栈桥简算书(2.26改)

新建铁路九江至南昌

城际轨道交通

博阳河特大桥水中墩

栈桥设计书

编 制：

复 核：

审 核：

中国中铁四局集团CJQ-1标经理部第五项目队

2007年12月

栈桥计算书

一、结构形式

钢栈桥桥面宽度：按双向两车道设计，桥面宽5m，常规跨径布置型式为12、15m、18m，为保证河西桥台处孔跨布置18m(保证车辆下行净空)、在35、36#墩左侧加宽7.55m作为下部插打钢板桩、上部连续梁吊装作业平台。

栈桥下部结构：普通陆地墩为2根Φ500×10mm钢管桩(钢管桩间距3.9m)、普通水中墩为2根Φ800×10mm钢管桩(钢管桩间距3.9m)、加宽作业平台为5根Φ800×10mm钢管桩(钢管桩间距1.95m)；

上部结构为2根I40a下横梁、纵梁采用6榀贝雷桁架；

桥面为I10和[10纵横向分配梁，布置间距0.5m，δ10桥面钢板满铺。

钢管桩之间采用［20a(横撑)和［18a(斜撑)作为剪刀撑，上横撑距钢管桩顶1m，下横撑距上横撑2m。

二、普通陆地5米宽通行栈桥简算（计算模型为50吨汽车单辆行驶单跨15米桥面）

作业时履带吊不行走桥面插打钢管桩， 只考虑普通行车。

厚钢面板槽横向间距钢工字钢纵向间距四品贝雷片两根工字钢钢柱壁厚 结构模型

1、栈桥面板验算

桥面板自重=0.785KN/m

结构形式

剪力图

弯矩图 σ=M/W=6.91×10-3/(83.3×10-6)=83.0Mpa<[σ]=170Mpa，刚度可以！

f=0.00111/5=1/4504<1/250满足要求，面板可以，底部[10槽钢间距0.5米布置可行！

2、[10槽钢验算

[10槽钢自重+桥面板自重=0.1+0.785=0.885KN/m

前轮=30KN/11品槽钢=2.73KN

后轮=140KN/11品槽钢=12.7KN

按整跨15米计算，荷载压在1品槽钢上为模型

结构形式

弯矩图

剪力图

σ=M/W=4.98×10-3/(39660×10-9)=125.6Mpa<[σ]=170Mpa，刚度可以！

底部I10工字钢间距0.5米布置可行！

3、I10工字钢验算

I10工字钢自重+[10槽钢自重+桥面板自重=0.11+0.1+0.785=0.995KN/m

取最大上部传递荷载51.96KN，按均布荷载计算

结构形式

弯矩图

剪力图 σ=M/W=4.1×10-3/(49000×10-9)=83.7Mpa<[σ]=170Mpa，刚度可以！

f=0.00037/5=1/13513满足要求！

I10工字钢可以，底部布置6品贝雷片可行。

4、单品贝雷片验算(按六品布置)

每片国产贝雷片重量（3米长）（支撑架和销钉等零件）270kg ，桁片惯性矩Ix=250500cm4，桁片截面模量WX=3570 cm3，桁片允许弯矩[M]=788.2KN.m，允许剪力245kN，不均匀折减系数为0.9。

贝雷片自重+I10工字钢自重+[10槽钢自重+桥面板自重

G=0.9+0.11+0.1+0.785=1.895KN/m

汽车按50吨考虑，单品贝雷片受力分析：

车轮前部1#=30/2个轮/3品贝雷=5KN

车轮后部2#～4#=（500-30）/8个轮/3品贝雷=19.6KN

弯矩图

剪力图

f=0.008/15=1/1875满足要求，贝雷片可以，底部布置6品贝雷片可行。

5、单根I40a工字钢验算

工字钢+贝雷片自重+I10工字钢自重+[10槽钢自重+桥面板自重

G=0.676+0.9+0.11+0.1+0.785=2.571KN/m

剪力图

f=0.0005/4.9=1/9800满足要求，I40a工字钢可以，底部布置φ50cm（壁厚10mm空心钢柱）按3.9m布置可行。

6、单根φ50cm（壁厚10mm空心钢柱）验算

空心钢柱直径0.5米、壁厚1厘米，长度12米。

①、单根空心钢柱应力计算

空心钢柱上布置两根I40a工字钢

σ=（8.71+72.89+130.19）/（0.0248）/1000=8.5Mpa<[σ]=145MPa，满足施工要求!

②、单根空心钢柱承载力要求

G=（8.71+72.89+130.19）=211.79KN

钢管桩与土层、细圆砾土的摩阻力分别取25Kpa、100Kpa,钢柱入地面以下土层取3m、圆砾土3m，细圆砾土地基承载力取250Kpa。

1[p](UiiliAR)2

[p]——单桩轴向受压容许承载力（kN）

U——桩的周长（m）

i——单桩第i层土的极限摩阻力（kPa）

li——第i层土的厚度（m）

A——桩底横截面面积（m2）

R——桩尖处土的极限承载力（kPa） R计算过程如下表所示：

桩端截面积A(m2)分层厚桩身在度各土层li(m)的厚度3433桩径(m)土层编号120.50.1963桩身周长U(m)第i层桩侧摩阻力值τi（kPa)251001.5708桩周摩阻力和第i层桩侧桩尖承载力影阻力0.5Uα响系数αi、iτili(kN)α0.70.741.2164.9206.217.2223.3名称土层细圆砾土层底深度l(m)37桩侧阻力∑0.5Uαiτili(kN)桩端极限承载力取值σR(kPa)250桩端阻力0.5αAσR(kN)单桩轴向受压容许承载力[p](kN) 因此G=211.79 kN <[P]=223.3KN，满足要求！

三、栈桥加宽作业平台简算（计算模型为50吨汽车吊装30T重物）

225KN225KN60720840609090

50吨汽车吊自重按60吨计算，吊装30吨重物，吊装时为四个支点（横向间距7.2m、纵向5.5m）。

(60+30)*10/4=225KN

、加宽作业平台面板验算

f=0.067/8.4=1/125不能满足要求，必须在局部进行加强。

将外侧吊车支腿处底部[10槽钢由原来的0.5米加密至0.3米间距布置，增加面板的抗弯能力。225KN225KN6072060840[10a槽钢横向间距加强为0.3m4545

1

f=0.01447/8.4=1/580满足要求，面板可以，底部加强[10槽钢间距0.3米布置可行，其它部位仍按0.5米布置。

2、[10槽钢验算

f=0.00022/8.4=1/38181满足要求，[10槽钢可以，底部I10工字钢间距0.5米布置可行。

3、I10槽钢验算

f=0.00086/8.3=1/9651满足要求，I10工字钢可以，底部布置贝雷片位置可行。

4、单品贝雷片验算

50吨汽车吊吊装时四个支点只考虑在外侧6品贝雷片受力。

支点力=(60+30)*10/4/4=56.25KN

f=0.026/15=1/576满足要求，剪力和弯矩均能满足要求，底部布置贝雷片位置可行。

5、单根I40a工字钢验算

f=0.00104/8.8=1/8461满足要求，I40a工字钢可以，底部布置φ80cm（壁厚10mm空心钢柱）按3.9m布置可行。

6、单根φ80cm（壁厚10mm空心钢柱）验算

空心钢柱直径0.8米、壁厚1厘米。

①、单根空心钢柱应力计算

空心钢柱上布置两根I40a工字钢

σ=（59.69+155.33+189.34）/（0.0248）/1000=16.3Mpa<[σ]=145MPa，满足施工要求!

②、单根空心钢柱承载力要求

G=（59.69+155.33+189.34）=404.36KN

钢管桩与回填土层、细圆砾土的摩阻力分别取20Kpa、100Kpa,钢柱入地面以下回填土层取3m、圆砾土3m，细圆砾土地基承载力取250Kpa。

桩径(m)土层编号120.8桩端截面积A(m2)分层厚桩身在度各土层li(m)的厚度34330.5027桩身周长U(m)2.5133名称回填土层细圆砾土层底深度l(m)桩周摩阻力和第i层桩侧第i层桩侧摩阻桩尖承载力影阻力0.5Uα力值τi（kPa)响系数αi、iτili(kN)α201000.70.752.8263.9316.744.0360.737桩侧阻力∑0.5Uαiτili(kN)桩端极限承载力取值σR(kPa)250桩端阻力0.5αAσR(kN)单桩轴向受压容许承载力[p](kN) 因此G=404.36 kN>[P]=360.7KN，不满足要求！

将作业平台处钢柱加密1根，重新验算!

7、单根φ80cm（壁厚10mm空心钢柱）重新布置验算

225KN225KN607208406045

①、单根空心钢柱应力计算

σ=(192.44+117.9+47.2+0.07)/(0.0248)/1000=14.4Mpa<[σ]=145MPa，满足施工要求!

②、单根空心钢柱承载力要求

G=（192.44+117.9+47.2+0.07）=357.61KN

钢管桩与回填土层、细圆砾土的摩阻力分别取20Kpa、100Kpa,钢柱入地面以下回填土层取3m、圆砾土3m，细圆砾土地基承载力取250Kpa。

桩径(m)土层编号12名称回填土层细圆砾土0.8桩端截面积A(m2)分层厚桩身在度各土层li(m)的厚度34330.5027桩身周长U(m)2.5133层底深度l(m)桩周摩阻力和第i层桩侧第i层桩侧摩阻桩尖承载力影阻力0.5Uα力值τi（kPa)响系数αi、iτili(kN)α201000.70.752.8263.9316.744.0360.737桩侧阻力∑0.5Uαiτili(kN)桩端极限承载力取值σR(kPa)250桩端阻力0.5αAσR(kN)单桩轴向受压容许承载力[p](kN) 因此G=357.61 kN <[P]=360.7KN，满足要求！

四、栈桥履带吊作业简算（计算模型为50吨履带吊装30T重物）

1、单品贝雷片按15米跨验算

桁片允许弯矩[M]=788.2KN.m，469.55<[M]符合要求！

2、40工字钢验算

剪力图

3、单根φ80cm（壁厚10mm空心钢柱）验算

①、单根空心钢柱应力计算

σ=(127.95+128.29+150.47-75)/(0.0248)/1000=13.4Mpa<[σ]=145MPa，满足施工要求!

②、单根空心钢柱承载力要求

G=（127.95+128.29+150.47-75）=331.71KN

钢管桩与回填土层、细圆砾土的摩阻力分别取20Kpa、100Kpa,钢柱入地面以下回填土层取3m、圆砾土3m，细圆砾土地基承载力取250Kpa。

桩端截面积A(m2)分层厚桩身在度各土层li(m)的厚度3433桩径(m)土层编号120.80.5027桩身周长U(m)第i层桩侧摩阻力值τi（kPa)201002.5133桩周摩阻力和第i层桩侧桩尖承载力影阻力0.5Uα响系数αi、iτili(kN)α0.70.752.8263.9316.744.0360.7名称回填土层细圆砾土层底深度l(m)37桩侧阻力∑0.5Uαiτili(kN)桩端极限承载力取值σR(kPa)250桩端阻力0.5αAσR(kN)单桩轴向受压容许承载力[p](kN) 因此G=331.71 kN <[P]=360.7KN，满足要求！

五、栈桥履带吊横桥转向简算（计算模型为50吨履带吊装30T重物）

按三品贝雷片受力计算

弯矩图

剪力图

f=0.031/15=1/500满足要求，履带吊横桥转向时底部贝雷片布置可行。