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特大桥之钢栈桥施工设计计算书，26页 .docx特大桥钢栈桥施工设计计算书概述
该文档为一份关于特大桥建设中使用的钢栈桥施工设计计算书。文件共26页，详细阐述了钢栈桥的设计、施工及安全评估等内容。
1.设计背景与目的
设计旨在确保在复杂地形条件下进行桥梁施工时的安全性和经济性某重力坝初步设计图纸，通过合理规划和科学计算，优化施工方案，减少成本并提高效率。
2.施工设计方案
文档详细描述了钢栈桥的结构形式、材料选择及连接方式等。重点考虑了不同地质条件下的适应性设计，并提出了多种施工方法以应对复杂环境挑战。
3.安全评估与计算
针对施工过程中可能遇到的安全问题，进行了全面的风险分析和安全评价。通过有限元分析软件对钢栈桥的承载能力、稳定性及变形情况等关键参数进行了精确计算，确保结构安全可靠。
4.施工过程中的注意事项
文档还列出了在实际施工中需要注意的关键事项和技术要求，包括但不限于材料质量控制、焊接工艺选择以及现场安全管理措施等方面的内容。
该设计计算书为特大桥建设提供了详实的技术支持和保障，对于类似工程具有较高的参考价值。
梁高度 h = 200 mm，as = 20 mm，as’= 20 mm
h0 = 180 mm 梁自重 3 KN/m
混凝土选用C30，fc = 14.3 N/mm2 a1 = 1
ft = 1.43 N/mm2 b1 = 0.8
钢筋选用 HRB335 级钢 fy = f'y = 300 N/㎜2 ξb = 0.55
A、 单筋矩形截面在纵向受拉钢筋达到充分发挥作用或不出现超筋破坏所能承受的最大弯矩设计值Mmax
= 106.7 KN.M
B、单筋矩形截面已知弯矩求配筋
M实际 = 40.2 KN.M
673.19mm2 （需要的钢筋截面积）
取钢筋直径 ￠ ＝ 16 mm ，实取4 根
实际配筋面积 AS = 804.25㎜2
混凝土桥面板截面抗剪如下：
V = 0.7βhftbh0 = 108 KN ＞ Q = 98KN
栈桥的设计荷载按以下两种方式组合：
工况一 ：1.2倍自重荷载+1.4倍主梁运输车汽车荷载，其中汽车荷载考虑1.3倍的冲击系数。
工况二 ：1.2倍自重荷载+1.4倍履带吊荷载，其中履带吊荷载考虑1.3倍的冲击系数。
栈桥的设计验算按9m跨、24m跨分两次验算，本次验算通过MIDAS/Civil结构分析软件计算完成。
6.1 、9m标准跨栈桥验算
下图为两跨9m跨度栈桥的Midas分析模型图
图6.1 栈桥Midas分析模型图
6.1.1、贝雷梁验算结果分析
（1）贝雷梁强度验算
图6.2 工况一贝雷梁应力计算结果
图6.3 工况二贝雷梁应力计算结果图
由以上计算结果图可知，工况一下贝雷梁所受应力为188MPa，工况二下贝雷梁所受应力为135MPa。
最大应力188MPa ＜σw =273MPa。故贝雷梁强度满足要求。
6.4 工况一贝雷梁位移计算结果图
6.5 工况二贝雷梁位移计算结果图
由以上计算结果可知，工况一下贝雷梁最大扰度为5.5mm，工况二下贝雷梁最大扰度为4.7mm。
贝雷梁最大扰度5.5mm ＜ f = L/400=22mm，故贝雷梁扰度满足要求。
6.1.2、桩顶横梁验算结果分析
（1）横梁强度分析
6.6 工况一横梁应力计算结果图
6.7 工况二横梁应力计算结果图
由以上计算结果图可知，工况一横梁的最大应力为79.8MPa，工况二横梁的最大应力为62.2MPa。
横梁所受最大应力79.8MPa＜ σw =215MPa，故横梁强度满足要求。
6.8 工况一横梁位移计算结果图
6.9 工况一横梁位移计算结果图
由以上计算结果可知，工况一和工况二横梁的最大位移均为2mm。
横梁最大位移2mm ＜ f = L/400=7.8mm，故横梁扰度满足要求。
6.1.3、钢管桩验算结果分析
（1） 钢管桩强度分析
6.10 工况一钢管桩应力计算结果图
6.10 工况二钢管桩应力计算结果图
由以上计算结果可知，工况一与工况二钢管桩最大应力均为13.5MPa。
钢管桩所受最大应力13.5MPa＜ σw =215MPa，故钢管桩强度满足要求。
6.11 工况一钢管桩反力计算结果图
6.12 工况二钢管桩反力计算结果图
由以上计算结果可知，工况一钢管桩反力为837KN，工况二钢管桩反力为676KN。取工况一钢管桩反力837KN为计算依据。
a、钢管桩长细比
钢管桩规格为φ630*10mm，回转半径，钢管桩长度按30m计算，长细比＜[λ]=150，钢管桩长细比满足要求。
b、钢管桩稳定性验算：
查《钢结构设计与计算》 P520页知：稳定系数＝0.357， A＝19400mm2，
＜σw=215MPa，钢管桩稳定性满足要求。
钢管桩承载能力分析
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》沉桩的单桩轴向受压容许承载力：
钢管桩采用外径 D = 630 mm，壁厚d = 10mm
钢管桩桩底投影面积 A = 0.312m2
钢管桩周长 U = 1.979m
土层摩阻力统计见下表：
不计地基承载力，钢管桩长度按穿过淤泥层与卵石层，打入强风化花岗岩1m，打入深度共19.6m。
钢管桩单桩容许承载力：
由上面计算可知钢管桩最大反力N=837kN＜=928.151KN
6.1.4、栈桥整体稳定性验算
栈桥最不利受力为在最高潮水位时水流力、风荷载产生的同向倾覆弯矩，取一联栈桥（4孔）进行整体稳定性分析。
水流力、风荷载产生的同向力矩作用下，栈桥有向水流方向倾覆的趋势，栈桥通过自身重量和钢管桩与土层的摩阻力产生的抗倾覆弯矩来保持栈桥稳定。栈桥外侧两根钢管桩横桥向间距为6.3m,所以抗倾覆力臂取3.15m。
(4)、整体稳定分析
栈桥整体稳定安全系数，满足整体稳定性要求。
6.2、24m跨栈桥验算
由上面9m跨栈桥验算结果可知，工况一较工况二对栈桥结构影响大，故本次只验算工况一时栈桥的受力情况，下图为24m单跨栈桥的Midas分析模型图。
图6.13栈桥Midas分析模型图
6.2.1、贝雷梁验算结果分析
图6.14工况一贝雷梁应力结果图
由以上计算结果图可知，工况一下贝雷梁所受最大应力为235MPa。
最大应力235MPa ＜σw =273MPa。故贝雷梁强度满足要求.
图6.15工况一贝雷梁位移结果图
由以上计算结果图可知，工况一贝雷梁所受最大扰度为18mm。
最大扰度18mm ＜L/400=60mm。故贝雷梁扰度满足要求
6.2.2、桩顶横梁结果分析
图6.16工况一横梁应力结果图
由以上计算结果图可知，工况一横梁所受最大应力为155MPa。
最大应力155MPa ＜σw =215MPa。故贝雷梁强度满足要求
图6.17工况一横梁位移结果图
由以上计算结果图可知，工况一横梁所受最大扰度为7.5mm。
最大扰度7.4mm ＜L/400=7.8mm。故贝雷梁扰度满足要求
6.2.3、钢管桩验算结果分析
图6.18工况一钢管桩应力结果图
由以上计算结果可知，工况一钢管桩最大应力均为18MPa。
钢管桩所受最大应力18MPa＜ σw =215MPa，故钢管桩强度满足要求。
（2）钢管桩稳定性分析
6.19 工况一钢管桩反力计算结果图
由以上计算结果可知，工况一钢管桩反力为1222.2KN。
a、钢管桩长细比
钢管桩规格为φ820*10mm漏电保护器模拟漏电测试记录，回转半径，钢管桩长度按30m计算，长细比＜[λ]=150，钢管桩长细比满足要求。
b、钢管桩稳定性验算：
查《钢结构设计与计算》 P520页知：稳定系数＝0.536， A＝25729mm2，
＜σw=215MPa，钢管桩稳定性满足要求。
钢管桩承载能力分析
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》沉桩的单桩轴向受压容许承载力：
钢管桩采用外径 D = 829 mm，壁厚d = 10mm
项目工程部与相关部门的衔接流程图钢管桩桩底投影面积 A = 0.539m2