水上拌合平臺(tái)受力計(jì)算

1、 中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司溫州市大門(mén)大橋一期工程水上拌合平臺(tái)計(jì)算書(shū)中交第一公路工程局有限公司溫州大門(mén)大橋一期工程2標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部2010年8月目 錄1 設(shè)計(jì)依據(jù)12 拌合平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12.1 計(jì)算范圍12.2 主要計(jì)算荷載22.3 荷載工況組合23 通道區(qū)結(jié)構(gòu)計(jì)算33.1 結(jié)構(gòu)形式33.2 計(jì)算荷載分析43.3 通道區(qū)面板計(jì)算53.4 通道區(qū)I25a計(jì)算83.5 通道區(qū)貝雷梁計(jì)算123.6 I56a樁頂橫梁計(jì)算203.7鋼管樁彎曲應(yīng)力計(jì)算233.8鋼管樁受力計(jì)算284 堆載區(qū)受力驗(yàn)算294.1 結(jié)構(gòu)型式294.2 面板受力驗(yàn)算304.3 I12.6工字鋼324.4 I45a工字鋼354.5 I5

2、6a工字鋼受力364.6 鋼管樁整體受力計(jì)算384.7 鋼管樁樁長(zhǎng)計(jì)算435 拌合設(shè)備區(qū)受力計(jì)算445.1 水泥罐整體受力計(jì)算445.2 水泥罐基礎(chǔ)鋼管樁受力計(jì)算485.3 拌合主機(jī)受力計(jì)算495.4 控制室受力驗(yàn)算515.5 配料機(jī)下整體受力驗(yàn)算51溫州市大門(mén)大橋一期工程2標(biāo) 水上拌合平臺(tái)計(jì)算書(shū)水上拌合平臺(tái)計(jì)算書(shū)1 設(shè)計(jì)依據(jù)1.1 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-89）1.2 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）1.3 海港水文規(guī)范（JTJ213-98）1.4 裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)1.5 溫州大、小門(mén)島石化產(chǎn)業(yè)基地圍墾工程波浪數(shù)學(xué)模型研究1.6 溫州大門(mén)大橋工程工程地

3、質(zhì)勘察報(bào)告2 拌合平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 計(jì)算范圍堆載區(qū)結(jié)構(gòu)形式：10mm橋面板鋼板I12.640cm工字鋼縱梁I45a70cm2I56a工字鋼800×10mm鋼管樁通道區(qū)結(jié)構(gòu)形式：10mm橋面板鋼板I25a工字鋼橫梁2I56a工字鋼800×10mm鋼管樁拌合區(qū)結(jié)構(gòu)形式：10mm橋面板鋼板I20a工字鋼橫梁2I45a工字鋼800×10mm鋼管樁圖2.1-1 拌合平臺(tái)總平面布置圖2.2 主要計(jì)算荷載恒載：結(jié)構(gòu)自重（按結(jié)構(gòu)實(shí)際重量計(jì)算）?；钶d：公路-級(jí)施工荷載：1）50t履帶吊車；2）17.5t裝載機(jī)其它可變荷載：潮流水壓力、波浪力、風(fēng)荷載。2.3 荷載工況組合 通道區(qū)荷

4、載組合：1）恒載50t履帶吊車施工流水壓力波浪風(fēng)力；（此為鉆孔工作平臺(tái)驗(yàn)算荷載組合）2）恒載17t.5裝載機(jī)流水壓力波浪風(fēng)力；根據(jù)平臺(tái)功能，平臺(tái)可作為混凝土運(yùn)輸車的轉(zhuǎn)向場(chǎng)地，由于汽車荷載總的豎向力遠(yuǎn)小于50t履帶吊吊工作時(shí)荷載，故僅驗(yàn)算其前后輪局部加載在上部I12.6工字鋼上時(shí)的最不利效應(yīng)，不參與其他荷載組合。堆載區(qū)荷載組合：1）恒載50t履帶吊車施工流水壓力波浪風(fēng)力；2）恒載17t.5履帶吊車施工流水壓力波浪風(fēng)力； 3）砂石料堆載+流水壓力+波浪力+風(fēng)力設(shè)備區(qū)荷載組合：罐體總重+恒載+流水壓力+波浪力+風(fēng)力3 通道區(qū)結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1 結(jié)構(gòu)形式支撐樁：800×10mm鋼管（群樁）樁間平

5、聯(lián)：300×6mm鋼管 20a槽鋼樁頂橫梁：2I56a工字鋼主梁：321型雙排貝雷梁縱向分配梁：I25a（間距40cm）平臺(tái)面板：10mm厚花紋鋼板圖3.1-1 通道區(qū)橫斷面圖3.1-2 通道區(qū)平面布置圖3.2 計(jì)算荷載分析3.2.1 豎向荷載a 裝載機(jī)自重17.5t，荷載5t，輪軸尺寸為2.25×3.3m，輪胎著地尺寸為：0.4×0.6m。b50t履帶吊吊機(jī)履帶最大中心間距3.8米，履帶寬度0.6m，履帶與地面接觸部分長(zhǎng)度4.8m。 3.2.2 水平荷載a 風(fēng)載：根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTG D60-2004之4.3.7。風(fēng)載計(jì)算公式：Fwh=K0.K1.K

6、3.Wd.Awh式中Fwh：橫向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN）；Wd：設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓（KN/m2），經(jīng)計(jì)算得Wd=0.77KN/m2；V：設(shè)計(jì)風(fēng)速，取V=35.1m/s（12級(jí)風(fēng)對(duì)應(yīng)風(fēng)速為32.6m/s）Awh：橫向迎風(fēng)面積（m2）；K0：設(shè)計(jì)風(fēng)速重新期換算系數(shù)，此處取0.9；K1：風(fēng)載阻力系數(shù)，此處取0.8；K3：地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，此處取1.0；b 潮流荷載根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTG D60-2004之4.3.8。流水壓力計(jì)算公式：Fw=KA(rV2/2g)式中Fw：流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）；r：水的重力密度，此處取10.25KN/m3；V：設(shè)計(jì)流速（m/s），此處取1.79m/s；A：橋墩阻水面

7、積（m2），計(jì)算至一般沖刷線處；g：重力加速度，g=9.8（m/s2）;K：橋墩形狀系數(shù)，取值K=0.6；c 波浪作用：根據(jù)海港水文規(guī)范JTJ213-98之8.3.1規(guī)定，樁基全斷面上與波向平行的正應(yīng)力由速度分力和慣性分力組成，其計(jì)算公式見(jiàn)8.3.1-18.3.1.5（略），根據(jù)以上公式可得樁基全斷面上所受的速度分力和慣性分力，其大小占總水平力的20%。3.3 通道區(qū)面板計(jì)算1）結(jié)構(gòu)型式通道區(qū)面板為10mm厚花紋鋼板，焊接在中心間距400mm的I25a工字鋼縱梁上。2）荷載計(jì)算50t履帶吊吊機(jī)履帶寬度及鉆機(jī)線荷載的作用范圍均大于工字鋼縱梁間距，故其荷載均直接作用在工字鋼縱梁上， 50t履帶吊自

8、重500kN，荷載考慮200kN，考慮1.3的沖擊系數(shù)，則面板受到的荷載集度為: 按兩端結(jié)建立模型入下：板應(yīng)力圖：可見(jiàn)板受到的最大應(yīng)力為ZL50型裝載機(jī)運(yùn)輸車正常工作時(shí)，在通道區(qū)有兩種工況，一種為順通道區(qū)，另一種為掉頭時(shí)垂直通道區(qū)，分別建立模型計(jì)算，本方案所用橋面板尺寸為：1.5*6m ，即鋼板每隔1.5m焊接在工字鋼上，焊接端按固結(jié)算，中間支撐按鉸接算。查相關(guān)資料可知在工作狀態(tài)下前輪受力最大，面板在前輪作用下受到的壓力荷載（考慮1.1倍的沖擊系數(shù)）為：裝載機(jī)在正常工作中分為兩個(gè)工況，順通道區(qū)和橫通道區(qū)。工況一:順通道區(qū)其簡(jiǎn)化計(jì)算模型為：板應(yīng)力圖：計(jì)算可得板應(yīng)力最大為：工況二：橫通道區(qū)，建立受

9、力模型如下：板應(yīng)力分布圖：計(jì)算可得板應(yīng)力最大為：，由此可見(jiàn)轉(zhuǎn)載機(jī)正常工作時(shí)不論橫向還是縱向均能夠滿足受力要求。3.4 通道區(qū)I25a計(jì)算1）結(jié)構(gòu)型式I25a工字鋼縱梁用騎馬螺栓固定于321貝雷梁主梁上，間距40cm，按多跨連續(xù)梁計(jì)算。2）荷載由于50t履帶吊自重500kN，荷載考慮200kN，考慮1.3的沖擊系數(shù)，則 履帶吊最不利荷載時(shí)一側(cè)履帶由2根工字鋼承受，則I25a工字鋼所受線荷載集度為：裝載機(jī)自重17.5t，荷重5t，考慮荷重只由前軸承受，則前輪單輪承受荷載為175/4+50/2=70kN。輪胎著地寬度為0.6×0.4m，則最不利荷載工況為單輪荷重由2根I25a工字鋼承受，線

10、荷載集度為:3）材料力學(xué)性能參數(shù)及指標(biāo)I25a工字鋼： 4）受力計(jì)算工況一：恒載（面板、自重）和活載（50t履帶吊）組合橋面板荷載：均布恒載為：受力模型：矩圖彎：剪力圖：最大彎矩 , 最大剪力 工況二：恒載（面板、自重）和活載（22.5t裝載機(jī)）組合，順通道區(qū)。 均布荷載集度同工況一受力模型彎矩圖最大彎矩 , 最大剪力 均小于工況一受力，故滿足受力需求。3.5 通道區(qū)貝雷梁計(jì)算1）結(jié)構(gòu)型式主梁由2排單層貝雷梁組成，貝雷梁跨徑12m，安裝在2根I56a工鋼分配梁上。2）荷載恒載：主梁以上恒載為橋面板、I25a及貝雷梁自重，沿貝雷梁上線荷載集度計(jì)算：面板：I25a：貝雷自重： 考慮1.2的組合系數(shù)

11、，則50t履帶吊：履帶活載為500kN，考慮1.3的沖擊系數(shù)，履帶吊著地長(zhǎng)度4.8m，則施工線荷載 3）材料力學(xué)性能參數(shù)及指標(biāo)單排單層貝雷梁：根據(jù)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)，查表3得，單排單層貝雷片的容許彎矩788.2KN·m，容許剪力為245.3 KN。4）力學(xué)計(jì)算工況一：履帶吊平行貝雷方向布置時(shí)，最不利時(shí)履帶吊單側(cè)作用在一組貝雷梁上，建立受力模型如下：彎矩圖剪力圖 故：，合格。，合格工況二：履帶吊作用在支點(diǎn)位置，此時(shí)其受力模型如下：彎矩圖剪力圖：反力圖： 工況二比工況一彎矩、剪力的受力要小，故符合要求。工況三：履帶吊垂直于貝雷作用時(shí)，履帶吊的荷載由3片貝雷承受，單排貝雷受集中力

12、為700*1.3/2/3=151.7kN，轉(zhuǎn)化為線荷載則：151.7/0.6=252.7kN貝雷一側(cè)履帶吊作用在跨中，則建立模型如下：彎矩圖：剪力圖： 故： 合格，合格工況四：履帶吊作用在支點(diǎn)位置，建立模型：由于履帶吊作用在支點(diǎn)位置，故其彎矩很小，這里只驗(yàn)算其剪力。剪力圖245.2kN支點(diǎn)反力：R=351.0kN工況五：履帶吊單側(cè)履帶作用在跨中位置建立模型如下：彎矩圖：剪力圖： 故： 合格，合格3.6 I56a樁頂橫梁計(jì)算鋼管樁頂分配梁采用2根I56a工字鋼，工字鋼橫梁嵌于鋼管樁內(nèi)48mm并與之焊接牢固。在最不利情況下，即履帶吊在支點(diǎn)位置時(shí)，所有荷載（包括沖擊系數(shù)）全部由支點(diǎn)承受，經(jīng)計(jì)算可知，

13、棧橋單單跨總重為312.6kN，則單片貝雷支反力履帶吊作用在跨中位置，簡(jiǎn)化為集中力，則 立模型如下：彎矩圖剪力圖最大彎矩 ，最大剪力 由此可見(jiàn)樁頂最大荷載 3.7鋼管樁彎曲應(yīng)力計(jì)算本平臺(tái)擬采用直徑為800mm,壁厚10mm鋼管作為基礎(chǔ)，鋼管間用300mm×6mm鋼管連接成排架。根據(jù)以上計(jì)算可知，主橫梁在幾種工況情況下，鋼管樁最大受力F=636kN,單根鋼管樁自重（按35米考慮）為200.26×357009.4Kg70kN則樁頂荷載=636+70706kN。鋼管樁入土后，其泥中部分作為固定端，水中部分為懸臂端，受潮流、風(fēng)力、波浪等水平力的影響，在泥水交接面處鋼管樁產(chǎn)生最大彎矩

14、，因此需驗(yàn)算其應(yīng)力是否符合要求。取V=40.3 m/s（12級(jí)風(fēng)對(duì)應(yīng)風(fēng)速為32.6m/s）=1015Pa橋位區(qū)風(fēng)壓： =0.85×1.3×1.0×1.4×1015 =1.57kPa迎風(fēng)面積: =0.8×2.5=2 m2所以： =1.57×2=3.14kNb 潮流水壓力作用根據(jù)港口荷載規(guī)范，采用如下公式計(jì)算潮流對(duì)鋼管樁的作用力:式中， Fw為水流力，Cw為水流力系數(shù)，p為密度，v為流速，A為遮流面積。根據(jù)港口荷載規(guī)范，Cw取0.73，取1.025、最大落潮水的流速取2.85m/s，A=0.8*11.5=9.2m2,則c 波浪力作用海浪是

15、海洋水動(dòng)力諸要素中的一個(gè)重要組成部分，尤其是對(duì)海上建筑物的影響至關(guān)重要。因此認(rèn)識(shí)波浪的機(jī)理，對(duì)棧橋的設(shè)計(jì)與施工有著重要的意義。根據(jù)海港水文規(guī)范（JTJ2B-98）中“波浪對(duì)樁基和打樁建筑物的作用”有關(guān)公式（8.3.28.3.4-5）計(jì)算單樁承受的波浪力。鋼管樁直徑D=0.8m，波高H=1.85m，T=6.55s，L=62.54m，海水比重r=1025kg/m3 ，重力加速度g=9.81m/s2。單樁最大水平總波浪力F=19.2KN1）、按最不利工況：每根樁頂受力按706kN計(jì)算，同時(shí)受最大風(fēng)力、最大涌潮流水壓力以及波浪力作用下，按鋼管樁底部鉸接模型計(jì)算，則鋼管樁整體受力模型如下：鋼管樁及連接系

16、應(yīng)力圖如下：其位移變形圖如下：根據(jù)以上計(jì)算，鋼管樁最大應(yīng)力為75.5Mpa,鋼管樁之間連接系直徑300×6mm鋼管樁應(yīng)力為36.2Mpa,20剪刀撐最大應(yīng)力37.5Mpa，均小于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205Mpa,故鋼管樁受力安全,最大位移2.2cm。反力圖：最大反力為802kN。2）按鋼管樁底部固結(jié)模型計(jì)算，則鋼管樁應(yīng)力分布圖如下：鋼管樁位移圖如下：反力圖：故按樁底固結(jié)計(jì)算，則鋼管樁的最大應(yīng)力為55.2鋼管樁之間連接系直徑300×6mm鋼管樁應(yīng)力為16.120剪刀撐最大應(yīng)力32.4均小于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205Mpa,故鋼管樁受力安全，結(jié)構(gòu)最大位移6mm，最大反力756kN。綜上

17、計(jì)算單樁最大承載力按802kN進(jìn)行計(jì)算。3.8鋼管樁受力計(jì)算主橋位土層特征參數(shù)為：泥面平均標(biāo)高為-6.9m，考慮2m的沖刷，6#主墩土層分布自上而下為：灰色淤泥，層厚2.5m，極限摩阻力i=14kPa；灰色淤泥，層厚 14.8m，極限摩阻力i=15kPa；灰色淤泥質(zhì)粘土，層厚6.7m，極限摩阻力i=22kPa；灰色粘土，層厚6.4m，極限摩阻力i=33kPa。局部沖刷深度主要與水深和流速等因素有關(guān)，經(jīng)大量調(diào)研和專家咨詢，確定局部沖刷深度為2.14.18m，其中邊墩一般區(qū)段為2m，主墩深水區(qū)為4.2m。47#主墩鋼管樁長(zhǎng)計(jì)算：47#主墩勘探鉆孔地質(zhì)縱斷面土層編號(hào)層底標(biāo)高（m）厚度（m）沉樁樁側(cè)摩

18、阻力（kPa）灰色淤泥2-1-10.74.014灰色淤泥2-2-27.216.615灰色淤泥質(zhì)粘土2-3-36.79.522灰黃-灰黃色粘土2-4-42.15.433灰色粘土3-1-43.91.863灰色粘土3-2-52.78.848泥面標(biāo)高為-6.9m根據(jù)港口工程樁基規(guī)范中打入鋼管樁的單樁容許承載力公式：47#主墩土層分布自上而下為：灰色淤泥，層厚5.1m，極限摩阻力i=14kPa；灰色淤泥，層厚 16.3m，極限摩阻力i=15kPa；灰色淤泥質(zhì)粘土，層厚3.1m，極限摩阻力i=22kPa；灰黃-灰黃色粘土，層厚11.5m，極限摩阻力i=63kPa。局部沖刷深度主要與水深和流速等因素有關(guān)，經(jīng)

19、大量調(diào)研和專家咨詢，確定局部沖刷深度為2.14.18m，其中邊墩一般區(qū)段為2m，主墩深水區(qū)為4.2m。根據(jù)打入鋼管樁承載力公式及地質(zhì)資料，可知打入鋼管樁的入土深度，假設(shè)鋼管樁打入灰黃-灰黃色粘土深度為,則有如下：=3.14×=3.14×0.8=2.512m【P】=2.512 142+1516.6+22X=802計(jì)算得：X=6.3m故鋼管樁入土深度H=2+16.6+6.3=24.9m，即可滿足要求。因主墩處泥面標(biāo)高-6.9m，考慮2.0m的沖刷，則實(shí)際泥面標(biāo)高為-8.9m，鋼管樁頂標(biāo)高為+4.68m，故鋼管樁泥面以上自由長(zhǎng)度為13.58m，故鋼管樁總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=13.58+24

20、.9=38.48m4 堆載區(qū)受力驗(yàn)算4.1 結(jié)構(gòu)型式面板（10mm） I12.6（40cm間距） I45a（縱梁） I56a（橫梁）鋼管樁（80cm） 堆載區(qū)考慮3m高的砂子， 圖4.1-1 堆載區(qū)斷面圖4.2 面板受力驗(yàn)算工況一：砂石料產(chǎn)生的應(yīng)力,砂石對(duì)面板的壓力荷載：板受到的壓應(yīng)力為：工況二：裝載機(jī)橫向行駛時(shí)，單輪壓力荷載同上，其受力后板應(yīng)力分布如下：板受到的壓應(yīng)力為：工況三：裝載機(jī)順向行駛時(shí)，其應(yīng)力分布圖如下：板受到的壓應(yīng)力為：，由此可見(jiàn)在3中工況下面板均符合要求。4.3 I12.6工字鋼I12.640cm，點(diǎn)焊在間距70cm的I45a上。1）工況一：砂石料堆載，其上的荷載主要為砂石料、

21、面板及自重，各項(xiàng)荷載計(jì)算如下:砂石料：面 板：自 重: 恒載集度3）受力計(jì)算建立受力模型如下：剪力圖彎矩圖：最大彎矩 , 最大剪力 2）工況二:裝載機(jī)順工字鋼向在平臺(tái)上行走，最不利荷載單輪由1根工字鋼來(lái)承受。工字鋼前輪受力按集中荷載考慮，則，均布荷載取兩跨連續(xù)梁建立模型：彎矩圖：剪力圖：最大彎矩 ， 最大剪力 4.4 I45a工字鋼 工字鋼自重，由上計(jì)算可知堆載時(shí)I12.6工字鋼最大反力，取兩跨連續(xù)梁建立模型：彎矩圖：19.剪力圖：最大彎矩 ， 最大剪力 最大反力為：4.5 I56a工字鋼受力I56a堆載荷載集度，自重荷載集度為2.1kN/m，則總荷載集度取兩跨連續(xù)梁建立模型：彎矩圖:剪力圖：

22、最大彎矩M=881kN.m, 最大剪力Q=901kN 反力R=1803kN滿足受力要求。4.6 鋼管樁整體受力計(jì)算4.6.1 按樁底固結(jié)計(jì)算鋼管樁入土后，其泥中部分作為固定端，水中部分為懸臂端，受潮流、風(fēng)力、波浪等水平力的影響，在泥水交接面處鋼管樁產(chǎn)生最大彎矩，因此需驗(yàn)算其應(yīng)力是否符合要求。取V=40.3 m/s（12級(jí)風(fēng)對(duì)應(yīng)風(fēng)速為32.6m/s）=1015Pa橋位區(qū)風(fēng)壓： =0.85×1.3×1.0×1.4×1015 =1.57kPa迎風(fēng)面積: =3.4×0.8=2.72 m2所以： =1.57×2.72=4.3kN堆載區(qū)上臺(tái)風(fēng)作用

23、力簡(jiǎn)化到樁頂位置，堆載區(qū)高3m，單跨6m，則受到的風(fēng)力：=1.57×（3×6）=28.3kN則橫橋向單根樁受力作用在樁頂?shù)膹澗?7.1×2=14.2 kN·mb、潮流水壓力作用根據(jù)港口荷載規(guī)范，采用如下公式計(jì)算潮流對(duì)鋼管樁的作用力:式中， Fw為水流力，Cw為水流力系數(shù)，p為密度，v為流速，A為遮流面積。根據(jù)港口荷載規(guī)范，Cw取0.73，取1.025、最大落潮水的流速取2.85m/s，A=0.8*11.6=9.3m2,則c、波浪力作用海浪是海洋水動(dòng)力諸要素中的一個(gè)重要組成部分，尤其是對(duì)海上建筑物的影響至關(guān)重要。因此認(rèn)識(shí)波浪的機(jī)理，對(duì)棧橋的設(shè)計(jì)與施工有著重

24、要的意義。根據(jù)海港水文規(guī)范（JTJ2B-98）中“波浪對(duì)樁基和打樁建筑物的作用”有關(guān)公式（8.3.28.3.4-5）計(jì)算單樁承受的波浪力。鋼管樁直徑D=0.8m，波高H=1.85m，T=6.55s，L=62.54m，海水比重r=1025kg/m3 ，重力加速度g=9.81m/s2。單樁最大水平總波浪力F=19.2KN按最不利工況下，同時(shí)受最大風(fēng)力、最大涌潮流水壓力以及波浪力作用下，按鋼管樁底部固接模型計(jì)算，則鋼管樁整體受力模型如下：鋼管樁單樁樁頂最大承載力計(jì)算：砂石料沿I56a的線荷載集度：面板： I12.6、I45、I56：則恒載沿I56a的線荷載集度：自重荷載2.1kN/m ，考慮1.2的

25、組合系數(shù)，則總荷載集度：按底端固結(jié)建立整體模型進(jìn)行計(jì)算：結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖:故按樁底固結(jié)計(jì)算，則鋼管樁的最大應(yīng)力為61.6MPa，鋼管樁之間連接系直徑300×6mm鋼管樁應(yīng)力為82.1 MPa ， I56a最大應(yīng)力為76.9MPa，均小于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205Mpa,故整個(gè)結(jié)構(gòu)受力安全。結(jié)構(gòu)位移變形圖：鋼管樁頂最大位移為5mm。結(jié)構(gòu)反力圖: 鋼管樁最大反力R=1940kN。4.6.2 按樁底鉸接計(jì)算結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖位移圖：故按樁底鉸結(jié)計(jì)算，則鋼管樁的最大應(yīng)力為79.1MPa，鋼管樁之間連接系直徑300×6mm鋼管樁應(yīng)力為79.9 MPa ， I56a最大應(yīng)力為77.2MPa，均小

26、于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205Mpa,故整個(gè)結(jié)構(gòu)受力安全，結(jié)構(gòu)最大位移6mm。4.7 鋼管樁樁長(zhǎng)計(jì)算根據(jù)港口工程樁基規(guī)范中打入鋼管樁的單樁容許承載力公式：47#主墩土層分布自上而下為：灰色淤泥，層厚5.1m，極限摩阻力i=14kPa；灰色淤泥，層厚 16.3m，極限摩阻力i=15kPa；灰色淤泥質(zhì)粘土，層厚3.1m，極限摩阻力i=22kPa；灰黃-灰黃色粘土，層厚11.5m，極限摩阻力i=63kPa。局部沖刷深度主要與水深和流速等因素有關(guān)，經(jīng)大量調(diào)研和專家咨詢，確定局部沖刷深度為2.14.18m，其中邊墩一般區(qū)段為2m，主墩深水區(qū)為4.2m。根據(jù)打入鋼管樁承載力公式及地質(zhì)資料，可知打入鋼管樁的入土深

27、度，假設(shè)鋼管樁打入灰黃-灰黃色粘土深度為,則有如下：=3.14×=3.14×0.8=2.512m【P】=2.512 14×2+16.615+229.5+33×5.4+63×1.8+48=1940kN 計(jì)算得：X=4.7m故鋼管樁入土深度H=2+16.6+9.5+5.4+1.8+4.7=40m，即可滿足要求。因主墩處泥面標(biāo)高-6.9m，考慮2m的沖刷，則泥面標(biāo)高為-8.9m，鋼管樁頂標(biāo)高為+5.854m故鋼管樁泥面以上自由長(zhǎng)度為14.754m，故鋼管樁總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=14.754+40=54.754m。5 拌合設(shè)備區(qū)受力計(jì)算5.1 水泥罐整體受力計(jì)算

28、設(shè)備區(qū)下水泥罐基礎(chǔ)采用800mm12mm鋼管樁，中間平聯(lián)采用300mm6mm鋼管，斜撐為20a槽鋼。水泥罐支腿采用325mm10mm鋼管，支腿長(zhǎng)2m，與水泥罐剛接形成剛體，水泥罐滿罐總重1400kN。圖5.1-1 設(shè)備區(qū)平面布置圖鋼管樁入土后，其泥中部分作為固定端，水中部分為懸臂端，受潮流、風(fēng)力、波浪等水平力的影響，在泥水交接面處鋼管樁產(chǎn)生最大彎矩，因此需驗(yàn)算其應(yīng)力是否符合要求。取V=40.3 m/s（12級(jí)風(fēng)對(duì)應(yīng)風(fēng)速為32.6m/s）=1015Pa橋位區(qū)風(fēng)壓： =0.85×1.3×1.0×1.4×1015 =1.57kPa迎風(fēng)面積: =4.3*0.8=

29、3.4 m2所以： =1.57×3.4=5.3kNb、潮流水壓力作用根據(jù)港口荷載規(guī)范，采用如下公式計(jì)算潮流對(duì)鋼管樁的作用力:式中， Fw為水流力，Cw為水流力系數(shù)，p為密度，v為流速，A為遮流面積。根據(jù)港口荷載規(guī)范，Cw取0.73，取1.025、最大落潮水的流速取2.85m/s，A=0.8*12=9.6m2,則c、波浪力作用海浪是海洋水動(dòng)力諸要素中的一個(gè)重要組成部分，尤其是對(duì)海上建筑物的影響至關(guān)重要。因此認(rèn)識(shí)波浪的機(jī)理，對(duì)棧橋的設(shè)計(jì)與施工有著重要的意義。根據(jù)海港水文規(guī)范（JTJ2B-98）中“波浪對(duì)樁基和打樁建筑物的作用”有關(guān)公式（8.3.28.3.4-5）計(jì)算單樁承受的波浪力。鋼管

30、樁直徑D=0.8m，波高H=1.85m，T=6.55s，L=62.54m，海水比重r=1025kg/m3 ，重力加速度g=9.81m/s2。單樁最大水平總波浪力F=19.2KN按最不利工況下，同時(shí)受最大風(fēng)力、最大涌潮流水壓力以及波浪力作用下，按鋼管樁底部固接模型計(jì)算，則鋼管樁整體受力模型如下：水泥罐各連接部件的應(yīng)力圖水泥罐下鋼管樁反力圖故按樁底固結(jié)計(jì)算，則鋼管樁的最大應(yīng)力為49.4MPa，鋼管樁之間連接系直徑300×6mm鋼管樁應(yīng)力為17.0 MPa ，20剪刀撐最大應(yīng)力18.8 MPa，均小于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205Mpa,I45a最大應(yīng)力為79.1MPa，支腿最大受力62.7 MPa，故整個(gè)結(jié)構(gòu)受力安全。在整體受力中變形最大位移為5cm。 按樁底鉸接計(jì)算：應(yīng)力分布圖結(jié)構(gòu)位移圖：故按樁底鉸結(jié)計(jì)算，則鋼管樁的最大應(yīng)力為49.4MPa，鋼管樁之間連接系直徑300×6mm鋼管樁應(yīng)力為18.4 ，20剪刀撐最大應(yīng)力19.5，均小于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205Mpa,I45a最大應(yīng)力為79.1MPa，支腿最大受力62.6MPa，故整個(gè)結(jié)構(gòu)受力安全，最大位移5.5cm鋼管樁最大反力為：573kN。5.2 水泥罐基礎(chǔ)鋼管樁受力