临时便桥计算书

可门4＃、5＃泊位临时便桥计算书

1、 设计说明

因福州港可门作业区4＃、5＃泊位码头工程施工需要，在1＃引桥的东侧需搭设一座临时钢便桥，桥长120m，宽4.0m，沿1＃引桥长度方向布置。便桥第一排桩轴线距北围堤轴线40.75m，其内侧桩中心距1#引桥边线2m。

可门4＃、5＃泊位码头工程临时便桥为贝雷梁钢栈桥，桥面宽度4.0m，为方面水上混凝土浇注和施工材料运输，栈桥桥面与引桥空心板安装后面标高齐平。栈桥跨度采用8m，上部采用2榀4片贝雷纵梁（非加强单层双排），2榀贝雷纵梁按间距布置，横向每3m间距采用10号槽钢加工支撑架连成整体；分配横梁采用25a型工字钢，间距为0.75m；桥面系采用22a型槽钢（卧放），横断面布置18根；基础采用φ630×8mm钢管桩，为加强基础的整体性，每排桥墩的钢管桩采用12号槽钢连成整体，每排墩采用2根钢管桩，墩顶横梁采用36a型工字钢。

考虑水上小型施工船只能够自由出入，桩顶标高设计为＋3.9m。栈桥设计荷载采用8m3混凝土搅拌运输车（满载），混凝土搅拌运输车活载计算时采用荷载冲击系数1.15及偏载系数1.2，钢管桩按摩擦桩设计。

根据现场调查及钻探资料，施工区水深约为3.5～20m，淤泥厚度12～30m，第一层土为灰黄色淤泥混砂，厚度1～4m，第二层土为深灰色淤泥，厚度26～29m。计算时，上述土层的摩擦力均按15Kpa取值。

2、 贝雷纵梁验算

栈桥总宽4m，计算跨径8m，栈桥自上而下分别为φ630×8mm钢管桩、36a型工字钢下横梁、“321”军用贝雷梁、25a型工字钢分配横梁（间距0.75m）及22a型槽钢桥面。

单片贝雷：I＝250497.2cm4，E＝2×105Mpa,W=3578.5cm3

[M]=788.2kn·m，[Q]=245.2kn

则4EI=2.004×106 kn·m2

2.1 荷载布置

2.1.1 上部结构恒载（按4m宽计）

(1) 22a槽钢：18×24.99×10/1000=4.50 kn/m

(2) 25b型工字钢分配横梁：42×6×10/1000/0.75=3.36 kn/m

(3) “321”军用贝雷梁：每片贝雷重287kg(含支撑梁、销子等)：287×6×

10/3/1000=5.74 kn/m

(4) 36a型工字钢下横梁：6×60×10/1000=3.6 kn/m

2.1.2 活载

(1) 8m3混凝土搅拌运输车（满载）：车重20t，8m3混凝土20t

(2) 人群：不计

考虑栈桥实际情况，同方向车辆间距大于15m。即一跨内同方向最多只布置1辆重车。

2.2 上部结构内力计算

2.2.1 贝雷梁内力计算

(1) 8m3混凝土搅拌运输车（满载）

同向每跨只布置一辆，按简支计算。车重20t，8m3混凝土20t。

60KN170KN170KNAB

对B点取矩，由ΣMb＝0得

RA＝(170×4.7＋170×3.3)/8=170kn

M中＝170×4－170×0.7＝561 kn·m

查建筑结构计算手册

f1＝pal2(3-4a2)/(24EI)=170×1000×3.3×82×(3-4×3.32/202)/(24EI)

=8.6×10-3m

f2＝0

R1=R2=pb/l=155kn

R3=30 kn

RA=ΣMAi＝340kn

(3) 恒载

按5等跨联系梁计算，查建筑结构计算手册（第二版）

Q＝4.5+3.36+5.74+3.6＝17.2 kn/m

支点：

MmaxA=－0.105ql2=－0.105×17.2×82＝－115.6 kn·m

RmaxA＝（0.606＋0.526）ql=155.8 kn

跨中：

MmaxA‵＝0.078ql2＝85.9 kn·m

（简支时：MmaxA‵＝ql2/8＝137.6 kn·m）

fmaxA＝0.644ql4/(100EI)=0.9mm

(4) 恒载+8m3混凝土搅拌运输车（满载）荷载组合

Mmax＝137.6＋561×1.15×1.2＝912 kn·m<3152.8 kn·m

Rmax=155.8+340×1.15×1.2＝625 kn<980.8 kn

fmaxA＝1.2×1.15×8.6＋0.9＝13mm安全。

3、 桥面板22a型槽钢验算

按简支梁计算，计算跨径取0.75m。车轮宽度按30cm计算，每对车轮得着地面积为0.6×0.2(宽×长)，则轴重得一半荷载由3根槽钢承担。采用8mm3混凝土搅拌运输车满载荷载进行验算。

E＝2.0×105Mpa，I＝157.8cm4， Wmin=28.2cm3

415KN/m

P=P0/2=85kn

q＝85/0.2=425 kn/m

Mmax=qlc(2－c/l)/8=0.125×425×0.75×0.2×（2－0.2/0.75）=13.82 kn·m

σ＝Mmax/ Wmin=13.82×1000/(28.2×3×10-6)=163.4Mpa

<1.3[σ]=1.3×145＝188.5 Mpa

f＝qcl3（8－4c2/l2+c3/l3）/(384EI)=1.45mm安全。

4、 横向分配梁验算

计算跨径取L＝4m，采用25b型工字钢，荷载如图。

E＝2.0×105Mpa，I＝5284cm4， Wx=423cm3，Sx＝248.1 cm3，t＝10.2mm

R=85kn

Mmax＝85×0.75＝63.75 kn·m

σ＝Mmax/ Wx=63.75×1000/(423×10-6)=150.7Mpa

<1.3[σ]=1.3×145＝188.5 Mpa

τ＝QSx/(Ixt)=85×1000×248×10-6/(5248×10-8×0.0102)＝39.38 Mpa

<[τ]=85 Mpa

f=pal2(3－4a2)/(24EI)=85×1000×0.75×42×（3－4×0.752/42）

/(24×2.0×1011×5284×10-8)＝11.5mm安全。

5、 墩顶横梁计算

计算跨径取L＝0.6m，采用36a型工字钢。根据前面计算结果，每榀贝雷梁传至横梁上得荷载为P＝625/2=312.5kn。荷载如图，按简支计算。

E＝2.0×105Mpa，I＝15796cm4， Wx=878cm3，Sx＝509.5 cm3，t＝15.8mm

P=312.5kn

R=312.5/2=156.3kn

Q=R/2=156.3/2=78.2kn

M=312.5×0.6/4=46.9 kn·m

σ＝Mmax/ Wx=46.9×1000/(878×10-6)=53.4Mpa

<1.3[σ]=1.3×145＝188.5 Mpa

τ＝QSx/(Ixt)=78.2×1000×509.5×10-6/(15796×10-8×0.0158)＝16 Mpa

<[τ]=85 Mpa

f =pl3/(48EI)=312.5×1000×0.63/(48×2.0×1011×15796×10-8)

＝1mm安全。

6、 钢管桩验算

每排架钢管桩打2根φ630×8mm钢管桩，桩位布置见附图1 便桥桩位图。土层摩擦力按15kn/m2计。

6.1 承载力验算

考虑1.55的安全系数

单根钢管桩承载：

F＝625/2＝312.5kn

钢管桩入土深度：

h＝1.55×312.5/(0.63×3.14×15)＝16.3m

钢管桩总长：

H1＝3.9＋3.5＋16.3＝23.7m

H2＝3.9＋16.5＋16.3＝36.7m

6.2 钢管桩稳定性验算

考虑到所有钢管桩为旧钢管，壁厚按6mm 计算。

I＝3.14×0.634×（1－0.6184/0.634）/64=7.2×10-3m4

根据《建筑桩基技术规范》，单桩稳定长度：Lp＝1.0×（L0＋h），L0为泥面以上桩长，取最大值20.4m，h为泥面以下桩长，为16.3m，所以Lp＝36.7m。

钢管桩桩身抗弯刚度：EI＝2.0×1011×7.2×10-3/1000＝1.44×106 kn·m2

单桩屈曲临界荷载：Pcr＝π2EI/Lp2=387kn

由以上计算可看出钢管桩满足稳定性要求。

7、 栈桥施工说明

7.1 栈桥由岸侧向海侧延伸，采用先打桩后架梁的方法施工。

7.2 施工前的准备工作

(1) 栈桥钢管桩入土深度按计算原则上不得少于16.3m。

(2) 施工前，摸清水下地形、认真研究地质情况。

7.3 钢管桩的插打

(1) 5cm。

打入钢管桩需结合桥梁的位置，对栈桥钢管桩精确定位，桩心误差不得大于

(2) 钢管桩起吊利用三航桩12＃沉桩

(3) 每排桩插打完成后，用12号槽钢焊成剪刀架和水平撑将其连接成整体，架设横

向桩顶横梁，准备架纵梁。

8、 其他

8.1 施工工艺流程

钢管桩加工 →锚缆系统布设 → 运桩船就位 → 打桩船定位 → 测量放线 → 锤击沉桩 → 桩间连接 → 栈桥下横梁安装 → 贝雷梁安装 → 横向分配型钢安装 → 贝雷梁间斜撑、抗风拉杆安装 → 桥面板铺装 → 栏杆、防滑条、照明等附属结构安装。

8.2 主要施工方法

(1) 钢管桩制作

卷制钢桩的钢板，必须符合设计及规范要求。

管节拼装定位应在专门的台架上进行，管节对口应保持在同一轴线上。

管节管径、椭圆度以及桩成品的外形尺寸必须符合规范要求。

钢管桩焊缝质量应符合要求。

栈桥钢管桩为直径φ630×8mm。

(2) 栈桥起始墩施工

A.起始墩台帽砼为C30，宽度100cm，厚度60cm，浇注时，固定贝雷梁的预埋件一定要埋设准确。

B.每排钢管桩下沉到位后，应进行桩之间的连接，增加桩的稳定性，连接桩的材料选用12号槽钢，槽钢尺寸需根据现场尺寸下料。焊缝质量满足设计及规范要求。

C.下横梁I36型工字钢经测量放线后，直接嵌入钢管桩内10cm，露出桩顶26cm。

D.贝雷纵梁预先在陆上或已搭设号好的栈桥上按每组尺寸拼装好，然后运输到位，安装在I36型工字钢。贝雷梁的位置需放线后确定，以保证栈桥轴线不偏移，为减少贝雷梁的磨损，在I36型工字钢与贝雷梁之间垫一δ＝3cm厚的硬杂木。

E.栈桥应严格按设计要求组织施工。

9、 技术、安全措施

钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，以及避免与工程桩位、墩台冲突，栈桥施工每跨的各种构件安装可靠厚，才能上重载。

全体施工人员必须遵守安全生产制度，进入施工现场，必须戴安全帽；高空作业，必须系好安全带；水上作业，必须穿好救生衣。严禁酒后作业。

栈桥施工必须做好安全防护设施。

贝雷梁安装到位后，横向、竖向均焊定位挡板及压板，并采用φ20“U”螺栓将其固定在I36型工字钢上。