栈桥及码头设计计算书
1 贝雷梁桥几何特性及桁架容许内力 1.1、桁架单元杆件性能
杆件名弦杆竖杆斜杆材 料16Mn16Mn16Mn桥断面型式横断面积(cm2)2×12.79.529.52理论容许承载力(Kn)560210171.5][10I8I8
1.2、几何特性
几何特性结构构造单排单层双排单层三排单层双排双层三排双层不加强加强不加强加强不加强加强不加强加强不加强加强WX (cm3)3578.57699.17157.115398.310735.623097.414817.930641.722226.845962.6IX(cm4)250497.2577434.4500994.41154868.8751491.61732303.22148588.84596255.23222883.26894390
1.3、桁架容许内力表
桥型容许内力弯矩(Kn.M)剪力(KN)单排单层788.2245.2双排单层1576.4490.5不加强桥梁三排单层2246.4698.9双排双层3265.4490.5三排双层4653.2698.9
桥型容许内力弯矩(Kn.M)剪力(KN)单排单层1687.5245.2双排单层3375490.5加强桥梁三排单层4809.4698.9双排双层6750490.5三排双层9618.8698.9
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2 施工栈桥设计
2.1、设计荷栽
2.1.1、50t轨道车
因现在不知道轨道车的具体结构及所运构件的长度,按偏安全考虑一个轨道车荷载按 一个集中力计算: G1=500KN 2.1.2、30t重型汽车
一辆汽车总重力
前轴重力(KN)600.6×0.2中轴重力(KN)120车辆外型尺寸8×2.5后轴重力(KN)120轴距(m)4.0+1.4轮距(m)1.83000.3×0.2前轮着地宽度及长度中、后轮着地宽度及长度
2.1.3、贝雷片自重
单片贝雷片自重:G3=3KN, 横断面排数8排 单跨长度:L=15m 2.1.4、砼桥面板自重
砼桥面板厚度为20cm,桥面宽为5m 每延米桥面板自重: G=31.25kN/m 2.1.5、制动力
轨道车:50KN 《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.9条 汽车: 30KN 《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.9条 2.1.6、汽车荷载冲击系数
μ=15/(37.5+L)= 0.29 《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.2条
2.1.7、风荷载 ①、横桥向风荷载
横桥向风压计算: W=K1*K2*K3*K4*W0 其中 W0=0.40 KN/m2 基本风压
K1=0.85 设计风速频率换算系数 K2=1.3 风载体形系数(桁架)
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0.8 风载体形系数(钢管桩) K3=1.0 风压高度系数 K4=1.0 地形、地理条件系数 桁架风压:《公路桥涵设计通用规范》 第2.3.8条 W=K1*K2*K3*K4*W0 = 0.44 KN/m2 作用在单跨上的横向风荷载
迎风面积: S=13.1m2 (桁架)
作用于桁架的风荷载: F=5.8KN (作用点位于桁架中心) 钢管桩风压:
W=K1*K2*K3*K4*W0 =0.27KN/m2 作用于一个墩子上的风荷载:
迎风面积 S=35.06m2 (钢管桩,按最低水位计算,同时考虑4根桩作用相同风载)作用于钢管桩的风荷载: F=9.54 KN 作用点离桩顶高度: H=6.95m ②、纵桥向风荷载
栈桥部分不考虑纵桥向风荷载 2.1.8、水流力
①、低水位(江水未淹没桁架) 作用于钢管桩上的水流压力 FW=CWAγV2/2
水流力标准值
其中 FW 水流力标准值
CW= 0.90 水流阻力系数(后排桩) A= 7.20 m2 桥墩阻水面积,单根桩 γ= 1.00 t/m
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(水密度)
V= 2.13 m/S 《水文计算综合成果图》 《港口工程荷载规范》 第13.0.1条 FW=CWAγV2/2=14.69 KN (单根桩) 冲刷线以上桩长: H=12.00m
作用点位于桩顶下: H/3=4.00m
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②、水位达到最高水位
①、作用于桁架上的水流压力
FW=CWAγV2/2
其中 FW 水流力标准值 CW= 7.38 水流阻力系数 A=6.97m2 桁架阻水面积 γ=1.00t/m3 (水密度)
V=2.13m/S 《水文计算综合成果图》 《港口工程荷载规范》 第13.0.1条
FW=CWAγV2/2= 116.65KN(一跨)作用点位桁架中心 ②、作用在第一、第二片桁架的水流力 CW=2.16水流阻力系数 FW=CWAγV2/2=34.11KN (一跨) 2.2、桁架计算 2.2.1、荷载组合
因50t轨道车与汽车不同时在栈桥上行使,栈桥荷载按只有轨道车和汽车两种情况进行组合,取两者对栈桥产生最不利荷载进行栈桥受力计算。 荷载组合1:只有轨道车作用在桥面上 (竖向荷载) a、均布荷载(恒载): 11.75kN/m
b、集中荷载(活载): 500.0KN(作用在两个轨道上) 荷载组合2:只有汽车作用在桥面上 (竖向荷载) a、均布荷载(恒载): 11.75kN/m
b、集中荷载(活载): 154.8KN(中、后轴轴重)
60KN (前轴轴重)
荷载组合3:作用在桁架的最不利水平荷载
综上,作用在桁架的最不利荷载为江水淹没栈桥时,水流力对桁架的作用均布荷载7.347kN/m。
2.2.2、内力计算
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①、 只作用50t轨道车,此时荷载由中间四排贝雷片上,偏安全考虑,不考虑桥
面对轨道车荷载的横向分布影响。
轨道车位于跨中、且轨道车为一台台车
集中力 MMAX=
1=1875KN.m 4PLP QMAX==125.0KN
2f=5/384*pL3/EI=0.696cm E=210000000KN/m2 均布荷载
PL2 MMAX ==330.5 KN.m
8 QMAX =
PL=88.1 KN 2
M总= 2205.5 KN.m <3152.8 KN.m Q总=213.1 KN < 490.5 KN 最大支座反力 N = 213.1 KN
②、只作用30t汽车,取汽车最不利荷载时为一个轮子正好压在两片贝雷梁上,同时不考虑桥面板对车载的横向分布影响,则作用在贝雷梁上的荷载为:
后轴轴力 120 KN
中轴轴力 120 KN 前轴轴力 60 KN 集中力
弯矩图
MMAX = 812.88 kN.m
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