桩稳定性计算三、栈桥整体稳定性计算
经过调查,施工时桥位处的最大水流速度5.7m/s,钢管桩顶离水面高度约为3.6m,水深按10计算m,钢管桩桩顶施加预应力,施工过程中假设钢管桩离以上2m范围的钢管桩处于嵌固状态(因施加预应力后管桩内灌注2m厚混凝土)。
则可建立如下的力学模型:按CAD图进行修改。
(在发给你的5月19日修改的资料中有按630,和730分别计算色数值带入就ok
1、计算水流压力
查《公路桥涵设计规范》(1989)《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)(2.3.10)公式:P=KA
(kN)
式中
——水的...
三、栈桥整体稳定性计算
经过调查,施工时桥位处的最大水流速度5.7m/s,钢管桩顶离水面高度约为3.6m,水深按10计算m,钢管桩桩顶施加预应力,施工过程中假设钢管桩离以上2m范围的钢管桩处于嵌固状态(因施加预应力后管桩内灌注2m厚混凝土)。
则可建立如下的力学模型:按CAD图进行修改。
(在发给你的5月19日修改的资料中有按630,和730分别计算色数值带入就ok
1、计算水流压力
查《公路桥涵设计规范》(1989)《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)(2.3.10)公式:P=KA
(kN)
式中
——水的容重(kN/m3)
V——设计流速(m/s)
A——桥墩阻水面积(m2),一般算至一般冲刷线处,A=0.529×9=4.8 m2
g——重力加速度9.81(m/s2)
K——桥墩形状系数,对圆形钢管桩取0.8。
P=KA
=0.8×4.8
=7.8KN
根据规范,流水压力作用点位于水位线以下1/3水深处,流水压力荷载为一倒三角形,见上图,设流水面处的水流压力线荷载为q,则有
P=q×9/2,则q=7.8/4.5=1.7KN/m=1.7Kg/cm。
以下按公式进行计算就ok
2、计算钢管桩最大弯矩及轴力
根据前面的计算结果可知,最不利荷载作用时,N1=-5438Kg,N2=9008Kg,N3=8502Kg,N4=2079Kg
φ529mm壁厚8mm的钢管的惯性矩
I钢管=
=44438cm4,
其截面面积=
=130.9 cm2,
2I30惯性矩=I2I30=2×7080=14160 cm4
其截面面积=2×46.5=93cm2,
根据以上计算模型将上述参数输入采用清华大学结构力学求解器,可求得该结构的弯矩图如下:
可查得其最大弯矩的代数值为564335Kg.cm。
可查得其最大轴力(压力)值为7389Kg,可以确定右侧的钢管桩的稳定性是最差的,只需对其进行稳定性复核即可。
3、计算钢管桩的稳定系数
先计算其计算长度l0,由于右侧钢管桩的,
K1=
=14160=
=2.2,由于钢管底端固结,所以K2=10,查《钢结构设计规范》,按有侧移框架查表D-2内插,计算长度系数=1.1+
=1.094,所以其计算长度l0=1.094×1700=1859.8cm。
钢管的回转半径i=
=
=18.4cm
钢管的长细比λ=l0/i==1859.8/18.4=101
查B类截面轴心受压构件稳定系数表得其稳定系数
=0.549。
4、利用《钢结构设计规范》中的公式计算钢管的稳定性
本
中钢管属于压弯构件,需要计算其在弯矩作用平面内的整体稳定
查《钢结构设计规范》公式5.2.2-1,
弯矩作用平面内的稳定性:
式中N-所计算构件段范围内的轴心压力;
-参数,
=
=
=241536.5Kg
-弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数;
=0.549
Mx-所计算构件段范围内最大的弯矩;Mx=564335Kg.cm
W1x-在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量;
W1x=I/(D/2)= 44438/(52.9/2)=1680cm3
-等效弯矩系数,本方案中无端弯矩但有横向荷载作用,
=1.0
=
=430.8Kg/cm2=43.1MPa<215MPa
所以该钢管桩栈桥的整体稳定性完全能够满足规范要求。
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