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1、新建石家庄至济南铁路客运专线站前工程齐济黄河桥标段（SJZ-9标段）齐济（黄河后）特大桥跨小清河栈桥计算书计算人：VANZA复核人：确刎,中铁四局集团有限公司石济铁路客运专线项目经理部三分部二O一四年十月目录计概况错误!未定义书签。计依据错误!未定义书签。3主要技术标准O地工程地质条件概述错误!未定义书签。1地层资料错误!未定义书签。2水文气象条件错误！未定义书签。计原则错误!未定义书签。5.1设计要求35.2荷载33工况错误!未定义书签。5.4结构布置36检算内容41最不利荷载错误!未定义书签。2桥面钢板计算错误!未定义书签。6.3上横梁125a工字钢计算53.1组合应力分析错误!未定义书签
2、。3.2剪应力分析错误!未定义书签。3.3挠度分析错误！未定义书签。6.3.4反力分析64贝雷梁计算错误!未定义书签。6.4.1组合应力分析76.4.2剪应力分析76.4.3挠度分析84. 4反力分析错误!未定义书签。5下横梁2128b工字钢计算错误!未定义书签。6.5.1组合应力分析95. 2剪应力分析错误!未定义书签。5.3挠度分析错误!未定义书签。5.4反力分析错误！未定义书签。6.6钢管桩受力分析错误!未定义书签。6.1钢管桩入土深度计算错误!未定义书签。6.6.2钢管桩强度刚度计算错误!未定义书签。6.3钢管稳定性计算错误!未定义书签。跨小清河栈桥结构设计及计算书1设计概况石济客运专
3、线正线在某某市历成区孟家庄附近跨越小清河，桥梁名称为齐济(黄河后)特大桥。相应小清河干流设计桩号为30+886,桥梁轴线的法线与水流方向交角为30oo小清河主河槽宽度约40m,铁路采用(32+48+32)In连续梁跨越小清河，需搭设一座栈桥使施工便道贯通。2设计依据公路桥涵设计通用规范(JTJo21-89)公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJO25-86)(4)钢结构设计规范(GB50017-202*)(5)Midas计算软件。3主要技术标准.道路等级：施工栈桥.设计车速：15kmh.机动车设计荷载：8?混凝土罐车(40t)o(4).桥面布置：
4、单车道.桥上净空高度：(6).桥下通航标准：不通航.桥上纵坡：O4场地工程地质条件概述1.1 地层资料(1)地形地貌小清河是市区段所属地貌为山前倾斜平原区，北部黄河自西向东流入渤海。沿线平原广阔，地势舒缓低平，属山前平原交接洼地，冲积平原，地形较平坦，起伏不大，多为耕地。(2)工程地质特性工程地质特性表主层编号亚层编号岩土名称岩土施工工程分级岩土基本承载力211黏土11100212黏土II110213黏土11160214黏土II180221粉质黏土II140222粉质黏土II180(2)地层岩性桥址区在勘探深度范围内所揭示地层为第四系全新统冲积层（QJ）、第四系上更新统冲积层（Qj）0其岩性分
5、布及厚度详见地质柱状图、工程地质纵断面图、剖面图，土层物理力学指标详见土工试验报告。以齐济特大桥为例，岩性特征详述如下：第四系全新统冲积层（QJ）黏土：黄褐色，软塑，含少量锈斑，局部夹粉土薄层及粉质黏土薄层，厚0.75.9mo黏土：黄褐色、灰褐色，软塑硬塑，含少量锈斑,夹灰绿色条.纹，可见零星姜石,一般粒径25mm,局部夹粉质黏土薄层，厚0.9-8.4m”黏土：黄褐色、棕红色、灰黑色，硬塑坚硬，含少量锈斑，夹灰色条纹可见零星姜石,局部夹粉质黏土薄层及粉砂薄层，厚0,93.Ime“黏土：褐黄色、黄褐色、灰黄色，硬塑坚硬，含少量锈斑，可见零星姜石,局部夹粉质黏土薄层及中砂薄层，厚0.852m21粉
6、质黏土：灰褐色、黄褐色，褐黄色，软塑硬塑，含少量锈斑，局部含少量贝壳碎屑及有机质，可局部夹粉土薄层，厚o.77.9m022粉质黏土：褐黄色、黄褐色，灰褐色，软塑硬塑，含少量锈班，倜见灰绿色条纹，可局部夹粉土薄层，厚o.912.6m04. 2水文气象条件场区南部为低山丘陵，北部与黄河毗邻，地势低洼平坦。小清河为工程区内主要河流，其诸支流均发源于南部低山丘陵区，呈单羽毛状分布，途短流急，注入小清河，北部与黄河毗邻，接受黄河河水补给，小清河干流地势低平，成为整个流域的泄水区，这种水文地质上的特点主要表现地下水位埋深浅，水力坡度小，地下径流缓慢U地下水的低水位一般出现于56月份，高水位出现于79月份，
7、年变幅约为13m，地下水位变化基本与大气降水相吻合。根据区域水义地质特征，简述市区段河道水文地质条件：市区段河道工程位于黄河冲积平原水文地质区U河道按微地貌类型可划分为山前平原交接洼地C丰萼分布在济南市区至遥墙以东约4km的渠段。地势平坦开阔。主要岩性为第四系全新统冲积、冲洪积形成的砂壤土、壤土、粘土及冲积湖积的淤泥质粘土、粘土。地下水类型主要为第四系孔隙潜水或微承压水，勘探期间地下水位埋深一般2痴，主要赋存于砂壤土及部分裂隙发育的粘土中，各层间水力联系较为密切。上部岩土的渗透系数一般为0.13-4.40mdo属中等透水层。该区地下水补给类型为大气降水补给(主要)，黄河侧向渗流及少量地表径流补
8、给等。5设计原则5.1设计要求对于便桥设计选取合适的标准，参考钢结构设计规范(GB50017-202*),公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)等相应规范、标准，保证桥梁的安全。便桥上有施工人员作业，必须保证绝对的安全，要求各构件处于弹性，最大应力小于屈服强度。贝雷桁的允许跨中挠度按照桁架选取，为L/400的单跨跨径；结构上的任何连接不破坏。5. 2荷载8m混凝土罐车(40t),系数取L25,按照50t进行计算；(2)5Ot履带吊;5. 3工况荷载工况按照下表取值:设计状态工况荷载组合工作状态I结构自重8n3混凝土罐车II结构自重50t履带吊非工作状态III结构自重5.4结构布置
9、栈桥采用一跨连续梁方案，总长度60m,标准跨径为12m。贝雷梁结构：施工栈桥采用5X12m一联“321”型贝雷桁架，桥面宽6.0m；桥面系：由钢板和型钢组成，桥面板采用8mm厚花纹钢板，上横梁采用125a工字钢,下横梁采用2128b工字钢;桩基础：=530,C=8mm厚钢管桩；钢管桩所用钢管，材质为Q235,采用钢板卷焊。施工栈桥在每联采用3X6530钢管桩，钢管桩桩长采用16m；便桥设计使用期为二年。横断面结构见下图5.4-1所示：图5.4-1栈桥横断面图（单位：Cfn）6检算内容6.1最不利荷载8?混凝土罐车（40t）,系数取1.25,按照50t进行计算；50t履带吊；经过初步计算，认为工
10、况一8f混凝土罐车在12m跨栈桥作业时对栈桥结构起控制作用。故取结构811）3混凝土罐车为上部结构计算的设计荷载。8r113混凝土罐车轮距1.8m,轴距4.0m+l.4m,轴重分布情况IooKN+200KN+200KN,详见图6. I-Io6. 2桥面钢板计算桥面板采用8mm厚花纹钢板铺成。8淀混凝土罐车前轮单胎着地面积0.3X0.3m（宽X长），后轴每对车轮着地面积为0.60.3m（宽X长）。125a翼缘宽度为116mm,故上横梁空隙宽度为300/m-116帆7=184旭加，小于轮胎的宽度，故汽车荷载直接作用在纵梁上，桥面板几乎不受力，故可不对桥面板计算。P=IOOKNP=200KN P=2
11、00KN图6.1-1混凝土罐车荷载分布图6.3上横梁125a工字钢计算上横梁为125a工字钢，间距30cm。8?混凝土罐车作用在桥面时，最不利荷载为车的中（后）轮同时作用在横梁。活载：100KN0恒载（钢板、纵梁自重板61.578500.008/6=94.2kgm=O.9KNm6.3.1组合应力分析当车轮处于横梁1.55m跨径中心时，所受应力最大POST-PROCESSORBEAMSTRESS国台(大(三)646351e*0015.528240014.59297e*0013.65770e*0012.72243*0011.78716*0018.51890e*00.00000e0-1.01865M
12、X)1-1.95392e*l-2.88919e-K)1*3.824461CB:CBlMAX:SMIN:3大“：上货St25H字2ttN11e八2日用：10/19/2014表示方V最大组合应力b=64.6Pl=215MPa,辆足要求。6.3.2剪应力分析当车轮处于贝雷梁上方时，所受剪力最大POsTPROCESSORBEAMSTRESSMAXI4MIN:3文件：上子架125工字单也：N/mm人2日爱：10/19/2014表示方WA最大剪应力为T=49.3Mb=85P4,满足要求。6.3.3挠度分析当车轮处于横梁1.55m跨径中心时，横梁挠度最大DISPLACEMENT分析结果665575e-001
13、 6.05068e-l 5.4456 IeOOl 4.840 54e-l 4.23547-l 3.6304 lO01 3.02534001 2.42027-001 L81520e-l 1.21014e-0016.0S068e-2 0.00000e+0系效=4.5074E002CB: CBlMAX : 17MIN : 13文件：上演笨125工字单位：mm日期：10/19/2014-示方句X :-0.483 L最大挠度值为067mm1550mm400=3.875mm,满足要求。6.3.4反力分析当车轮处于贝雷梁上方时，所受反力最大REACTION FORCE内力-XYZ最大员力3成13FX: 1.
14、00E-KK)2FY: O.OOE-KX)OFZi 21896EH)OOFXYZ: 1,02E002CB: CBlMAX : 13MIN : 16文仁：上手案125H宇单& kN日南：10/19/2014表示方笃最大支点反力为85. 8KNo6. 4贝雷梁计算取单片12m长贝雷梁进行分析计算，当车轮处于贝雷梁顶部时，受力最大。6. 4.1组合应力分析当车辆 处于跨中时，组合应力最大0.000o.Ooss.08ln8,BEAM STRESS. 1.74146e-K2 T 1.40938e*002 .l7730e*002 7.45223eKX)l 4.13145e*l OXX)OOOe-KXJO-
15、 -2.51012eO01- -53090*001- -9.1S169e*l 1.24725*002-1.57933*002-1.91140 *002MAX : 63MIN : 55文像；12M单片欠营呆学也iNmm2m: 10/19/2014最大组合应力=174.1M=315MPa,满足要求。6.4.2剪应力分析当车轮处于一端时，所受剪力最大o.ooffi. o.oos.0 08?.宝合（最大）1.35593e+O021.04575+0027.3556e+O01BEAM STRESS4.25386eO01 o.oooo1.94975 *0015.05155 001-8.15336001j -
16、1.12552002M -1.4357*OO21.74588*0022.0S606002C8: CBlMAX : 131MIN : 129文件：12M隼片贝雷索单便：N/mm 2日期：10/19/2014最大剪应力为7=136.0M7b=2O8/Pm满足要求。6.4.3挠度分析当车辆处于跨中时，挠度最大DISPLACEMENT分析果1.8086 XXH 1.64426e-H)01 1.4794eH)01 1.31S41eH)01 1.15098o-H)01 986557X)00 8.2213 le-K)OO 6.57705e-H)00 4.93278eH)00 3.28852o H)00 1.
17、64426-H)00 O.OOOOOe-H)00枭JR=3.3173E*001CSx CBlMAX : 33MlN : 1Kql 12MW 月 K = 3i融也1mtn口廊 10/19AeH4表承方总! ao 最大挠度值为18mmFY: 0000E+OFZ: Z1793E+2FXYZ: 2.1793E-HX)2CB; CBlMAX : 70MIN : 22文件：12M单片贝看斐单也：kN日明：10/19/2014表示方方最大支点反力为217. 9KNo6. 5下横梁2128b工字钢计算6. 5.1组合应力分析OOO6=rJ0.006 二中 9.65970 *0018.59254e*001 7.
18、52537e*001 6.4582ie-H01 5.39104eH)01 4.32388*0013.25672e*K)012189SS*0011.12239*001 OQooooe HOO. l1194e001 -27910e*001MAX : 2 MtN : S:X”：下，2128二等M: NMmG2日中，10/19/2014最大组合应力=96.6MAlb=215P,满足要求。6.5.2剪应力分析S.S0614eMX)l 4.50503*M)l 3S0391f01 2.5O279-HX)1 1.SO167*M)1 000000e MXW*S.5S8-H) 1.50167。WOi 250279
19、7H -3.503916*001 -4.50502-HJOl SSOGl40的 1CB: C81MAX I 6MIN : 8XffJ T328X 单伫：NAnm-Z -0/A9/2D14次冷方南A最大剪应力为=55MPa=85MP,满足要求。6.5.3挠度分析POST-PROCESSORDisplacbment分析至果7S8112e-l7.16466e00i6.44819e-l5.73173-151526e-l4.29879-l358233e-l236586。00121440e-l1.43293-17.16466e-2OgOOOcMOO3.8066EX)O2CB:CBlMAXTiMIN:9:T
20、WS52I28XW单也；mmm!;10/19/2014我示方J最大挠度值为O.79mm1550mm400=3.875mm,满足要求。6.5.4反力分析REAEoNFOReE内力XYZS，直,9FX:0000FY:000*0FZ:4477三2FXYZ:4.4775E*O02C8:CBlMAX:SMIN:9Tj8H2SI单位:IcNm期；10/19/2014最大支点反力为447.8KNo6.6钢管桩受力分析6.6.1钢管桩入土深度计算桥址区域地基为粉土粉质性土，按沉桩承载力计算，查公路桥涵地基与基础设计规范(JTJD63-202*)得沉桩的容许承载力：式中：Ra单桩轴向受压容许承载力(kN)；(临
21、时结构安全系数取2)；u桩的周长(m)；Ii地面以下各土层厚度(m)；Ap一一桩端截面面积M);n土层数；qlk与L对应的各土层与桩侧摩阻力标准值(kpa)；qrk桩端处土的承载力标准值(kpa),取0；%、叫一分别为震动沉桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数，采用液压式振动沉桩其值均取为1.Oo采用530*8mm钢管立柱，有效桩长从河床面向下计算。承戮力计算时不计钢管桩端%、。按土取值1.0承力，则沉桩容许承载力为：D=failiqik根据地质工程报告：第一层：粉土li=1.5m,qik=30KPa；第二层：粉质黏土j=12m,qik=50KPa；单桩承载力Ra467.6KNoj=iO
22、.53(1.53OL5O)447.8KN得L=9.8m钢管桩入土深度为：L=I.5+9.8=11.3mo钢管桩长度：11.3+4.5=15.8m,钢管桩长度取16m。6.6.2钢管桩强度刚度计算管桩受竖直力由下横梁传递而至，大小为N=447.8KN。贝J:=447.81000(3.14(530530-522522)4)=67.78MPa215MPa,合格!6.6.3钢管稳定性计算立杆截面面积A=131.2c11A惯性矩1=44695.5cm2,回转半径i=18.5mm,钢管自由长度l=2.0m,长细比4=黑=108Vl=150,满足要求。查规范得6=0.952。=F(A*)=447.8/(3.
23、14(530530-522522)4)*0.952=71.2MPa210MPa,合格!安全生产十项注意事项：一、工作前穿戴好规定的劳动防护品，检查设备及作业场地，做到安全可靠。二、不违章作业，并监督制止他人违章作业。三、不准擅自开动别人操作的机械，电器开关设备。登高作业应戴好安全带、安全帽、并有专人监护、防止坠落，严禁向下乱抛工具和设备零件。四、不准随便拆除各种安全防护装置、信号标志、仪表及专指示器等。保持设备齐全有效灵敏可靠。五、不准随意启动设备。机器设备停机检查或修理时，应切断电源并悬挂警示牌，取牌人应是挂牌人。开机时发出信号，听到回音确定安全后才能开机。六、不准吊装物及下行人。多人操作起重搬运要统一指挥，密切配合。不准超负荷使用机器。七、不在易燃物品附近吸烟动火，不乱扔垃圾。八、不在厂内无证驾驶机动车辆，机动车进出车间转弯必须鸣号减速。车辆行驶中严禁爬上跳下。九、工作时精力集中，不准打闹、赤脚、赤膊、穿拖鞋和高跟鞋。十、上班时间不准怠工、滋事、脱岗或擅离职守。有事请假经领导批准后方可离开岗位。
