双线特大桥栈桥设计计算书

一、工程简介 1.1、栈桥作用：

1.1.1、作为砼泵管的铺设平台。

1.1.2、作为汛期人员及小型器具的运输桥梁。 1.2、栈桥位置：

1.2.1、30#墩布置在桥墩右侧，栈桥尾部拖泵及罐车站位平台位置在28#与29#墩空间的右侧，将现有便道与站位平台顺接，平台顶高程为65m，平台靠栈桥位置需设置栈桥桥台，以增加栈桥的纵向稳定性。

1.2.2、31#墩布置在桥墩左侧，延伸至河岸后沿河堤边坡拐至上料码头附近，作为拖泵及罐车的站位平台。栈桥与连续梁翼板外边缘净距按30cm控制，栈桥高程按65m控制。 1.3、栈桥结构：

1.3.1、栈桥下部结构以两根φ529mm钢管为支撑柱，钢管横向排列，间距2m，两者形成格构，钢管底部嵌入基岩1m深。

1.3.2、栈桥上部结构以2cm*10cm钢板穿插钢管作为分配梁牛腿，牛腿上部以I20工字钢为分配梁，纵梁采用I25工字钢，纵梁单跨长度为9米，横梁采用[5槽钢，槽钢间距0.5米，桥面板采用8毫米的印花钢板，护栏采用5厘米直径的圆钢管焊接而成。 二、施工方法：

2.1、基础施工：在选定的桥位上放样出钢管桩位置，用φ1000mm的锤头冲击成孔，孔深嵌入完整基岩1m。成孔后抽浆清孔。

2.2、下部施工：将φ529mm钢管根据桩位加工到设计长度，在距钢管顶50cm处中心切出3cm*10cm的方孔，让后插入长度为80cm 的钢板，将钢板与钢管焊接成整体，注意槽钢在钢管两侧外漏长度要相等。将加工好钢管桩用吊车调入孔中，将钢管利用支撑钢筋固定在孔中心后在孔内浇注混凝土。

2.3、上部施工：将焊接好的分配梁套架利用吊车安装至牛腿上。再将焊接好的纵横梁骨架吊装分配梁上（由于分配梁较长，吊装时应多设吊点），将各吊装构

件焊接牢固，再在横梁上吊装面板，最后焊接护栏。 三、受力计算

栈桥上部主要荷载为行人荷载及地泵管的荷载，取3.5KN/m2。下部主要计算洪水的冲击力。Q235 [σ]=170MPa， Q235 [τ]=85MPa 3.1、栈桥上部计算： 3.1.1、面板计算：

面板自重：0.63KN/m，施工荷载：3.5KN/m2，面板所受荷载为4.13KN/m2。 取1m宽面板计算，W面板=bh2/6=1.07*10-5m3,I面板=bh3/12=4.27*10-8m4 横梁间距为50cm，故按多跨联系梁计算： 结点,1,0,0 结点,2,0.5,0 结点,3,1,0 结点,4,1.5,0 结点,5,2,0 结点,6,2.5,0 结点,7,3,0

单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,1 单元,6,7,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,2,1,0,0 结点支承,3,1,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,5,1,0,0 结点支承,6,1,0,0 结点支承,7,1,0,0

单元荷载,1,3,4130,0,1,90 单元荷载,2,3,4130,0,1,90 单元荷载,3,3,4130,0,1,90 单元荷载,4,3,4130,0,1,90 单元荷载,5,3,4130,0,1,90 单元荷载,6,3,4130,0,1,90

单元材料性质,1,6,1680000000,9000,0,0,-1 根据结构力学求解器可得

Mmax=109.21N.m

σ=109.21/1.07=10.2MPa＜170Mpa f=0.00011m＜3/400=0.0075m 面板满足要求。 3.1.2、横梁计算：

[5槽钢的截面性质为：I=26.1cm4，W=10.4cm3，A=6.9 cm2根据面板计算时可知，横梁所受的最大荷载为2343N,横梁自重54N/m，则按照线荷载计算，54+2342/0.5=4738N/m。利用求解器： 结点,1,0,0 结点,2,0.56,0 结点,3,1.94,0 结点,4,2.5,0

单元,1,2,0,0,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,3,1,0,0

单元荷载,1,3,4738,0,1,90 单元荷载,2,3,4738,0,1,90 单元荷载,3,3,4738,0,1,90

单元材料性质,1,3,142700000,54600,0,0,-1

Mmax=750.1N.m

σ=M/W=750.1/10.4*10-6=72.1MPa＜170Mpa f=0.0015m＜2.5/250=0.01m 横梁满足要求。 3.1.3、纵梁计算：

工字钢自重:381N/m，每条纵梁所承受1.25米桥面荷载。纵梁所受线荷载为381+5980/1.25=5165N/m,

I25工字钢的截面性质：I=5020cm4,4W=402cm3,A=48.5 cm2 结点,1,0,0

结点,2,9,0

单元,1,2,1,1,0,1,1,0 结点支承,2,3,0,0,0 结点支承,1,1,0,0

单元荷载,1,3,5165,0,1,90

单元材料性质,1,1,1018500000,10542000,0,0,-1

Mmax=52296N.m

σ=M/W=52296/(402*10-6)=130MPa＜170Mpa f=0.0033m＜9/250=0.036m 纵梁满足要求。 3.1.4、分配梁计算：

分配梁所受集中荷载为：2*23243N，分配梁自重：279N/m I20工字钢的截面性质：I=2370cm4,4W=237cm3,A=35.5 cm2 结点,1,0,0 结点,2,0.25,0 结点,3,2.25,0 结点,4,2.5,0

单元,1,2,0,0,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,0,0,0 结点支承,2,3,0,0,0

结点支承,3,1,0,0

单元荷载,2,1,23243,0.125,90 单元荷载,2,1,23243,0.875,90 单元荷载,1,3,279,0,1,90 单元荷载,2,3,279,0,1,90 单元荷载,3,3,279,0,1,90

单元材料性质,1,3,745500000,4977000,0,0,-1

Mmax=5942N.m

σ=5942/(237*10-6)=24.5MPa＜170Mpa

τ=(Q*S)/Id=（23369*/0.172*0.007）=19.4 MPa＜85Mpa f=0.0006m＜2.5/250=0.01m 分配梁满足要求。 3.1.5、牛腿计算： 牛腿的面积0.002m

τ=2Q/3A=（2*23369）/（3*0.002）=17.6MPa＜85Mpa 分配梁满足要求。 3.2、下部结构计算： 3.2.1钢管桩稳定性计算：

钢管I=44439cm4，W=0.00168m3，A=130.9cm2，ix=

=

=18.4 cm，

2

长度系数μ=2，，λ=μl/ ix=2*800/18.4=87，查表可得φ=0.1 钢管所受的压力为23369*2=46738N

46783/（0.1*130.9*10-4）=5.58Mpa<170Mpa 3.2.2钢管桩强度计算：

根据《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)计算流水压力公式如下：

PKA式中：P——流水压力(kN)；

22gn

A——桥墩阻水面积(m2)，通常计算至一般冲刷线处；

λ——水的容重，采用10kN/m3；

gn——标准自由落体加速度(m/s2)，取10m/s2；

ν——计算时采用的流速(m/s)，取2.72m/s；（5年最大流速） K——桥墩形状系数，圆形取0.73。

计算时，阻水面积按一般冲刷线高程65m取用，基岩面高程为57m，则阻水面积为：

A=0.5×(65-57)=4m2

单根钢管流水压力为：P=0.73*4*10*2.722/2*10=10.8KN。 同理，9米纵梁受力为8.32KN

流水压力的分布假定为倒三角形，合力的着力点位于水位线以下1/3水深处, 利用求解器： 结点,1,0,0 结点,2,0,8

单元,1,2,1,1,1,1,1,0 结点支承,1,6,0,0,0,0 结点荷载,2,1,8320,0 单元荷载,1,1,10800,0.66,90

单元材料性质,1,1,2702700000,8856900,0,0,-1

Mmax=123584N.m

σ=123584/0.00168=73.6MPa＜170Mpa 强度满足要求 3.2.3嵌岩深度计算

根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5-2005)，桩下端锚固在岩石内时，可假定弯矩由锚固侧壁岩石承受，锚固需要深度可不考虑水平剪力影响，并按以下公式近似计算： h=(M/0.066/K/R/d)^0.5

式中：h1—自桩下端锚固点算起的锚固需要深度(m)；

M—桩下端锚固点处的弯矩(kN·m),M=123584N.m；

K—根据岩层构造在水平方向的岩石容许压力换算系数，0.5～1.0,取K0.5；

d—钻孔直径(m)；

R—岩石单轴抗压强度(kPa)，根据地质情况，岩层属于软岩，取单轴抗压强度为50000kPa；

计算得：h=(M/0.066/K/R/d)^0.5=(123584/0.066/0.5/50000000/0.529) ^0.5=0.38m 实际施工过程中嵌入完整岩深度按1m考虑，安全系数K=1/0.38=2.63