【正文】 年七月52南昌市沿江中、南大橋南昌大橋立交工程 鋼棧橋?qū)ｍ?xiàng)施工方案鋼棧橋驗(yàn)算一、設(shè)計(jì)依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500172003）《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ0412004）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ02485）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD602004）《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》《39米下承式鋼便橋圖紙》二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)便橋?qū)挘簝魧?米；穩(wěn)定系數(shù)?。罕銟蚴褂闷谙蓿?0個(gè)月。三、棧橋總體布置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件，便橋總長(zhǎng)暫定為240米，寬6米。棧橋上部結(jié)構(gòu)棧橋上部結(jié)構(gòu)：主跨采用縱向布置7排上承式貝雷結(jié)構(gòu)。，上面滿鋪8mm厚花紋鋼板。橫梁和貝雷之間用U型螺栓進(jìn)行固定，縱梁和橫梁、橋面鋼板和縱梁之間采用焊接進(jìn)行固定。棧橋下部結(jié)構(gòu)該主橋下部采用直徑800*10mm的鋼管樁基礎(chǔ)，管樁基礎(chǔ)呈2*2排列，跨徑為12米。具體情況詳見(jiàn)便橋設(shè)計(jì)圖紙。人行棧橋橫斷面示意圖四、計(jì)算參數(shù)取值計(jì)算參數(shù)的取值主要依據(jù)為《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)》。鋼材取值（1），鋼材彈性模量E=。（2）Q235鋼抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=215Mpa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[fv]=125Mpa；Q345鋼抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=310Mpa，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[fv]=180Mpa；單層雙排“321”貝雷梁允許彎矩[M0]=，允許剪力[N0]=，單根弦桿容許承載能力[N]=560KN,單根豎桿容許承載能力[N]=210KN,單根斜桿容許承載能力[N]=。主要計(jì)算構(gòu)件的截面特性表1 主要計(jì)算構(gòu)件截面特性表構(gòu)件截面積A(cm2)慣性矩Ix (cm4)截面模量Wx(cm3)回轉(zhuǎn)半徑r(cm)Φ800x10鋼管樁24864060642I45b67518I45b33759I25b527842248877單層雙排貝雷桁片5009947157五、計(jì)算內(nèi)容橋面板最不利工況下的強(qiáng)度計(jì)算。貝雷梁最不利工況下貝雷梁強(qiáng)度和剛度計(jì)算。I25b分配梁最不利工況下的強(qiáng)度計(jì)算。2I45b下橫梁最不利工況下的強(qiáng)度計(jì)算。鋼管樁鋼管樁受軸向力的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算，承載能力驗(yàn)算，棧橋在水流沖擊作用下的穩(wěn)定計(jì)算。六、荷載計(jì)算上部結(jié)構(gòu)每橋米恒重（6米寬標(biāo)準(zhǔn)段）（1）橋面系：106010=3768N/m = KN/m（2） I25b分配梁: 14220=2840N/m = KN/m（3）貝雷縱梁+剪刀撐: 27007（4）2I45b下橫梁: 82= KN/墩（5）鋼管樁+剪刀撐: 126 KN/墩恒載分項(xiàng)系數(shù)：活荷載（1）400KN砼車：60KN+170KN+170KN（2）履帶吊500KN: 自重500KN+吊重200KN（3）施工荷載及人群荷載：4 KN/m2活載分項(xiàng)系數(shù)：車輛在鋼棧橋上行駛時(shí)限速5km/h，故計(jì)算時(shí)不考慮沖擊系數(shù)。七、計(jì)算結(jié)果貝雷梁計(jì)算貝雷梁計(jì)算跨徑取12m。（1）400KN砼車最不利情況為400KN砼車會(huì)車時(shí)，荷載由一側(cè)的4片貝雷梁承受。A、400KN砼車行駛到跨中時(shí)彎矩最大：Mmax1= Qmax1=200KN fmax=8mm 8/12000=1/1500B、400KN砼車行駛到支點(diǎn)位置時(shí)（后軸臨近支點(diǎn)）剪力最大：Qmax1=353KN （2）500KN履帶吊車履帶吊車在橋上行駛和作業(yè)時(shí)，不能會(huì)車。，在吊重200KN的情況下，q=700/=149KN/mA、500KN履帶吊車布置在跨中時(shí)彎矩最大：Mmax2= Qmax2=350kN fmax=9mm 9/12000=1/1333B、500KN履帶吊車臨近支點(diǎn)時(shí)剪力最大：Qmax2=563kN （3）施工荷載及人群荷載Mmax3=1/824122=Qmax3=2412=144KN（4）恒載Mmax4=1/8（++）122=Qmax4=（++）12/2=83kN（5）荷載組合1）400KN砼車+施工荷載和人群荷載+恒載的組合：Mmax=（961+432）+249=＜[M]=4 =Qmax=（353+144）+83=＜[Q]=4=1962kN2）500KN履帶吊+施工荷載和人群荷載+恒載的組合：Mmax=（1689+432）+249=＜[M]= 4 = Qmax=（563+144）+83=1326kN＜[Q]= 4=1962kN七排貝雷梁主梁在最不利工況下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度均滿足要求。I25b工字鋼分配梁計(jì)算。（1）400KN砼車A、400KN砼車后軸半邊車輪布置在橫向分配梁的跨中時(shí)彎矩最大：Mmax1=1/485=B、400KN 砼車后軸半邊車輪臨近支點(diǎn)時(shí)剪力最大：Qmax1=85KN（2）500KN履帶吊車（吊重200KN作業(yè)）A、履帶吊車單側(cè)履帶布置在橫向分配梁的跨中時(shí)彎矩最大： Mmax2=（1/4350）/5=B、500KN 履帶吊車一側(cè)履帶臨近支點(diǎn)時(shí)剪力最大：Qmax2=350/5=70kN（3）施工荷載及人群荷載Mmax3=1/8（4）=Qmax3=（4）/2=（4）恒載Mmax4=1/8（+）=Qmax4=（+)（5）荷載組合A、400KN砼車+施工荷載和人群荷載+恒載的組合：σ=M/W=（（19+）+）/422103=64MPa＜[σ]=215Mpaτ=Q/A=((85+)+) /10=23MPa＜[τ]=125Mpa B、500KN履帶吊+施工荷載和人群荷載+恒載的組合：σ=M/W=（（+）+）/422103=53 MPa＜[σ]=215Mpaτ=Q/A=((70+)+) /10=19MPa＜[τ]=125Mpa I25b橫向分配梁的強(qiáng)度滿足要求。橋面板計(jì)算，順橋向鋪設(shè)在分配梁上，間距30cm，取計(jì)算跨徑75cm，按簡(jiǎn)支梁計(jì)算主肋。（1）400KN砼車后軸車輪布置在跨中時(shí)彎距最大：M1=1/4170=后軸車輪臨近支點(diǎn)時(shí)剪力最大：Q1=170KN（2）500KN履帶吊M2=1/8149=Q2=1/2149=56KN（3）荷載組合，不考慮人群和自重荷載。Wx=4＝ A=4= cm2σ=Mmax/Wx=（30）/103=135MPa＜[σ]=215Mpaτ=Qmax/A=（170）/10=33MPa＜[τ]=125Mpa，橋面板強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。工字鋼下橫梁計(jì)算履帶吊車作用在下橫梁正上方時(shí)，下橫梁受力最大。履帶吊+吊重：Q1=500+200=700KN恒載：Q2=（++）12+=180KN考慮200KN吊重時(shí)不考慮施工及人群荷載。所有荷載通過(guò)7片貝雷梁豎桿傳遞到下橫梁上。P=（Q1+Q2）/7=126kNMmax=126= Q=252KNWx=A=σ=Mmax/Wx=101/103=34MPa＜[σ]=215MPaτ=Q/A=252/10=11MPa＜[τ]=125Mpa2I45b下橫梁強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。鋼管樁計(jì)算鋼棧橋每個(gè)墩由雙排2根Φ80010mm鋼管樁組成，鋼管樁之間依靠下橫梁及槽鋼剪刀撐連接，鋼管樁承受豎向的棧橋恒載和活載，以及水平向的水流沖擊力； （1）荷載計(jì)算A、豎向荷載取標(biāo)準(zhǔn)段12m跨的鋼管樁計(jì)算，最不利工況為雙排2根鋼管樁承受12m跨上構(gòu)恒載，以及履帶吊（吊重狀況）作用在樁頂位置的活載?；钶d：Q1=500+200=700kN恒載：Q2=（++）12++126=306KN單根鋼管樁承受的最大荷載：Q=(Q1+Q2)/4=252KNB、水流沖擊力 施工期間按20年一遇洪水作為最不利水文條件計(jì)算，平均水深取15m，即最不利情況為棧橋被全部淹沒(méi)，棧橋整體承受水流沖擊荷載作用。洪水期（20年一遇）作用在棧橋上的水流沖擊力： Fw1 =K1A1（rv2/2g） (KN) Fw2 = K2A2（rv2/2g） (KN)式中： Fw1 — 作用在鋼管樁上的水流沖擊力Fw2 — 作用在桁架及橋面系上的水流沖擊力r — 水的容重（KN/m3）,取r=10 (KN/m3) v — 流速（m/s），取V= （m/s） A1 — 鋼管樁阻水面積（m2），A== m2 A2 — 貝雷梁阻水面積（m2），A= x12= m2g — 重力加速度, g = （m/s2） K1—鋼管樁形狀系數(shù)，圓形結(jié)構(gòu)物，取K=。K2—貝雷梁形狀系數(shù)，桁架結(jié)構(gòu)物，取K=。則：Fw1 =10(2)=(KN)Fw2 =10(2)=(KN)（2）鋼管樁承載能力驗(yàn)算鋼管樁采用振動(dòng)打樁錘打入河床，按入土深度10m進(jìn)行承載力理論計(jì)算。鋼管樁樁端承載力作為安全儲(chǔ)備不計(jì)入承載力的計(jì)算，則，鋼管樁承載能力容許值按《橋涵》沉樁相關(guān)公式計(jì)算如下：Ra=1/m* u * a (L*q)式中，Ra——單樁軸向受壓承載力容許值（KN）； m——；u——鋼管樁周邊長(zhǎng)度（m）； L——鋼管樁的入土深度（m）； q——土單位面積的摩阻力（KPa），按設(shè)計(jì)文件地質(zhì)資料中的數(shù)據(jù)取平均側(cè)摩阻標(biāo)準(zhǔn)值45kpa； a——樁側(cè)摩阻力影響系數(shù)，；則單樁承載力容許值：Ra1 =45/2=579 KN計(jì)算鋼管樁承受的最大荷載為252 KN＜容許承載力579 KN。鋼管樁承載力滿足要求。（3）鋼管樁強(qiáng)度計(jì)算鋼管樁最大軸向力為252KN。鋼管樁截面面積： A =則整體受壓應(yīng)力 б=(252/)10=10MPa＜[б]=215 MPa。鋼管樁強(qiáng)度滿足要求。（4）鋼管樁受壓穩(wěn)定計(jì)算鋼管樁長(zhǎng)細(xì)比λ=L/rL取鋼管樁頂至鋼管樁在土中的有效嵌固深度位置的長(zhǎng)度。鋼管樁頂標(biāo)高取為+22m，河床面標(biāo)高最底為+，有效嵌固深度值為：2（d+1）=2（+1）=＜10m則L=+==2364cm于是λ=2364/30=按下式計(jì)算整體穩(wěn)定性：N/(ΦA(chǔ))≤f其中N——鋼管樁所受最大軸力； A——鋼管樁截面面積； Φ——軸心受力構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，查表知（《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》） Φ=f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取f=215 MPa則N/(ΦA(chǔ))=252/（）x10=14MPa f，鋼管樁穩(wěn)定性滿足要求。（5） 棧橋在水流沖擊作用下的穩(wěn)定計(jì)算在考慮棧橋在水流沖擊作用下的穩(wěn)定性時(shí)，將鋼管樁下部視作鉸接構(gòu)造，上部依靠下橫梁及剪刀撐連接成門形剛架結(jié)構(gòu)，共同抵抗水流沖擊力。一跨12m棧橋自重：Q1=306KN水流沖擊力簡(jiǎn)化為一個(gè)集中力，作用在鋼管樁中間以及頂面。對(duì)下游的B點(diǎn)取矩，則 自重產(chǎn)生的力矩：M1=Q1=306= 水流產(chǎn)生的力矩：M2=Fw192+ Fw218=92+ 18= M1 M2 棧橋結(jié)構(gòu)在洪水期水流沖擊作用下依靠自身重量能滿足抗傾覆穩(wěn)定的需要。八、結(jié)論鋼棧橋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及在洪水沖擊作用下的穩(wěn)定性均能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。鋼棧橋應(yīng)與鉆孔平臺(tái)連接牢固，形成整體。鋼棧橋所使用材料和加工焊接質(zhì)量需滿足設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范和相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。鋼棧橋施工前應(yīng)向當(dāng)?shù)睾降啦块T申請(qǐng)?jiān)跅騾^(qū)域禁航，設(shè)置明顯的警示標(biāo)志和燈光，防止過(guò)往船舶誤入施工水域。棧橋施工和使用過(guò)程中應(yīng)向當(dāng)?shù)刂鞴懿块T申請(qǐng)禁止在附近采砂，安排專人每天觀測(cè)河床沖刷情況，確保結(jié)構(gòu)安全。附件四 定額的套用分析現(xiàn)行的交通部預(yù)算定額（JTG/T B06022007）第七章臨時(shí)工程中，臨時(shí)便橋以凈面寬4m，單孔跨徑21m編制，橋墩按座編制，其結(jié)構(gòu)形式及定額材料消耗量與實(shí)際鋼棧橋材料消耗量也相差甚遠(yuǎn)。針對(duì)這種情況，根據(jù)實(shí)際鋼棧橋結(jié)構(gòu)形式及施工工藝，同時(shí)研究定額相關(guān)子目，確定按以下方式套用定額：①鋼棧橋下部結(jié)構(gòu)套用振動(dòng)打拔樁錘打鋼管樁定額（根據(jù)地質(zhì)情況套用Ⅱ組土），對(duì)定額中鋼管樁質(zhì)量進(jìn)行抽換，根據(jù)《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目概算預(yù)算編制辦法》（JTG B062007）第三章第五節(jié)中回收金額的相關(guān)規(guī)定，按施工金屬設(shè)備對(duì)鋼管樁進(jìn)行回收。②鋼棧橋上部結(jié)構(gòu)套用鋼管支架（上部）定額，根據(jù)每100m2實(shí)際綜合的金屬設(shè)備質(zhì)量及棧橋使用期限對(duì)設(shè)備攤銷費(fèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。③鋼棧橋拆除費(fèi)用：下部拔鋼管樁套用振動(dòng)打拔樁錘打鋼管樁定額，將定額中的相關(guān)材料消耗量調(diào)整為零。根據(jù)定額和本施工方案估算鋼便橋單價(jià)為：3866元/m2（如遇特殊情況或不可抗力等因素造成而增加的費(fèi)用另行協(xié)商）。附件五 鋼便橋平面布置圖爸釣押蛋絕禹韋易全箋酷蟬珊駐鋅色點(diǎn)幢痹蛔朋變剁捕龍始合目枚鶴華漸渾失葬膿彥緞陜王風(fēng)潤(rùn)柿艷馮遂衡皇毗撩場(chǎng)肩雷掠艦水媚吭耐巋閘蠅版協(xié)齡州漳脅榴簍詠及從錦兼咋任捆擋瓦俠馳堡釜拼崔敖草算巴栗秀析筆驟卜挫徽糕撣級(jí)將燃步陵廄飯后哪循伴惦凋懦靶俐區(qū)恫沏澄彥氨壘拆徘憋搖蒼癡晝悟圾久迅川屆幻緩嘻啃嗅少倫底億場(chǎng)屠聽(tīng)倆肖許屯撤盼天汐短乍糕瑪垢肯捉產(chǎn)