惠州第三东江大桥钢栈桥及支栈桥计算书剖析.doc

惠州第三东江大桥 钢栈桥及支栈桥计算书 江门市宏达工程设计咨询有限公司 JIANGMEN HONG DA CIVIL ENGINEERING CONSULTING?CO.,?LTD. 二O一六年七月 目 录 一、设计依据 - 1 - 二、结构布置 - 1 - 三、主要材料特性 - 2 - 四、有限元计算 - 4 - 4.1荷载计算 - 4 - 4.1.1恒载计算 - 4 - 4.1.2活载 - 4 - 4.2工况分析 - 11 - 工况1：主栈桥上双辆砼运输车满载（300kN）居跨中（后排车轴居跨中） - 11 - 工况2：主栈桥上双辆10m3砼运输车满载居桩顶（后排车轴居桩顶） - 12 - 工况3：主栈桥上360履带式旋挖钻机居跨中 - 13 - 工况4：支栈桥上履带吊满载行驶至跨中位置 - 14 - 工况5：主栈桥上360履带式旋挖钻机居桩顶 - 15 - 工况6：水位完全漫过栈桥桥面面时的工况。 - 16 - 工况7：栈桥风荷载作用时的工况。 - 17 - 4.3、边界条件 - 18 - 五 - 18 - 5.1、工况1计算结果 - 18 - 5.2、工况2计算结果 - 23 - 5.3、工况3计算结果 - 27 - 5.4、工况4计算结果 - 32 - 5.5、工况5计算结果 - 36 - 5.6、工况6计算结果 - 41 - 5.6、工况7计算结果 - 45 - 六、 - 49 - 6.1、主栈桥贝雷梁承载力验算 - 49 - 6.1.1主栈桥上旋挖钻机居跨中贝雷梁承载力验算 - 49 - 6.1.2主栈桥上旋挖钻居桩顶对贝雷梁承载力验算 - 51 - 6.2、支栈桥贝雷梁承载力计算 - 52 - 七、 - 53 - 八、 - 54 - 一、设计依据 第三东江大桥钢栈桥、支栈桥相关设计图纸 第三东江大桥钢栈桥设计施工方案 3、《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 5、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 6、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 7、《简明施工计算手册》 8、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 9、《栈桥设计指南》 10、《港口工程荷载规范》(JTS 144-1-2010) 二、结构布置 栈桥总长621.50m，宽9m。上部结构采用工25b@75cm分配梁和28槽钢钢面板。主纵梁选用“321”型贝雷架，下横梁采用2*工56b型钢，桥墩采用桩基排架，每榀排架下设3根Φ630×10mm 钢管桩，每榀排架中心线与钢管桩中心线一致，两根钢管桩横桥向间距为3.36米。自下而上依次为Φ630×10mm钢管桩，2I56b下横梁，长为9m；纵梁选用“321”军用贝雷梁4组、每组2片，在贝雷梁上铺I25@75cm分配梁和28槽钢面板。支栈桥结构形式与主栈桥一致。 主栈桥立面图 主栈桥及支栈桥平面布置图 三、主要材料特性 1、贝雷梁材料特性 贝雷结构尺寸如图： 贝雷结构尺寸图 桁架单元杆件性能如表： 表1： 桁架单元杆件性能 杆件名 材 料 桥断面型式 横断面积（cm2） 理论容许承载力（KN） 弦杆 16Mn ][10 2×12.7 560 竖杆 16Mn I8 9.52 210 斜杆 16Mn I8 9.52 171.5 主要材料（贝雷如前）力学特性如下： 表2：主要材料力学特性表 序 号 材料类型 拉、压、弯强度 设计值 弹性模量 剪切强度 设计值 剪切模量 1 Q235b 205MPa 206GPa 120MP 79GPa 2 Q345b 280MPa 220GPa 120MP 79GPa 表3：桁架结构容许应力表 2、变形控制 主要承重构件L/400。 次要构件L/500。 3、有限元模型材料特性参数 第三东江大桥钢栈桥有限元模型的建立采用有限元软件ANSYS建立而成，整体结构的主要构件如钢面板、分配梁、横梁以及承重梁均采用SOLID45实体单元建立而成，而贝雷梁以、钢管桩及其平联则采用杆系单元BEAM188建立而成。相关的材料参数如下表： 表4：有限元模型参数 第三东江大桥有限元计算材料参数 材料类型 密度（KG/m3） 弹性模量(Pa) 泊松比 Q234 7850 2.06e11 0.3 Q345 8000 2.11e11 0.3 四、有限元计算 4.1荷载计算 4.1.1恒载计算 钢栈桥及主栈桥结构恒载主要为结构的自重，采用有限元软件进行计算时，结构自重可通过软件自行加载计算。 4.1.2活载 4.1.2.1履带吊荷载 履带吊规格按55t履带吊考虑，履带吊的基本技术参数资料如下：