汕頭至湛江高速公路揭博專案t11標專案部
質量管理體系作業檔案
第一章圍澳水棧橋設計及驗算
第一節圍澳水棧橋設計
一、 設計依據
1、施工承包合同書；
2、招標檔案技術規範；
3、《汕頭至湛江高速公路揭西大溪至博羅石壩段兩階段施工圖設計》；
4、《廣東省高速公路建設標準化管理規定（兩冊）》；
5、《裝配式公路橋梁使用手冊》；
6、《公路橋涵施工技術規範》；(jtg/t f50-2011)；
7、《公路工程施工安全技術規程》(jtj076-95)；
8、《公路工程質量檢驗評定標準》(jtg f80/1-2004)；
9、《公路橋涵設計規範》(jtgd60-2004)。
二、 棧橋設計目的
1、既定的普通路基試驗段(k183+800~k183+900)的施工；
2、圍澳水大橋橋梁工程（圍澳水對岸）施工；
3、紫金西互通至k183+870~k84+300的土石方調運(約13萬方)；
4、k183+870~k84+300涵洞及其他工程施工；
5、連線規劃的1#裝配式梁場，形成路基縱向通道。
三、 棧橋設計(詳見附圖)
本棧橋，設計為單跨30.48m，基礎採用擴大基礎，下部構造採用重力式u型橋台，上部構造及橋面系採用定型加工的專用貝雷梁橋，其中，上部構造設計採用單層三排加強型貝雷梁結構形式。（詳細見附圖）
第二節圍澳水棧橋計算書
一、 橋台基礎資料
1、 設計概況
本棧橋採用擴大式砼基礎（c20），橋台為u型重力式橋台，上部構造採用tsrs車道貝雷梁結構。設計跨徑：30.
48m；橋台按7m高設計（詳細尺寸見設計圖）；設計荷載：單車60t（三軸及三軸以上）。
2、 基礎計算
2.1計算基礎資料
表1 恆載內力表
二、 水平土壓力計算
1、 台後水平土壓力
台後填土按容重18.5kn/m3，內摩擦角考慮，填土與牆背摩擦角/2=17.5，牆背傾角，基底摩擦係數（按砂類土取值）。
路面到承檯底高7m，水平填土，按庫倫土壓力公式計算台後土壓力：
；其中：；；
；水平分量：；
豎直分量：；
水平分量距基礎底高；
水平分量距基礎底高；
水平分量對承臺中心彎矩；
豎直分量對承臺中心彎矩。
2、 台後有車輛時的水平壓力計算
破壞稜體範圍可容納的車輪重：
；其中；
故：；得出 ；
破壞稜體寬 ，橫向雙車輪布置；
計算破壞稜體長度l，取；
m； 換算土層厚
台後有車輛時的土壓力為：
；水平分量: ；
豎直分量: ；
水平分量距基礎底高；
豎直分量距基礎底中心；
水平分量對承臺中心彎矩；
豎直分量對承臺中心彎矩。
三、支座活載反力及製動力計算
橋上有車，台後無車：
1、汽車荷載反力：
汽車產生的支反力為：r1=300kn；
支座反力作用點距基礎中心距離；
對基礎中心彎矩為；
2、汽車荷載制動力：
按公路—ⅰ級汽車荷載制動標準 ；
；三、支座摩阻力（滑動支座摩擦係數0.06）；；
對比以上制動力和支摩阻力的計算結果，制動力大於支座摩阻力，因此，在荷載計算中，以製動力作為控制設計。
四、荷載組合
荷載組合按以下幾種情況考慮。
1、組合一：
橋跨有車輛荷載，台後無車輛荷載。
（1）主要組合：恆載橋上活載台前；
（2）附加組合：主要組合汽車制動力。
2、組合二：
橋跨無車輛，台後有車輛。
（1）主要組合：恆載臺前後土壓力台後有汽車的土壓力；
（2）附加組合：主要組合汽車制動力；
3、組合三：
施工階段驗算；
無上部恆載，僅有橋台自重臺前後土壓力；
表2 荷載計算彙總表（按荷載組合）
表3 荷載組合彙總表
五、基礎承載力計算
1、 基底壓應力計算
（1）建成後使用時（以組合二中附加組合為控制）
；（2）施工時（按組合三計算控制） ；
2、地基承載力計算
持力層為砂礫層，基底承載力（查地質資料得出）；
；地基承載力滿足要求。
六、基底偏心距驗算
1、僅受恆載應滿足；
∑m=；
∑n=；
；滿足要求；
2、考慮附加組合時，應滿足，以荷載組合（二）的附加組合最不利，則：
；滿足要求。
七、抗傾覆驗算
1、穩定性驗算：
從《表荷載組合彙總表》可以看出，以荷載組合（二）最為不利。
（1）主要組合：；；；
（2）附加組合：；；
。2、抗滑動穩定性驗算
根據地質土，查的f=0.4，主要荷載組合二為最不利荷載組合，驗算如下：
（1）主要組合：
（2）附加組合：
八、結論
通過計算可見，該橋台在地基承載力、偏心距及穩定性驗算都能滿足規範要求。
第二節上部構造驗算
一、主桁計算
1、橋梁結構形式：tsr3；
2、橋長：30.48公尺；
3、橋梁總重：q=57.1t，自重每公尺q=57.110/30.48=18.73kn/m；
3.1自重安全係數取1.1，則靜載彎矩m0=1.1=2393knm；
3.2 靜載剪力=1.1=314.05kn；
4、荷載：單車60噸
衝擊係數：1+=1+15/(37.5+30.48)=1.22，偏載係數取k1=1.28；
活載產生的最大作用值為
；；5、全橋最大彎矩
；6、全橋最大剪力
。二、橫樑計算
1、橫樑計算
橫樑採用h型鋼h500x200x10x16,自重為89.6kg/m,橋面板為395kg/個，橫樑的計算長度取l=5.02公尺，按簡支計算，則q=。
2、車輛荷載60噸（三軸）
計算時按前軸軸壓10噸，後兩軸按單軸作用在橫樑上的最大軸壓為25噸，後兩軸距取1.35公尺，輪距1.8公尺。軸荷布置如下圖所示：所以作用於單根橫樑上的最大汽車軸荷為：
p= ；
則最大輪壓為；
衝擊係數：，取1+μ=1.3；
所以橫樑跨中截面彎矩為：
=421knm
橫樑為h500x200x10x16，w=1910cm3；所以。
三、橋面板計算
橋面板h166，質量為395kg/塊，則有
；衝擊係數：，取1+=1.3，按汽車60噸三軸考慮，則作用在單塊橋面板上的輪壓，及彎矩影響線如下圖所示：
注：橋面彎矩影響線示意圖，圖中單位以公釐計
所以橋面板跨中彎矩為：
m=；計算得m=
橋面板h166,經計算，其抗彎模量w=578cm3,所以
=240mpa<=210x1.3=273mpa；
四、撓度計算
1、鋼橋銷孔間隙撓度計算
根據《裝配式公路鋼橋使用手冊》，非彈性撓度的計算公式為：
；式中：d=304.8cm
n=桁架節數，n=10
單銷和銷孔之間的間隙取δ1=0.8mm，所以有
a=2xδ1/h=2x=0.0072弧度
經過計算得=5cm。
2、自重所產生的彈性撓度計算
；j—雙排加強型橋的慣性矩。查《cb200型鋼橋使用手冊》j=3481044x2=6962088cm4；
3、活載所產生的撓度計算
通過荷載汽車60噸，計算時近似地按乙個集中荷載p=60000kg作用於橋垮跨中，所以活載在跨中產生的撓度為：
經過計算，得f3=2.42cm；
4、橋梁空載撓度計算
橋梁空載撓度為：f=f1+f2=5+1.44=6.44cm；
跨中總撓度為：f=f1+f2+f3=5+1.44+2.42=8.86cm；
撓跨比：,滿足《橋梁鋼結構設計規範》要求。
五、結論
根據以上計算可判定，棧橋上部構造滿足規範要求。
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