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海上鋼棧橋施工方案及計(jì)算書要點(diǎn)（21頁）.doc

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海上鋼棧橋施工方案及計(jì)算書要點(diǎn)（21頁）.doc

1、目錄一概述 11 設(shè)計(jì)說明 11.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 21.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 31.4 荷載工況 3二荷載工況驗(yàn)算 42.1 上部結(jié)構(gòu)恒重（6米寬計(jì)算） 42.2 車輛荷載 4三荷載工況 53.1 荷載工況一 53.1.1 履帶吊荷載 53.1.2 計(jì)算分析 63.2 荷載工況二 83.3 荷載工況三 103.4 荷載工況四 123.5 荷載工況五 144.2 630鋼管計(jì)算 164.1 入土深度計(jì)算 164.2 鋼管樁穩(wěn)定性計(jì)算 174.2.1 單根鋼管樁流水壓力計(jì)算 174.2.3鋼棧橋橫橋向風(fēng)力計(jì)算 18一概述 1 設(shè)計(jì)說明根據(jù)*大橋的具體地質(zhì)情況、水文情況和氣候情況，施工海域受季風(fēng)、大

2、霧及風(fēng)浪影響較大，為滿足施工總體進(jìn)度要求以及安全生產(chǎn)和環(huán)保方面的需要，我部擬采用全棧橋方案。擬建棧橋長約1.2km，橋面寬6m，設(shè)計(jì)頂標(biāo)高+5.4m，結(jié)構(gòu)形式為3榀6道單層貝雷桁架，桁架間距0.9m、1.22m、0.9m、1.22m、0.9m，每雙片桁架間使用花架連接；棧橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為分為12m和15m兩種，跨度分布為(3m+712m)+(612m)2+（615 m）10+（215m+212m+3m）；棧橋基礎(chǔ)采用兩根7208mm鋼管樁基礎(chǔ)，為加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性，每排鋼管樁間均采用16號槽鋼附加綴板連接成整體，棧橋每90米設(shè)置一道伸縮縫，寬度為0.1m，該處設(shè)置雙排鋼管樁基礎(chǔ)；橋面系由I16工

3、字鋼橫梁、U型卡栓、I12工字鋼分配縱梁、1cm厚橋面板、為12防滑鋼筋、防護(hù)欄桿組成。棧橋結(jié)構(gòu)形式如下圖示。側(cè)面圖標(biāo)準(zhǔn)斷面圖效果圖1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）2）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）3）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）4）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0412000）5）海港水文規(guī)范（JTJ213-98）1.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)頂標(biāo)高+5.40m，與設(shè)計(jì)橋梁基本平行；2）設(shè)計(jì)控制荷載：掛-120、履-50（最大吊重按50t考慮）；3）設(shè)計(jì)使用壽命：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，最大沖刷深度考慮3m，即沖刷后地面線高程為-8.2m；6）流速： v=1.53m/s；7）河床覆蓋層：淤泥，厚度4.5m；8）基本風(fēng)速：27.3m/s；最大風(fēng)速40m/s；9）浪高： 3.01m；10）設(shè)計(jì)行車速度15km/h。1.4 荷載工況工況一：履帶吊位于棧橋端頭位置；工況二：履帶吊位于跨中位置；工況三：9m3滿載罐車位于跨中偏載位置；工況四：履帶吊位于墩頂偏載位置；工況五：兩臺9m3滿載罐車位于同跨位置；二荷載工況驗(yàn)算2.1 上部結(jié)構(gòu)恒重（6米寬計(jì)算） 1）面層：間距為0.35m的I12工字鋼分配縱梁，荷載為0.142kN/m;上部鋪設(shè)1cm厚鋼板荷載為：

5、0.785kN/m2；2）面層橫向分配梁：I16，0.205kN/m ，1.23kN/根，間距0.5m；3）縱向主梁：321型貝雷梁，6.66 KN/m；4）樁頂分配主梁：2I32a，1.054kN/m ，6.324kN/根。驗(yàn)算時(shí)軟件自動加載自重部分，取用荷載系數(shù)為1.2。2.2 車輛荷載 1）9m3罐車荷載（以三一攪拌車為例）計(jì)算模型主要參數(shù)：整備車重140kN；載重9m3砼重216kN；軸距為3545+1350；前軸重76kN，后軸重140kN，前輪輪胎著地尺寸為300200；后輪輪胎著地面積600200；后輪輪距為1.8m。按照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）要求，結(jié)構(gòu)

6、重要系數(shù)0取為1.0，汽車荷載效應(yīng)系數(shù)Q1取為1.4，沖擊系數(shù)取為0.05，前輪均載，后輪均載。圖2.2.1罐車荷載的縱向排列和橫向布置（重力單位：kN；尺寸單位：cm）2）履帶吊50t（計(jì)算中考慮最大吊重20t）圖2.2.2 50T履帶吊車荷載的縱向排列和橫向布置（重力單位：kN；尺寸單位：m）3）施工荷載及人群荷載：4KN/m2履帶吊與9m3罐車的主要技術(shù)指標(biāo)主要指標(biāo)單位履帶-509m3罐車車輛重力kN500356履帶數(shù)或車軸數(shù)個(gè)23各條履帶壓力或每個(gè)車軸重力kN56 kN/m140履帶著地長度或縱向軸距m4.53.545+1.35每個(gè)車軸的車輪組數(shù)目組-4履帶或車輪橫向中距m2.51.8

7、履帶寬度或每對車輪著地寬和長m0.70.60.2三荷載工況3.1 荷載工況一3.1.1 履帶吊荷載履帶吊位于便橋頂部時(shí)，每條履帶承重為3根I20工字鋼，長度為4.5m，每根承受的荷載值為：，荷載模型如下：荷載模型3.1.2 計(jì)算分析受力模型計(jì)算結(jié)果Mn16材料應(yīng)力圖Q235材料應(yīng)力圖反力圖通過計(jì)算滿足要求3.2 荷載工況二履帶吊位于跨中位置時(shí)受力模型計(jì)算模型Mn16材料Q235材料反力圖3.3 荷載工況三罐車滿載時(shí)：罐車荷載值：最不利荷載形式就是滿載罐車形式至履帶吊位置處，該處單軸后輪為一根I20工字鋼承重。每個(gè)雙后輪的荷載值為，當(dāng)下部為2根工字鋼時(shí)荷載值為，前輪一根I20工字鋼的荷載值為。

8、荷載模型受力模型Q235材料Mn16材料反力圖3.4 荷載工況四履帶吊位于墩頂偏載位置處時(shí)受力模型計(jì)算結(jié)果Mn16材料Q235材料反力圖3.5 荷載工況五兩輛罐車間距為5m位于同一跨度時(shí)，該種不利條件，存在極少，現(xiàn)取用該荷載模型計(jì)算如下：模型圖計(jì)算結(jié)果Mn16材料應(yīng)力圖Q235材料應(yīng)力圖反力圖4.2 630鋼管計(jì)算通過以上計(jì)算630鋼管樁基礎(chǔ)最大承重荷載為384.19kN，施工時(shí)使用DZJ-90振動錘打設(shè)。表4.1 DZJ-90振動錘性能表電機(jī)功率偏心力矩振動頻率r/min激振力機(jī)重允許拔樁力(kW)NmkNkgkN900403110054673002544.1 入土深度計(jì)算根據(jù)港口工程樁基規(guī)

9、范（JTJ254-98）第4.2.4條：式中：Qd單樁垂直極限承載力設(shè)計(jì)值（kN）；單樁垂直承載力分項(xiàng)系數(shù)，取1.45；U樁身截面周長（m），本處為1.978m；單樁第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；樁身穿過第i層土的長度（m）；單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；A 樁身截面面積，63012mm鋼管樁A=232.981cm2；查看地質(zhì)資料可得，在275號墩(RK24+890.00)處的地質(zhì)資料最為不利，該區(qū)域土層磨阻力如表4.2：序號土層名稱極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值頂層標(biāo)高底層標(biāo)高層厚承載力1卵石0-7.36-10.02.642粉質(zhì)粘土35-10.0-17.07484.613粘土40-17

10、.0-29.112.1957.3524中風(fēng)化石英巖-29.1-34.35.2由計(jì)算得知：2.64米厚的卵石層作為從刷層，鋼管樁入土深度10米，即穿過粉質(zhì)粘土7米、進(jìn)入粘土層3米即可滿足承載力要求。4.2 鋼管樁穩(wěn)定性計(jì)算河床面高程為-7.36m，按3m沖刷深度考慮，則可假定鋼管樁懸臂固結(jié)點(diǎn)在-15m處，樁頂標(biāo)高取+4.0m，鋼管懸臂長度為19m。4.2.1 單根鋼管樁流水壓力計(jì)算單根樁流水壓力計(jì)算：式中：流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；形狀系數(shù)（鋼管樁取0.8）；阻水面積（m2），計(jì)算至一般沖刷線處；海水的重力密度1.025（kN/m3）；設(shè)計(jì)流速（1.53m/s）；4.2.2 單根鋼管樁橫橋向風(fēng)力計(jì)

11、算根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTJ-02189) 第2.3.8條計(jì)算橫橋向風(fēng)壓：設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期系數(shù)取1.0；風(fēng)載阻力系數(shù)，取1.0；地形地理?xiàng)l件系數(shù)，1.0；設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓取為0.8kPa；迎風(fēng)面積11.39m2；橫橋向風(fēng)載：4.2.3鋼棧橋橫橋向風(fēng)力計(jì)算4.2.4 單根鋼管樁順橋向風(fēng)力計(jì)算縱橋向風(fēng)壓按橫橋向風(fēng)壓的70%計(jì)算。橫橋向風(fēng)載：4.2.5 波浪力浪高按3.01m計(jì)算，根據(jù)蓋拉德經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算浪長：（為浪高），取。對于圓形柱樁當(dāng)D/L0.2時(shí)為小尺寸樁柱（D為樁徑）用下式計(jì)算波浪力：式中：水平波壓速度分力的最大值，出現(xiàn)在波峰位置處；水平波壓慣性分力（由加速度引起）的最大值，出現(xiàn)在波峰和1/4波長之間；建筑物附近速度修正值，所以取1.00；樁徑，取為0.63m；靜水水深，取7.36m；浪高3.01m；水的容重10kN/m3；當(dāng)0.5時(shí)，最大波壓可用下式計(jì)算：

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