钢栈桥设计计算书
1工程概况
本项目计划修建两座施工栈桥，其中围中栈桥全长为24m，跨径为2*12m，七工段栈桥全长为42m，跨径为3m+12m*3+3m，栈桥净宽均4m。承载力满足120T以下车辆通行，限速10千米/小时。
2栈桥设计
2.1设计依据
（1）《装备式公路钢桥多用途使用手册》； （2）《钢结构设计规范》GB50017-2003； （3）《路桥施工计算手册》；
（4）《公路桥梁施工技术规范》（JTJ041-2004）； （5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJD63-2007）； (6)《装备式公路钢桥》设计制造标准JT/T728-2008 （7）其他相关规范手册 2.2结构型式
栈桥采用321标准式二组三排单层双加强下承式贝雷结构，两头桥台和中间制动墩打设630×10双排钢管桩基础，呈2×2排列，纵向间距1.5m，横向间距4.6m，连接系横杆和斜杆采用14#槽钢。
桥面为2m×6m标准桥面板，每块标准桥面板骨架为纵向9根12工字钢，端头采用10槽钢加固，桥面钢板为8mm厚花纹钢板。每片贝雷下弦杆放置4根I28a工字钢作为桥面横梁，一块桥面板底部布置8根横梁支撑。具体构造见附图
主要材料力学性能表
材料名称 321贝雷片 630*10钢管 I28a I12 8mm厚钢板 重量 270kg/片 153 kg/m 43.47 kg/m 14.21kg/m 7850 kg/m3 几何特性 Wx（cm3） Ix（cm4） 23097.4 \\ 508.2 77.4 \\ 1732303.2 \\ 7115 488 \\ 容许应力 截面积 Iy（cm4） W（KN.m） Q（KN.m） \\ 0.312 55.37 18.10 \\ \\ \\ 344.1 46.9 \\ 4809.4 \\ 215 215 \\ 698.9 \\ 125 125 \\ 3荷载分析
栈桥承受荷载主要由桥梁自重荷载q，及车辆荷载P两部分组成，其中车辆荷载为主要荷载。设计计算按120T计,如下图：
根据设计，按主跨简支梁控制计算，钢桥单跨最大跨径为12米。 （1）恒载
①贝雷片重量：2700*6*1.15/3=6.21 KN/m ②I28a横梁：434.7*6*4*1.15/3=4.0 KN/m ③I12纵梁：142.1*9*1.15=1.47 KN/m
④8mm厚钢板：78500*4*1*0.008*1.15=2.89 KN/m ⑤弦杆重量：800*12*1.15/3=3.68 KN/m
式中1.15为连接件扩大系数，恒载合计q=18.25 KN/m M恒=1/8ql=0.125*18.25*12=328.5 KN.m Q恒=1/2qL=0.5*18.25*12=109.5 KN （2）活载
根据设计，钢桥单跨最大净度为12米，按照挂车-120 T车辆行走，轴距为1.2米+4米+1.2米，总重量按1200kN计算，后轮双轴压力为600kN，后轮单轴单侧压力为150kN。车列布置如下图：
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挂-120级车辆荷载的主要技术指标
名称 挂-120 车辆重量 1200kN 车轴数 4 每个车轴 300kN 每对车轮着地长和宽 0.6m×0.2m 考虑到集中力与荷载布置的差异偏荷载及冲击，系数采用1.3。
M活=1/4pln=0.25*1200*12*1.3=4680 KN.m Q活=1/2pln=0.5*1200*1.3=780 KN
4贝雷架验算
4.1强度验算
根据《装备式公路钢桥多用途使用手册》可知，三排单层加强贝雷片容许弯矩、剪力分别是M＝4809.4KN.m，Q=698.9KN，考虑到贝雷销间隙和偏载影响，贝雷片折减系数采用0.8。
4809.4×2×0.8=7695.04KN.m﹥328.5+4680=5008.5KN.m是安全的。 698.9×2×0.8=1118.24KN﹥109.5+780=889.5KN是安全的。 4.2挠度验算
f1=5ql/（384EIn）=5×18.25×12×10/(384×2100×1732303.2×2)=0.68mm f2=pl3/(48EI)=1200×123×106/(48×2100×1732303.2×2)=5.94mm Fmax=f1+f2=6.62﹤﹝F﹞=12000/400=30mm计算是安全的。
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5横梁验算
每片贝雷下弦杆放置4根28a工字钢作为桥面横梁，一块桥面板底部布置8根横梁支撑，按后轮双轴计算，单根28a工字钢承载车辆荷载600÷8=75kN，桥面和28a工字钢自重荷载1.47+2.89+4.0=8.36kN.m，
M1=75/2×4.2×1.3/4 =51.19kN.M M2= 8.36×4.22×1.3/8 =23.96kN.M
σ=M/W=(51.19+23.96)×103/(534×10-6)=141MPa＜215 MPa满足要求。 τ=N/A=75×103/（55.37×10-4)=13.5 MPa＜125MPa满足要求。
6桥面板验算
6.1结构型式
桥面为2m×6m标准桥面板，每块标准桥面板骨架为纵向9根12工字钢，端头采用10槽钢加固，桥面钢板为8mm厚花纹钢板。见下图
桥面净宽4m，需要2块2m*6m桥面板，断面骨架为纵向18根12工字钢，端头、中间采用10槽钢加固，桥面钢板为8mm厚花纹钢板，下托I28a横梁间距1.2m。 6.2荷载情况
挂-120级车辆，单轴重30吨，半边轮组重15吨；汽车冲击系数取1.3；单侧车轮压力由一块桥面板同时承受。车轮组作用在跨中弯矩最大，轮组作用在临近支点处剪力最大。 6.3强度、刚度验算
（1）汽车作用在跨中最大弯距M =1.3×0.25×15×10×1.2=58.5KN·m； （2）I型钢自重产生弯距M=0.125×14.21×10×1.22×9÷1000=0.72KN·m； （3）汽车作用在跨中I型钢最大弯曲应力σmax=M/W=（58.5＋0.72）×1000÷（1.05×77.4×9）=80.96 MPa＜f=215 MPa；
（4）汽车轮组作用在28a型工字钢横向分配梁临近支点时，I型钢受最大剪应力： τmax=（1.3×15×10＋14.21÷1000×10×1.2÷2）÷（18.10×9）×10=11.98MPa＜fy=125 MPa；
（5）汽车作用在跨中产生的挠度v=5×1.3×（58.5＋0.72）×106×1.22×106÷（384×206×103×46.9×104×9）=1.66㎜＜[v]=1200÷400=3㎜。
结论：经验算，桥面系的强度和刚度满足要求，使用安全。
7贝雷护栏验算
根据《装备式公路钢桥多用途使用手册》有关规定，下承式公路钢桥是以两侧贝雷桁架护栏，材质16Mn,容许拉应力，压应力及弯应力1.3*210=273MPa, 容许剪应力1.3*160=208MPa.做护栏是安全的。
8钢管桩单桩承载力验算
8.1桩顶作用效应计算
受力分析：1200KN施工车辆位于桥墩处时钢管承受最大作用力。按单墩4根钢管桩承担受力进行检算。
活荷载：1200KN×1.3=1560KN
一跨钢栈桥自重（含贝雷架、型钢、桥面板）：18.25KN×12=219 KN 单根钢管桩自重：153×15/1000=2.3 KN
则单根钢管桩受力：Nk=（1560+219+2.3）/4=445.3KN 8.2桩基竖向承载力计算
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