资江三桥第1合段
12#钢平台结构受力计算书
前言
本计算书根据平台的结构构造，并根据其使用功能要求确定相应的荷载组合，计入荷载分项系数影响后，进行结构分析计算。主要计算项目和内容包括：
1.荷载计算，包括使用荷载(指钻机钻孔)、风荷载、流水压力荷载的取值计算。
2.平台型钢梁的内力计算、抗弯抗剪承载力验算；
3.平桥下部构造(含横梁、平联、斜撑和钢管桩)的应力验算。并考虑了按规范公式进行稳定验算。
一、 计算依据：
1、12#平台设计图
2、《公路桥涵钢结构及结构设计规范》、 3、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004) 4、《钢结构设计规范》 (GB50017-2003)
二、 概述
12#平台设计4M一跨，采用D820mm钢管支撑，横向I40a工字钢，纵向I36a工字钢联结，上铺钢板。平台总长21m，标准宽度6m，平台顶标高为
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167.00m。
平台均采用钢管桩基础，桩顶设I40a工字钢横梁，其上铺设I36a工字钢纵梁。
采用钢管桩桩基，布置υ820×12mm钢管桩。
根据施工要求，每个平台考虑上1台冲击钻机，以Φ82cm(δ12)钢管桩作为基础.为提高平台的整体稳定性，分别在平台长度方向和宽度方向用I36a及[10槽钢在两根钢管桩之间设置水平联系和剪力撑.
按最不利受力考虑：在最不利的工况下，钻机在钻孔的过程中，将钻机放置在分配梁的跨中位置时。在验算时不考虑钢护筒承重。
横向I40a工字钢承受受力位置在每跨工字钢1/2处；纵向I36a工字钢间距1m，受力位置在每跨工字钢1/2处。
三、钢管桩设计与验算
钢管桩选用Ф820，δ=12mm的钢管，材质为A3，E=2.1×108 Kpa,I=
?64(0.824－0.804)=1.936×10-3M4。依据钢管桩最大桩长按22m
考虑。
1、桩的稳定性验算
桩的失稳临界力Pcr计算 Pcr=
?EIl22=
?2?2.1?108?1.936?10222?3
=8282kN＞R=828.3 kN 2、桩的强度计算
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?4? =（822－802）=248.18cm2
4 桩身面积 A=（D2－a2）
钢桩自身重量
P=A.L.r=248.18×22×102×7.85 =3896kg=38.96kN
桩身荷载 p=828.3+38.96=867.26 kN
б=p／A=867.26×102／248.18=397.kg／cm2=46.3Mpa
?p??E?p =275.56>?p??E?p=100满足施工要求
四、水应力影响计算 1.水文条件及高程
根据设计提供的水文资料，确定平台顶标高：167.00m。 根据设计资料，平台区最底河床标高为145.294m。 设计水流流速：2.0m/s 2.河床冲刷计算 2.1计算所用的基本参数
? 计算流速V=2.0m/s
? 设计断面桥孔部分最大水深hmax=21m ? 钢管桩的直径υ=0.82m
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2.2冲刷计算
① 一般冲刷:由于平台属于临时工程，使用年限为2年，一般冲刷不明显，故取h1?0.5m。
② 局部冲刷:
K?1?2.160.11???0.4?1..9?d??d120.11??2.16??0.4??7.51.9??7.512?0.983
查表：Vo'?0.49 Vo?1.43
n1?1?V??V?o?0.15?d??0.2?1?2.0????1.43?0.2?0.714 ?7.50.150.6'?Vhb?K?K?1b1(V?Vo)??V?o????n1?1?0.983?0.720.6?2.0???1.702?0.49????1.43??0.714?1.11m
则总冲刷深度取h=1.61m。
3．计算荷载
1.作用在钢管上的水流力
水流力标准值：Fw=Cw(?/2)V2A 式中：Fw—水流力标准值，kN；
V—水流设计流速，m/s；取断面平均流速v=2m/s。 Cw—水流阻力系数； ρ—水的密度，1.0t/m3；
A—投影面积，m2；A?0.82?13?10.66m2 管桩 Cw?0.82?m1m2n2?0.82?1?1.15?1?0.94
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Fw=0.82??2.02?9.36?12.4KN
水流力标准值：Fw=Cw(?/2)V2A 式中：Fw—水流力标准值，kN；
V—水流设计流速，m/s；取断面平均流速v=2.0m/s。 Cw—水流阻力系数； ρ—水的密度，1.0t/m3；
A—投影面积，m2；A?0.49?8?3.92m2 查表得：Cw?2.32
Fw=Cw(?/2)V2A=2.32х（1/2）х2.02х3.92=13.17KN 作用点在钢管顶部
四、钻机对钻孔平台产生的作用力
计算荷载：1台钻机总重为（包括钻机重12.5t、钻头重8t）Q1=20.5T，动力系数kd=1.3。 参数取值说明：
a) I40a工字钢：Ix=21700cm4 d=10.5mm 断面面积：86.112cm2
Wx=1090cm3 Sx=636.4
I36a工字钢：Ix=3.152×104cm4， A=152.6cm2，Sx=1017.6 cm3，
Ix/Sx=30.7cm W=1750 cm3
b)、验算纵梁I36a工字钢
纵梁最大跨径为6m，当冲机支点移至跨中时为纵梁抗弯最不利受力状
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