3.1.3流水压力
本次以设计平均流速3m/s为计算依据。取河床冲刷最大处(河床标高-23m)的单排钢管桩进行稳定性计算,河床最大冲刷考虑6m,水位取20年一遇高水位+6.77m流水压力计算如下:
φ1000钢管桩承受的流水压力 Fw=KA
?V22g
10?32=0.8×35.77×1×
2?9.81=131.27kN
φ600钢管桩承受的流水压力 Fw=KA
?V22g
10?32=0.8×34×0.6×
2?9.81=74.86kN
式中 Fw—流水压力标准值(kN) ?—水的重力密度,取10kN/m3 V—设计流速,取3m/s
A—桥墩阻水面积(m2),计算至一般冲刷线处 g—重力加速度,g=9.81m/s2 K—桥墩形状系数,取0.8
3.2河床冲刷计算
钢栈桥处于×××南股槽强涌潮地段,而水下土质均以粉砂土为主,潮流对钢栈桥桥桩附近冲刷严重,为保证栈桥施工和运行时安全,现进行河床冲刷计算。 3.2.1一般冲刷计算
一般冲刷计算公式为:
????Q2?hcm???A?d?B?h??cj?cq??hp??1??6Ed?? ??
??式中:
hp5335—桥下一般冲刷后的最大水深(m);
Ad—单宽流量集中系数;
?Bz??Ad???H??z?0.15
Bz—造床流量下的河槽宽度(m),对复式河床可取平滩水位时河槽宽度;
Hz—造床流量下的河槽平均水深(m),对复式河床可取平滩水位时河槽
平均水深;
Qp—频率为P%的设计流量(m3/s);
Q2—桥下河槽部分通过的设计流量(m3/s),当河槽能扩宽至全桥时取用
Qp;
Bcj—河槽部分桥孔过水净宽(m),当桥下河槽能扩宽至全桥时,即为全
桥桥孔过水净宽;
?—桥墩水流侧向压缩系数;
hcm—河槽最大水深(m); hcq—河槽平均水深(m);
; d—河槽泥沙平均粒径(mm)
E—与汛期含沙量有关的系数;
hcm=16.09m,Q2=27000m3/s,Bcj=3000m,?=0.92, 各参数取值如下:Ad=1.26,
hcq=11.47m, d=0.075mm, E=0.66
经计算一般冲刷为:
3??5??5hcm?Q2???3??16.09???1.26?27000???Ad?B?h????cj?cq??0.92?300011.47????h??5335p?1??Ed6??1???0.66?????0.0756?=10.53m
3.2.2局部冲刷计算
一般冲刷后墩前行近流速:
1V?Ed6h212p3=0.66?0.0756?10.533=2.06m/s
河床泥沙起动流速:
Vhp0.140?0.0246(d)332d?10?hpd0.72
=0.0246?(10.530.0.075)14332?0.075?10?10.530.0750.72 =0.62m/s
墩前泥沙起冲流速:
V0'?0.462(d0.B)06V00.462?(0.075)0.06?0.621=0.8=0.25m/s
由于V?V0,所以局部冲刷计算:
n1hK0.6?V?V0'?b?K??1B1?V0?V0'????V0?V'???
00.83=
1?3.75?0.80.6??0.62?0.25????2.06?0.25??0.62?0.25??
=4.53m
式中: K?1—河床颗粒影响系数;
???? 1?11?1??K?1?0.8?0.45?0.15?0.8???0.450.15?dd0.0750.075??=??=3.75 K?—墩形系数;
n1—指数;
?V?n1??0??V?0.25d0.19?0.62?=??2.06??0.25?0.0750.19=0.83
3.2.3确定总冲刷深度
在二十年一遇最大流量下,总冲刷深度为15.06m,根据04.4、04.7、04.11、05.4、05.7地形图及进场后测定的河床冲刷情况确定最大冲刷深度为6m。
河床标高及各区段栈桥河床冲刷深度确定如下表 表2-2 区 段 第一区段 第二区段 第三区段 第四区段 第五区段 第六区段 里程桩号 ZQK0+000~ZQK0+200 ZQK0+200~ZQK0+300 ZQK0+300~ZQK0+650 ZQK0+650~ZQK1+000 ZQK1+000~ZQK1+250 ZQK1+250~ZQK3+000 长度(m) 河床标高(m) 河床冲刷深度(m) 200 100 350 350 250 1750 -3~-9 -9~-17 -17~-23 -9~-17 -9~-1 大于-1 6 6 6 6 6 3 3.3贝雷栈桥计算
3.3.1桥面板计算
⑴计算模型
由于公路—I级汽车荷载的中、后轮着地宽度为0.6m,其宽度已直接作用在纵梁上,故不用计算,只计算汽车前轮作用在桥面板跨中位置的受力即可。查《公路桥涵设计通用规范》,公路—I级汽车荷载前轴重力标准值30kN。取汽车前轮作用力P作为桥面板计算荷载。板的计算宽度取1.0m。汽车冲击系数按规范采用1.3,结构自重考虑为1.1的分项系数。 荷载分布及支撑情况见下图:
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