汽车吊及砼罐车荷载:40t。按最不利集中荷载400kN*1.2/2=240kN考虑,动载系数1.2。
面层25b槽钢重量:q=31.34*1*10/1000*(1/0.3)=1.04kN/m 次梁25b工字钢自重:q=42.0*10/1000=0.42kN/m 抗弯截面系数W=423cm3 许用应力[σ]=210MPa
容许弯矩[M]=210*423=88.83kN·m
汽车吊荷载按同时作用在4根次梁上计算,单根次梁25b工字钢所受弯矩。
M=240/4*5.03/4+(1.04+0.42)*5.03*5.03/8=80.07kN·m<[M]= 88.83kN·m 次梁25b工字钢抗弯强度满足要求。 2、主梁验算
跨度L=15m,简支梁。
钻机荷载及冲击荷载按同时作用在4根跨中次梁上计算。 汽车吊荷载通过次梁传递到主梁的集中荷载:240kN/4/2=30kN 次梁及铺面槽钢重量通过次梁传递到主梁的集中荷载: 31.34*15*10/1000*(1/0.3)/2+42.0*10/1000*5.03/2=8.89kN 贝雷片容许剪力[Q]=550kN
贝雷片承受剪力<平台上部荷载F=(30+8.89)*4*2=311.12kN<容许剪力[Q]=550kN,抗剪满足要求。
贝雷片抗弯截面系数W=3650cm3 贝雷片许用应力[σ]=210MPa
贝雷片容许弯矩[M]=210*3650=766.5kNm 主梁按最不利单道贝雷片受弯验算:
M=(30+8.89) *15/4+8.19*15*15/8=376.18kNm<[M] =766.5kNm 贝雷片抗弯强度满足要求。
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3、钢管桩压杆稳定验算
钢管桩为?630×10mm,取最长35m计算,E=210GPa,?p=200MPa, 钢管桩一端固接,一端自由,?=2.0
I=?(D?t)3t/8=3.14*0.623*0.01/8=9.354*10-4m4 A=3.14*(0.3152-0.3052)=0.0195m2
I9.354?10?4i=?A0.01951+51+6?48.96+?48.9656E22=0.219,?=?li=2.0*35/0.219=319.6
210?109?p=??3.14?=102,???p,用欧拉公式计算,临界承载力6?p200?10?2EI9-425
Pcr==3.14*3.14*210*10*9.354*10/(2.0*35)=3.95*10N 2(?l)单桩轴向最大荷载取300kN<临界承载力395kN 钢管桩压杆稳定满足要求。 4、平台单桩极限承载能力验算
汽车吊及砼罐车自重40t,考虑贝雷片、工字钢等其他材料自重及活载,取计算荷载为50t=500kN。取四个支点,考虑4点钢管桩共同受力。
所采用的钢管桩为?630×10mm钢管桩,深入土层5m(砂混淤泥层)。 按经验参数法确定单桩极限承载力: Qd =(1/rR)u∑q fi li Qd:单桩极限承载力
rR:单桩极限承载力分项系数,取1.45 μ:桩身载面周长(m)
q fi:单桩在第 i层的极限侧摩阻力标准值kpa
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灌注桩施工平台打入的钢管进入的土层为砂混淤泥层,参照地质勘察报告, q fi =35kpa
li:桩身深入土层深度,取5m
Qd =(1/ 1.45)×3.14×0.63×35×5=239kN Qd = 239KN > 500/4 = 125kN 故钢管桩竖向承载力满足施工要求。 5、抗倾覆验算
最不利受力为在工作时,最高潮水位时平台上车辆制动力与风荷载及水流力产生的同向倾覆力矩,取15米一排钢管桩(5根)进行整体稳定性分析。该验算暂不考虑叉桩对横向力的分担。平台面标高7m,钢管桩进入泥面标高平均取-20m。
(1)横向力计算
kArV2 (a)水流力计算式:P?,取高水位5m,泥面标高-20m
2g其中:P-为流水压力
γ-为水的容重,10kN/m3 v-为流速,v=2.0m/s
g-为自由落体加速度g=10m/s2 k-为阻水形状系数,取K=0.73
0.73?0.99?25?10?2.02水流力:P水?=36.14kN
2?10水流力弯矩:M1?P水L*5=36.14*25/3*5=1505kN.m
(b)平台受风载面积为平台立面投影面积及平台上的活载面积(活载面积按2.5×13m计):
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风载计算式: Wk1=0.7μzμsW0=0.7×1.38×1.17×0.8=0.9kN/m2 其中:μs为风载体型系数,取1.38(桁架体)
μz为风压高度变化系数,取1.17(A类地面) W0基本风压值,取0.8kN/m2
受风面积应按结构的轮廓面积乘以一个系数,对于桁架系数取0.4。 受风面积:A=0.4×15×2+2.5×13=44.5m2 P= A*Wk1=0.9×44.5=40.05kN
假定作用点在栈桥面,栈桥面标高+7.0m M2=P*L=40.05×27=1081.35kN.m
(c)车辆行走时产生的制动力主要为顺桥向水平力,砼罐车掉头及汽车吊起吊时可能产生横向制动力,考虑到整个平台为一整体,故该水平制动力由38根钢管桩共同承受,其中有6对叉桩,每根桩的线刚度每根钢管桩承受的制动力相等。F=500*10%/38=1.32kN
车辆制动力倾覆力:M3=1.32*27=35.5 kN.m
整体倾覆力:M=M1+M2+M3=1505+1081.35+35.5=2621.85kN.m (2)抗倾覆力
EI相同,因此l14
M抗M倾
在水平力同向力矩作用下,平台有绕外侧钢管桩倾覆趋势,则平台自身质量抗倾覆力矩半径8.5米,钢管桩抗倾覆力矩半径分别为15.08米,10.05米,叉桩一对取5.03米。
工字梁及平台槽钢面及车辆质量:
G1=31.34*15*1/0.3*17*10/1000+42*17*15*10/1000+400=437.35kN 一组贝雷片自重:G2=90*2*15*10/1000=27kN
单根钢管桩自重:G3=153*(27+5)*10/1000=48.96 kN 一对叉桩(内侧6:1,外侧5:1)自重: G4=
1+521+62?48.96+?48.96=99.57 kN 56抗倾覆力矩:[M]=437.35*8.5+(27+48.96)*15.08+(27+48.96)*10.05+
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