钢平台计算书(专家意见修改)1

1、国道107改线官渡黄河大桥平台结构计算书编制：审核：审批：单位: 中交一公局技术中心目 录1 设计依据12 平台简介13 荷载组成13.1 恒载13.2 活载24 钢平台设计计算44.1 平台面板计算44.1.1 荷载分析44.1.2 10m³砼罐车作用下面板计算54.1.3 70t履带吊作用下面板计算54.1.4 JZP-300型反循环钻机作用下面板计算64.2 I12.6工字钢分配梁计算74.2.1 荷载分析及计算工况74.2.2 10m³砼罐车作用下I12.6工字钢分配梁计算104.2.3 70t履带吊作用下I12.6工字钢分配梁计算114.2.4 JZP-300型钻

2、机作用下I12.6工字钢分配梁计算124.3 I25a工字钢分配梁计算134.3.1 荷载分析及计算工况134.3.2 10m³砼罐车作用下I25a工字钢分配梁计算154.3.3 70t履带吊作用下I25a工字钢分配梁计算164.3.4 JZP-300型钻机作用下I25a工字钢分配梁计算184.4 贝雷梁计算194.4.1 荷载分析及计算工况194.4.2 10m³砼罐车作用下贝雷梁计算224.4.3 70t履带吊作用下贝雷梁计算234.5 钢管桩顶横向双拼HN500×200型钢承重梁计算244.5.1 工况分析244.5.2 钢管桩顶双拼HN500×2

3、00型钢横向承重梁计算254.6 钢管桩计算264.6.1 钢管桩入土深度计算264.6.2 钢管桩稳定性计算275 支栈桥设计计算305.1 支栈桥钢桥面板计算305.1.1 荷载分析305.1.2 10m³砼罐车作用下面板计算305.1.3 70t履带吊作用下面板计算315.2 支栈桥I12.6工字钢纵向分配梁计算325.2.1 荷载分析及计算工况325.2.2 10m³砼罐车作用下I12.6工字钢纵向分配梁计算345.2.3 70t履带吊作用下I12.6工字钢纵向分配梁计算345.3 支栈桥I25a工字钢横向分配梁计算355.3.1 荷载分析及计算工况355.3.2

4、10m³砼罐车作用下I25a工字钢横向分配梁计算375.4 支栈桥贝雷梁计算375.4.1 工况分析385.4.2 贝雷梁抗弯计算395.4.3 贝雷梁抗剪计算405.5 钢管桩顶横向承重梁计算415.5.1 工况分析415.5.2 钢管桩顶横向承重梁计算415.6 钢管桩计算425.6.1 钢管桩入土深度计算425.6.2 钢管桩稳定性计算446 50t龙门轨道设计计算466.1 I25a工字钢分配梁计算476.2 贝雷梁计算476.2.1 荷载分析及计算工况476.2.2 龙门轨道贝雷片计算486.3 桩顶主横梁计算486.4 龙门轨道下钢管桩竖向承载力、入土深度计算48平台设计

5、计算书1 设计依据*8工程施工图设计公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）路桥施工计算手册（周水兴、何兆益、邹毅松等编著）钢结构设计规范（GB50017-2003）港口工程桩基规范（JTS 167-4-2012）钢结构（戴国欣主编）2 平台简介*116#-124#墩平台分为钻孔平台区域、支栈桥区域（含龙门轨道）。钻孔平台区域采用钢管桩+贝雷梁支撑模式，平台顶面高程与朱栈桥相同为90.386m，平台结构由上至下依次为10mm厚花纹钢板、I12.6工字钢（间距30cm）分配梁、I25工字钢分配梁（间距75cm）、贝雷梁、双拼HN500×200型钢主横梁、钢管桩。支栈桥区域采用钢

6、管桩+贝雷梁支撑模式，栈桥顶面高程与主栈桥相同为90.386m，支栈桥结构由上至下依次为10mm厚花纹钢板、I12.6工字钢纵向分配梁（间距30cm）、I25a工字钢横向分配梁（间距75cm）、贝雷梁、双拼HN400×200型钢主横梁、钢管桩。支栈桥除跨径为9m外，其余结构形式与主栈桥相同。总体平面布置图及横断面图见图纸。3 荷载组成3.1 恒载（1）10mm厚钢板：78.5kg/（2）I12.6工字钢：14.2kg/m（3）I22a工字钢：33kg/m（4）贝雷片：270kg/片（5）双拼HN500×200型钢：173.97kg/m3.2 活载（1）10m³砼罐

7、车总重：500kN前轴压力：80kN后轴压力：2×210kN轮距：1.8m轴距：4.0m+1.4m中、后轮着地宽度及长度：0.6×0.2m（2）70t履带吊总重：自重+吊重=1000kN履带着地面积：5.15m×0.76m履带中心距：4.0m（3）公路I级荷载（车辆荷载）施工过程中运输材料用车按照公路-级荷载（车辆荷载）进行计算。公路-级汽车荷载：G=550kN。荷载分部示意图如下图所示。公路-级荷载（车辆荷载）布置示意图公路-级荷载（车辆荷载）取值表如下表。公路-级荷载（车辆荷载）取值表项目单位技术指标项目单位技术指标车辆重力标准值kN550轮距m1.8前轴重力

8、标准值kN30前轮着地宽度及长度m0.3×0.2中轴重力标准值kN2×120中、后轮着地宽度及长度m0.6×0.2后轴重力标准值kN2×140车辆外形尺寸（长×宽）m15×2.5轴距m3+1.4+7+1.4（4）JZP-300钻机钻机采用JZP-300型反循环钻机，见下图：钻机外形尺寸（长度×宽度×高度）为7300×4000×7000mm，钻机主机重量32t，单根3m钻杆约1000kg，项目最大桩长98m，考虑130m钻杆，共44t，钻头按10t考虑，钻机整体重量按100t考虑（含工作时的冲击系

9、数）。钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，工字钢支垫在钻机的长度方向，因此钻机单侧支垫工字钢的最大线荷载为1000÷2÷7.3=68.5kN/m。4 钢平台设计计算116-124墩承台结构形式不同，但平台搭设材料及跨径形式基本相同，因此取最不利布置形式一并进行计算。4.1 平台面板计算面板采用10mm厚钢板，下设I12.6工字钢，工字钢间距30cm，则桥面板净跨径为30-7.4=22.6cm，桥面板与工字钢焊接连接。4.1.1 荷载分析10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，公路-I级车辆荷载单轮最大荷载为70kN，两种荷载形式下车轮着地面积相等，因此

10、选择10m³砼罐车单轮荷载对钢面板进行计算。70t履带吊自重+吊重共100t，履带着地面积5.15m×0.76m，单侧履带下均布荷载为：1000÷5.15÷0.76÷2=128kN/。JZP-300型反循环钻机重100t，钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，钻机的最大线荷载为1000÷2÷7.3=68.5kN/m。分别对10m³砼罐车、70t履带吊、JZP-300型钻机作用下钢面板进行计算。4.1.2 10m³砼罐车作用下面板计算10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN,车轮接地面积为

11、0.6×0.2m，则垂直于车轮方向的均布荷载为105÷0.6=175kN/m,考虑1.3倍冲击系数（按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004选取），均布荷载为228kN/m。取板宽1m计算，因车轮的接地宽度大于I12.6工字钢布置宽度，因此计算时按简支梁受均布荷载进行计算。10mm厚钢桥面板截面参数：q=0.785kN/m、=215MPa、=125MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=1.67×104mm3,I=8.33×104mm4，A=1.0×104mm2（1）强度计算最大弯矩：弯曲应力：，满足要求。最大剪力：剪应

12、力：,满足要求。（2）刚度计算最大挠度：满足要求。4.1.3 70t履带吊作用下面板计算70t履带吊单侧履带下的均布荷载为128kN/。取板宽1m，则均布线荷载为128kN/m，考虑1.3倍冲击系数（按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004选取），均布线荷载为166kN/m，因履带的接地宽度大于I12.6工字钢布置宽度，因此计算时按简支梁受均布荷载进行计算。10mm厚钢桥面板截面参数：=215MPa、=125MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=1.67×104mm3,I=8.33×104mm4，A=1.0×104mm2（1）强度计算最大

13、弯矩：弯曲应力：，满足要求。最大剪力：剪应力：,满足要求。（2）刚度计算最大挠度：满足要求。4.1.4 JZP-300型反循环钻机作用下面板计算JZP-300型反循环钻机重100t，钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，钻机的最大线荷载为1000÷2÷7.3=68.5kN/m。取板宽1m计算，钻机摆放时支垫工字钢垂直于I12.6工字钢分配梁，因此将钻机荷载简化为均布荷载作用于面板上。10mm厚钢桥面板截面参数：q=0.785kN/m、=215MPa、=125MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=1.67×104mm3,I=8.33&#

14、215;104mm4，A=1.0×104mm2（1）强度计算最大弯矩：弯曲应力：，满足要求。最大剪力：剪应力：,满足要求。（2）刚度计算最大挠度：满足要求。4.2 I12.6工字钢分配梁计算I12.6工字钢布置间距30cm，下设I25a工字钢分配梁，间距75cm，I12.6工字钢与I25a工字钢焊接连接。4.2.1 荷载分析及计算工况（1）荷载分析10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，公路-I级车辆荷载单轮最大荷载为70kN，两种荷载形式下车轮着地面积相等，因此选择10m³砼罐车单轮荷载进行计算。70t履带吊自重+吊重共100t，履带着地面积5.15m×

15、;0.76m，单侧履带下均布荷载为：1000÷5.15÷0.76÷2=128kN/。JZP-300型反循环钻机重100t，钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，钻机的最大线荷载为1000÷2÷7.3=68.5kN/m。分别对10m³砼罐车、70t履带吊、JZP-300型钻机作用下进行计算。（2）计算工况工况一10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，砼罐车行驶方向垂直于I12.6工字钢时工字钢受力最为不利，最不利状态下由单根工字钢承担荷载。10m³砼罐车单轮作用于I12.6a工字钢最大跨径跨中时，产生的弯矩

16、、挠度最大，所受荷载如下：车轮荷载：175kN/m面板自重：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.142kN/m按三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:10m³砼罐车单轮作用于I12.6工字钢支点时，产生的剪力最大，所受荷载如下：车轮荷载：175kN/m面板自重：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.142kN/m按三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:工况二：70t履带吊单侧履带下均布荷载为128kN/，履带着地面积5.15m×0.76m，I12.6工字钢布置间距为0.3m，当履带平行于I12.6工字钢时受力最为不利，最不利状态时考虑由2根工字钢承担履带吊荷载，则

17、单根工字钢承受均布线荷载为：128×0.76÷2=48.64kN/m。70t履带吊最不利作用于I12.6工字钢时荷载如下：履带吊均布荷载：48.64kN/m面板自重：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.142kN/m按三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:工况三JZP-300型反循环钻机重100t，钻机外形尺寸（长度×宽度×高度）为7300×4000×7000mm，钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，钻机下垫工字钢与I12.6工字钢垂直，钻机荷载作用于24根I12.6工字钢上，单根工字钢承受的荷载为1000÷

18、;2÷24=20.8kN。钻机荷载作用于I12.6a工字钢跨中时，产生的弯矩、挠度最大，所受荷载如下：车轮荷载：20.8kN面板自重：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.142kN/m按三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:钻机荷载作用于I12.6a工字钢支点时，产生的剪力最大，所受荷载如下：车轮荷载：20.8kN面板自重：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.142kN/m按简支梁进行计算，计算模型见下图:4.2.2 10m³砼罐车作用下I12.6工字钢分配梁计算I12.6工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,

19、W=7.7×104mm3,I=4.88×106mm4,A=1.81×103mm2,腹板厚度t=5mm，Ix:Sx=1.08×102mm（1）强度计算根据工况一分析中的结果进行计算：使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图如下：弯矩图剪力图最大弯矩7.17kNm,最大剪力48.7kN。弯曲应力：，满足要求。剪应力：，满足要求。（2）刚度计算使用MIDAS进行挠度计算，计算结果见下图最大挠度为0.609mm，满足要求。4.2.3 70t履带吊作用下I12.6工字钢分配梁计算I12.6工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×

20、;105MPa,W=7.7×104mm3,I=4.88×106mm4,A=1.81×103mm2,腹板厚度t=5mm，Ix:Sx=1.08×102mm（1）强度计算根据工况二分析中的结果进行计算：使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图如下：弯矩图剪力图最大弯矩2.1kNm,最大剪力34.53kN。弯曲应力：，满足要求。剪应力：，满足要求。（2）刚度计算使用MIDAS进行挠度计算，计算结果见下图最大挠度为0.177mm，满足要求。4.2.4 JZP-300型钻机作用下I12.6工字钢分配梁计算I12.6工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模

21、量E=2.06×105MPa,W=7.7×104mm3,I=4.88×106mm4,A=1.81×103mm2,腹板厚度t=5mm，Ix:Sx=1.08×102mm（1）强度计算根据工况三分析中的结果进行计算：使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图如下：弯矩图剪力图最大弯矩2.74kNm,最大剪力20.92kN。弯曲应力：，满足要求。剪应力：，满足要求。（2）刚度计算使用MIDAS进行挠度计算，计算结果见下图最大挠度为0.182mm，满足要求。4.3 I25a工字钢分配梁计算I25a工字钢分配梁布置间距75cm，下设321型贝雷片，I25a

22、工字钢与贝雷片采用U型螺栓连接。I25a工字钢最大跨径为3.5m。4.3.1 荷载分析及计算工况（1）荷载分析10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，公路-I级车辆荷载单轮最大荷载为70kN，两种荷载形式下车轮着地面积相等，因此选择10m³砼罐车单轮荷载进行计算。70t履带吊自重+吊重共100t，履带着地面积5.15m×0.76m，单侧履带下均布荷载为：1000÷5.15÷0.76÷2=128kN/。JZP-300型反循环钻机重100t，钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，钻机的最大线荷载为1000÷2÷

23、;7.3=68.5kN/m。分别对10m³砼罐车、70t履带吊、JZP-300型钻机作用下进行计算。（2）计算工况工况一:10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，最不利状态下由单根工字钢承担荷载，则单根I25a工字钢承受105kN的集中荷载。10m³砼罐车单轮作用于I25a工字钢最大跨径跨中时，产生的弯矩、挠度最大，所受荷载如下：车轮集中荷载：105kN面板自重：0.59kN/mI12.6工字钢自重：0.1kN/mI25a工字钢自重：0.38kN/mI25a工字钢放置于贝雷梁上，且与贝雷梁进行有效连接，按三不等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:10m³砼

24、罐车单轮作用于I25a工字钢支点时，产生的剪力最大，所受荷载如下：车轮集中荷载：105kN面板自重：0.59kN/mI12.6工字钢自重：0.1kN/mI25a工字钢自重：0.38kN/mI25a工字钢放置于贝雷梁上，且与贝雷梁进行有效连接，按三不等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:工况二：70t履带吊单侧履带下均布荷载为128kN/，履带着地面积5.15m×0.76m，I25a工字钢布置间距为0.75m，最不利状态时考虑由2根工字钢承担履带吊荷载，则单根工字钢承受均布线荷载为：128×0.76÷2=48.64kN/m。70t履带吊最不利作用于I25a工字钢时荷载

25、如下：履带吊均布荷载：48.64kN/m面板自重：0.59kN/mI12.6工字钢自重：0.1kN/mI25a工字钢自重：0.38kN/mI25a工字钢放置于贝雷梁上，且与贝雷梁进行有效连接，按三不等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:工况三：JZP-300型反循环钻机重100t，外形尺寸（长度×宽度×高度）为7300×4000×7000mm，钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，钻机的最大线荷载为1000÷2÷7.3=68.5kN/m。钻机放置时下垫工字钢垂直于I12.6工字钢分配梁，因此平行于I25a工字钢分配梁，最不利状

26、态时由单根I25a分配梁承受钻机荷载。最不利状态下所受荷载如下：钻机集中荷载：68.5kN/m面板自重：0.59kN/mI12.6工字钢自重：0.1kN/mI25a工字钢自重：0.38kN/mI25a工字钢放置于贝雷梁上，且与贝雷梁进行有效连接，按三不等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:分别对工况一、工况二、工况三进行计算。4.3.2 10m³砼罐车作用下I25a工字钢分配梁计算I25a工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=4.02×105mm3,I=5.02×107mm4,A=4.85×103mm

27、2,腹板厚度t=8mm，Ix:Sx=2.16×102mm根据工况一分析中的结果进行计算：（1）强度计算使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图见下图：弯矩图剪力图最大弯矩为53.18kNm，最大剪力为106.4kN。弯曲应力：，满足要求。剪应力：，满足要求。（2）刚度计算使用MIDAS进行挠度计算，计算结果见下图：最大挠度为5.869m，满足要求。4.3.3 70t履带吊作用下I25a工字钢分配梁计算I25a工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=4.02×105mm3,I=5.02×107mm4,A=4.8

28、5×103mm2,腹板厚度t=8mm，Ix:Sx=2.16×102mm根据工况二分析中的结果进行计算：（1）强度计算使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图见下图：弯矩图剪力图最大弯矩为43.82kNm，最大剪力为86.52kN。弯曲应力：，满足要求。剪应力：，满足要求。（2）刚度计算使用MIDAS进行挠度计算，计算结果见下图：最大挠度为5.1mm，满足要求。4.3.4 JZP-300型钻机作用下I25a工字钢分配梁计算I25a工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=4.02×105mm3,I=5.02

29、15;107mm4,A=4.85×103mm2,腹板厚度t=8mm，Ix:Sx=2.16×102mm根据工况三分析中的结果进行计算：（1）强度计算使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图见下图：弯矩图剪力图最大弯矩为61.66kNm，最大剪力为121.75kN。弯曲应力：，满足要求。剪应力：，满足要求。（2）刚度计算使用MIDAS进行挠度计算，计算结果见下图：最大挠度为7.1mm，满足要求。4.4 贝雷梁计算平台主梁采用321贝雷片，放置于钢管桩顶主横梁上。单个平台设置17排贝雷主梁，具体布置见图纸。主梁最大跨度12m，各组贝雷片最大净间距3.5m。4.4.1 荷载分析及

30、计算工况（1）荷载分析10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，公路-I级车辆荷载单轮最大荷载为70kN，两种荷载形式下车轮着地面积相等，因此选择10m³砼罐车单轮荷载进行计算。70t履带吊自重+吊重共100t，履带着地面积5.15m×0.76m，单侧履带下均布荷载为：1000÷5.15÷0.76÷2=128kN/。JZP-300型反循环钻机重100t，钻机荷载由底座下方支垫的2根工字钢传递至平台上，钻机的最大线荷载为1000÷2÷7.3=68.5kN/m。分别对10m³砼罐车、70t履带吊、JZP-300

31、型钻机作用下进行计算。（2）计算工况1）混凝土罐车荷载工况一：10m³砼罐车车轮方向与贝雷梁平行并作用在其正上方时，罐车作用于贝雷梁跨中位置产生最大的弯矩、挠度，同时为简化计算不考虑分配梁的分配作用，按罐车轴重进行计算，所受荷载如下：罐车荷载：中、后轴210kN、前轴80kN面板自重：4.25kN/mI12.6工字钢自重：2.25kN/mI25工字钢自重：2.33kN/m贝雷片自重：1.8kN/m将贝雷梁按最不利位置简化为三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:10m³砼罐车车轮作用于贝雷梁支点时，产生的剪力最大，所受荷载如下：罐车荷载：中、后轴210kN、前轴80kN面板自

32、重：4.25kN/mI12.6工字钢自重：2.25kN/mI25工字钢自重：2.33kN/m贝雷片自重：1.8kN/m将贝雷梁按最不利位置简化为三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图:工况二：10m³砼罐车车轮方向与贝雷梁垂直并作用在其正上方时，对贝雷梁产生的集中力大小与工况一相同，且集中力距离为1.8m，大于工况一中的作用间距，因此计算时取工况一进行计算。2）70t履带吊荷载工况一：70t履带吊履带方向与贝雷梁平行并作用在其正上方时，履带吊荷载通过I22a工字钢分配梁传递至贝雷梁上，因I22a工字钢间距较小，因此可视为贝雷梁受均布荷载作用，所受荷载如下：履带吊均布荷载：97kN/m面

33、板自重：4.25kN/mI12.6工字钢自重：2.25kN/mI25工字钢自重：2.33kN/m贝雷片自重：1.8kN/m当履带吊作用于贝雷跨中位置时，产生最大弯矩，将贝雷梁按最不利位置简化为三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图：当履带吊作用于贝雷支点位置时，产生最大剪力，将贝雷梁按最不利位置简化为三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图：工况二：70t履带吊履带方向与贝雷梁垂直并作用在其正上方时，履带吊荷载作用于2根I22a工字钢上，并通过分配梁传递至贝雷梁上，由于分配梁间距与贝雷梁跨径相比较小，因此计算时荷载简化为集中荷载，所受荷载如下：履带吊荷载：单侧履带500kN面板自重：4.25kN/m

34、I12.6工字钢自重：2.25kN/mI25工字钢自重：2.33kN/m贝雷片自重：1.8kN/m70t履带吊作用于贝雷梁跨中时，产生最大弯矩，将贝雷梁按最不利位置简化为三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图：70t履带吊作用于贝雷梁支点时，产生最大剪力，将贝雷梁按最不利位置简化为三等跨连续梁进行计算，计算模型见下图：3）JZP-300型反循环钻机荷载JZP-300型反循环钻机只在桩顶位置进行作业，作用于2组贝雷片上，且荷载作用位置优于履带吊荷载，因此JZP-300型反循环钻机荷载作用下不再单独计算。4.4.2 10m³砼罐车作用下贝雷梁计算根据工况一进行计算，使用结构力学求解器计算：

35、弯矩图剪力图最大弯矩804.64kNm,最大剪力509.46kN。罐车行驶于平台上时，至少有3片贝雷共同受力，804.64kNm3×788.2（单层单排贝雷容许弯矩）=2364.6kNm，509.46kN3×245.2（单层单排贝雷容许剪力）=735.6kN，满足要求。4.4.3 70t履带吊作用下贝雷梁计算工况一计算：使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图如下：弯矩图剪力图最大弯矩793.34kNm,最大剪力467.78kN。此种工况下履带吊在平台上作业时，单侧履带至少作用于单组3片贝雷片，793.34kNm3×788.2（单层单排贝雷容许弯矩）=2364.

36、6kNm，467.78kN3×245.2（单层单排贝雷容许剪力）=735.6kN，满足要求。工况二计算：使用结构力学求解器进行计算，弯矩图、剪力图如下：弯矩图剪力图最大弯矩1338.27kNm,最大剪力909.43kN。此种工况下履带吊在平台上作业时，单侧履带至少作用于5片贝雷片，1338.27kNm5×788.2（单层单排贝雷容许弯矩）=3941kNm，909.43kN5×245.2（单层单排贝雷容许剪力）=1226kN，满足要求。4.5 钢管桩顶横向双拼HN500×200型钢承重梁计算钢管桩顶横向主梁采用双拼HN500×200型钢，放置于钢

37、管桩顶槽口内并与之焊接。4.5.1 工况分析钢管顶横向承重梁受贝雷梁传递下来的荷载，当70t履带吊垂直作用于钢管顶横向承重梁时，横向承重梁受力最为不利。为简化计算，不考虑上部结构的分配作用，履带吊荷载（1000kN）通过贝雷梁传递给横向承重梁，单个荷载500kN，同时上部结构自重也由贝雷梁通过集中荷载的方式传递给桩顶横向分配梁，上部结构自重如下：钢面板自重：5652kgI12.6工字钢：3408kgI25工字钢：3658kg贝雷片：7560kg单组贝雷梁传递的上部结构荷载为：（56.52+34.08+36.58+75.6）÷2=101.4kN双拼HN500×200型钢自重：

38、1.74kN/m选取最不利位置进行计算，计算模型见下图：4.5.2 钢管桩顶双拼HN500×200型钢横向承重梁计算双拼HN500×200型钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=3.68×106mm3,I=9.2×108mm4,A=2.2×104mm2,腹板厚度t=10mm，Sx=1.05×106mm3（1）强度计算根据工况分析中的结果，采用结构力学求解器进行计算，计算结果如下：弯矩图剪力图最大弯矩681.28kNm，最大剪力755.7kN，支反力最大值为755.7kN。弯曲应力：，

39、满足要求。剪应力：，满足要求。（2）刚度计算使用MIDAS进行挠度计算，计算结果见下图最大挠度为10.755mm，满足要求。4.6 钢管桩计算4.6.1 钢管桩入土深度计算由上述计算可知，钢管桩受到755.7kN的轴心压力，计算入土深度时按800kN考虑。入土深度按港口工程桩基规范（JTS 167-4-2012）中公式4.2.4-2计算，公式如下：式中：单桩垂直承载力设计值；单桩垂直承载力分项系数，本处取1.55；桩身截面周长；单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值；桩身穿过第工层土的长度；单桩极限桩端阻力标准值；承载力折减系数，取0.85；桩身截面面积（）。以124#墩为例进行计算，地质情况按图纸

40、给定的钻孔柱状图选取，各地层参数按ZK17+359钻孔柱状图中参数选取，冲刷深度按10年一遇洪水一般冲刷深度考虑，取12.32m。124#墩处钻孔柱状图见下图：最上层粉砂位于冲刷深度内，钢管桩入土深度计算时不予考虑侧摩阻力。细砂层的摩阻力标准值取40kPa，桩端承载力基本容许值取150kPa。将各参数代入上式中，经计算得入土深度为15.6m，此结果为钢管桩进入细砂层的深度，结合钢管桩的冲刷深度（十年一遇洪水一般冲刷深度12.32m），钢管桩的总入土深度为27.92m，取28m。116墩-124墩地质情况基本相同，其余各墩平台钢管桩入土深度均按124#墩的计算结果进行控制。4.6.2 钢管桩稳定

41、性计算取水深最深处的124#墩钢管桩进行计算，钢管桩除承受竖向的受压荷载外，还承受风力、水流力水平荷载的作用。钢管桩入土位置按固结处理，钢管桩顶端按铰接处理。因钢管桩稳定性的计算要求高于强度计算要求，因此仅计算钢管桩的稳定性即可。124#墩支栈桥钢管桩入土高程为60.04m（冲止标高），钢管桩顶高程为88.35m，钢管桩计算高度为28.31m。（1）荷载竖向荷载：800kN+28.31×1.53kN=829.84kN风荷载：风荷载按下式计算：式中：K0为设计风速重现期换算系数，取0.8； K1为风阻力系数，钢管桩取1.2； K3为地形地理系数，取1.0； Wd为基本风压，根据公路桥涵

42、设计通用规范附表取0.3kPa钢管桩风阻力（根据九堡控导水位近3年高水位特征值选取水位标高85m）：，作用于钢管桩标高86.675m处。水流力：根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)公式4.3.8，作用在桥墩上的流水压力标准值可按下式计算：式中：FW为流水压力标准值，kN； 为水的重力密度，取11kN/m3； V为设计流速，按十年一遇洪水流速取1.2m/s； A为桥墩阻水面积，计算至一般冲刷线处，； g为重力加速度，取9.81m/s2； K为桥墩形状系数，圆形桥墩取0.8。流水压力的合力的着力点，假定在设计水位线以下0.3倍水深处。桥墩阻水面积按水位为85m时计算，阻水面积为（8

43、5-60.04）×0.63=15.72。将各参数代入上式，计算得流水压力为10.1kN,作用于钢管桩标高77.5m处。（2）稳定性计算钢管桩入土后将承受竖向及水平方向荷载，将钢管桩视为一端固结、一端铰接的模式。630×10mm钢管参数：=190MPa、=110MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=2.97×106mm3,I=9.36×108mm4,A=1.95×104mm2,回转半径i=22cm,单位重量153kg。由风荷载、流水压力引起的钢管桩弯矩钢管桩受风荷载、流水压力计算模型见下图：使用结构力学求解器进行计算，最大弯矩

44、为50.22kNm,弯矩图见下图：弯矩图根据钢结构设计规范（GB50017-2003）中稳定性计算公式计算钢管的稳定性，公式如下：式中： N为所计算构件段范围内的轴心压力；为等效弯矩系数，取=1；NEX为参数，；为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数。钢管计算长度为28.31m，钢管回转半径为220mm,长细比为：。根据钢结构设计规范（GB50017-2003）查表可得=0.392。 将各参数代入稳定性计算公式中计算结果为132.8MPa<190MPa,满足要求。因其他墩平台钢管桩所处条件优于124#墩平台钢管桩，不再单独进行计算，因此平台钢管桩稳定性满足要求。5 支栈桥设计计算支栈桥与

45、主栈桥上部结构形式相同，分别为10mm厚花纹钢板、I12.6工字钢（间距30cm）、I25a工字钢（间距75cm）、贝雷梁、双拼HN400×200型钢。支栈桥下部结构为630×10mm钢管桩，布置间距为9m。5.1 支栈桥钢桥面板计算桥面板采用10mm厚钢板，下设I12.6工字钢，工字钢间距30cm，则桥面板净跨径为30-7.4=22.6cm，桥面板与工字钢焊接连接。5.1.1 荷载分析10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，公路-I级车辆荷载单轮最大荷载为70kN，两种荷载形式下车轮着地面积相等，因此选择10m³砼罐车单轮荷载对钢面板进行计算。70t履

46、带吊自重+吊重共100t，履带着地面积5.15m×0.76m，单侧履带下均布荷载为：1000÷5.15÷0.76÷2=128kN/。分别对10m³砼罐车、70t履带吊作用下钢面板进行计算。5.1.2 10m³砼罐车作用下面板计算10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN,车轮接地面积为0.6×0.2m，则垂直于车轮方向的均布荷载为105÷0.6=175kN/m,考虑1.3倍冲击系数（按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004选取），均布荷载为228kN/m。取板宽1m计算，因车轮的接地宽度大于I12.6工

47、字钢布置宽度，因此计算时按简支梁受均布荷载进行计算。10mm厚钢桥面板截面参数：q=0.785kN/m、=215MPa、=125MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=1.67×104mm3,I=8.33×104mm4，A=1.0×104mm2（1）强度计算最大弯矩：弯曲应力：，满足要求。最大剪力：剪应力：,满足要求。（2）刚度计算最大挠度：满足要求。5.1.3 70t履带吊作用下面板计算70t履带吊单侧履带下的均布荷载为128kN/。取板宽1m，则均布线荷载为128kN/m，考虑1.3倍冲击系数（按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004选

48、取），均布线荷载为166kN/m，因履带的接地宽度大于I12.6工字钢布置宽度，因此计算时按简支梁受均布荷载进行计算。10mm厚钢桥面板截面参数：=215MPa、=125MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=1.67×104mm3,I=8.33×104mm4，A=1.0×104mm2（1）强度计算最大弯矩：弯曲应力：，满足要求。最大剪力：剪应力：,满足要求。（2）刚度计算最大挠度：满足要求。5.2 支栈桥I12.6工字钢纵向分配梁计算I12.6工字钢纵向分配梁布置间距30cm，下设I25a工字钢横向分配梁，间距75cm。I12.6工字钢与I25

49、a工字钢焊接连接。5.2.1 荷载分析及计算工况（1）荷载分析10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，公路-I级车辆荷载单轮最大荷载为70kN，两种荷载形式下车轮着地面积相等，因此选择10m³砼罐车单轮荷载进行计算。70t履带吊自重+吊重共100t，履带着地面积5.15m×0.76m，单侧履带下均布荷载为：1000÷5.15÷0.76÷2=128kN/。分别对10m³砼罐车、70t履带吊作用下进行计算。（2）计算工况工况一：10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN,轮胎接地面积为0.6×0.2m，I12.6

50、工字钢布置间距为0.3m，考虑3根工字钢共同承担，单根工字钢承受105÷3=35kN，考虑1.3倍冲击系数（按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004选取），则单根工字钢承受46kN的集中荷载（纵桥向轮胎接地长度与跨径长度相比较小，按集中荷载考虑）。10m³砼罐车单轮作用于I12.6工字钢跨中时，产生的弯矩、挠度最大，所受荷载如下：车轮集中荷载：46kN钢面板自重：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.14kN/m按简支梁进行计算，计算模型见下图:10m³砼罐车单轮作用于I12.6工字钢支点时，产生的剪力最大，所受荷载如下：车轮集中荷载：46kN钢面板自重

51、：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.14kN/m按简支梁进行计算，计算模型见下图:工况二：70t履带吊单侧履带下均布荷载为128kN/，履带着地面积5.15m×0.76m，I12.6工字钢布置间距为0.3m， 考虑由4根工字钢承担，则单根工字钢承受均布线荷载为：128×0.76（履带着地宽度）÷4=24.3kN/m。70t履带吊履带较长，可视为多跨连续梁受均布荷载，计算中简化为四等跨连续梁受均布荷载，所受荷载如下：履带均布荷载：24.3kN/m钢面板自重：0.24kN/mI12.6工字钢自重：0.14kN/m按四等跨连续梁进行计算，计算模型见下图：5.2.

52、2 10m³砼罐车作用下I12.6工字钢纵向分配梁计算I12.6工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=7.75×104mm3,I=4.88×106mm4,A=1.81×103mm2,腹板厚度t=5mm，Ix:Sx=1.1×102mm根据工况一分析中的结果进行计算：（1）强度计算最大弯矩：弯曲应力：，满足要求。最大剪力：剪应力：，满足要求。（2）刚度计算最大挠度：，满足要求。5.2.3 70t履带吊作用下I12.6工字钢纵向分配梁计算I12.6工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性

53、模量E=2.06×105MPa,W=7.75×104mm3,I=4.88×106mm4,A=1.81×103mm2,腹板厚度t=5mm，Ix:Sx=1.1×102mm根据工况二分析中的结果进行计算：（1）强度计算最大弯矩：根据路桥施工计算手册附表2-10可知，最大弯矩在支座B处，最大弯矩弯曲应力：，满足要求。最大剪力：最大剪力在支座B左侧跨中，最大剪力为：剪应力：，满足要求。（2）刚度计算根据路桥施工计算手册附表2-10可知最大挠度为满足要求。5.3 支栈桥I25a工字钢横向分配梁计算I25a工字钢横向分配梁布置间距75cm，下设贝雷片，工字钢

54、与贝雷片采用U形螺栓连接。I25a工字钢最大跨径为2.05m。5.3.1 荷载分析及计算工况（1）荷载分析10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，公路-I级车辆荷载单轮最大荷载为70kN，两种荷载形式下车轮着地面积相等，因此选择10m³砼罐车单轮荷载进行计算。70t履带吊自重+吊重共100t，履带着地面积5.15m×0.76m，单侧履带下均布荷载为：1000÷5.15÷0.76÷2=128kN/。分别对10m³砼罐车、70t履带吊作用下进行计算。（2）计算工况工况一:10m³砼罐车单轮最大荷载为105kN，考虑1.

55、3倍冲击系数（按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004选取），则I25a工字钢承受137kN的集中荷载。10m³砼罐车单轮作用于I25a工字钢最大跨径跨中时，产生的弯矩、挠度最大，所受荷载如下：车轮集中荷载：137kN钢面板自重：0.59kN/mI12.6工字钢自重：0.42kN/mI25a工字钢自重：0.38kN/m按简支梁进行计算，计算模型见下图:10m³砼罐车单轮作用于I25a工字钢支点时，产生的剪力最大，所受荷载如下：车轮集中荷载：137kN钢面板自重：0.59kN/mI12.6工字钢自重：0.42kN/mI32a工字钢自重：0.38kN/m按简支梁进行计算，

56、计算模型见下图:工况二：70t履带吊单侧履带下均布荷载为128kN/，履带着地面积5.15m×0.76m，I25a工字钢布置间距为0.75m， 考虑由6根工字钢承担，将履带吊荷载简化为集中荷载，则单根工字钢承受集中荷载为：128×5.15×0.76÷6=83.5kN。通过与工况一进行比较，材料自重均相同，工况二荷载小于工况一荷载，因此取工况一进行计算。5.3.2 10m³砼罐车作用下I25a工字钢横向分配梁计算I25a工字钢参数：=215MPa、=120MPa，弹性模量E=2.06×105MPa,W=4.01×105mm3,

57、I=5.0×107mm4,A=4.85×103mm2,腹板厚度t=8mm，Ix:Sx=2.17×102mm根据工况一分析中的结果进行计算：（1）强度计算最大弯矩：弯曲应力：，满足要求。最大剪力：剪应力：，满足要求。（2）刚度计算最大挠度：，满足要求。5.4 支栈桥贝雷梁计算支栈桥主梁采用三组双排单层贝雷片，组间距2.95m，排距0.9m，采用定型花架连接。计算时偏安全的考虑按简支梁进行计算，计算跨径9m，贝雷片及上部结构自重平均分配于三组贝雷片，材料自重如下：钢桥面板自重：9（长度）×7.5（宽度）×0.01×7850=5299kgI

58、12.6工字钢纵向分配梁：9（长度）×26×14.2=3323kgI25工字钢横向分配梁：7.8（长度）×13×38.1=3863kg贝雷片：6（排）×3（片）×270=4860kg则贝雷梁承受的自重线荷载为：（52.99+33.23+38.63+48.6）÷9=19.2kN/m5.4.1 工况分析（1）贝雷梁受最大弯矩工况分析工况一：10m³砼罐车行驶于支栈桥上，10m³砼罐车中轴作用于贝雷梁跨中时产生最大弯矩，10m³砼罐车满载时前、中、后轴压力分别为80kN、210kN、210kN，考虑1.3倍冲击系数（按公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004选取），前、中