：河道的水流對樁身沖擊力F1=13.0KN，(河道水流沖擊力)作用于水深1/3處(標高-1.23m)。河道漂浮物如冰塊對樁身的撞擊力F=1KN(漂