轮渡码头扩建及配套工程（鼓浪屿轮渡候船平台及三丘田码头扩建工程）灌注桩施工平台结构计算书计算：审核：编制时间：2011年12月20日中交三航局鼓浪屿轮渡候船平台及三丘田码头扩建工程项目经理部目录第一章施工平台计算说明一、设计依据二、主要技术标准三、技术规范四、主要材料五、设计要点六、结构计算内容七、使用注意事项第二章施工平台结构计算书一工程概况二设计参数三［20槽钢计算四纵梁工字钢I36计算五桩顶横垫梁（工字钢I36）强度验算六钢管桩竖向承载力计算七、平台的稳定性验算。
八、平台抗9级风稳定性验算第一章施工平台计算说明一、设计依据本施工平台上部纵、横梁采用I36b和3I36b的工字钢，下部桩基采用Φ630×8mm钢管作为桩基础，满足平台的使用功能要求。
二、主要技术标准1、桥梁用途：满足本工程项目冲孔灌注桩施工使用的钢平台，使用寿命为3个月。
2、设计单跨标准跨径 5.5m～6m。
3、设计荷载：①成孔桩机（100 KN/台），② 500KN履带吊车，③材料堆放及电缆等荷载：2KN/m。
本设计未设人行道荷载，暂不考虑人群荷载。
4、平台面标高：与老驳岸齐平(轮渡扩建平台为+7.3m；三丘田码头为+7.5m)。
5、设计风速:24.4m/s(9级风20.8～24.4m/s)三、技术规范1、中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89。
2、中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵结构及木结构设计规范》JTJ025-86。
3、中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）。
4、中华人民共和国交通部战备办《装备式公路钢桥使用手册》（交通部战备办发布，1998年6月）。
5、中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。
四、主要材料1、钢材钢管桩采用Q235A钢板卷制，其技术标准应符合国家标准（GB699-65）的有关规定。
型钢应符合国家标准（GB2101-80）的有关规定。
钢材容许应力及弹性模量按JTJ025-86标准（page4页表1.2.5）A3钢(Q235)：弯曲应力[σw]= 145MPa剪应力[τ]= 85MPa轴向应力[σ]= 140MPa弹性模量E= 2.1*105MPa16Mn钢：弯曲应力[σw]= 210MPa剪应力[τ]= 160MPa轴向应力[σ]= 200MPa弹性模量E= 2.1*105MPa五、设计要点本施工平台计算简支梁计算。
设计单跨标准跨径 5.5～6m。
本平台基础为打入式钢管桩，单桩允许承载力[P]（计算时按壁厚7mm计算，以确保安全）计算：取Φ630×8mm螺旋焊钢管材料进行验算，壁厚按δ=7mm进行计算，其钢管截面特性如下：A=136.935cm2I=66477.84cm4i＝22.03cmW=2109.3cm3M＝107.5Kg/m单根φ630mm，δ=7mm钢管截面承受的允许压力[N][N]＝（A ×[σ]）＝136.935×10-4×140×103＝1917kN由于钢管桩为压杆，要考虑压弯失稳，故进行稳定性校核按两端铰支计算钢管稳定容许应力，则μ=1。
该处钢管最大自由长度为L＝6.69m（根据勘测资料从强风化岩面标高在-1.5～+1.5之间，取强风化岩面起至钢管墩顶止0～+6.69）。
则有：λ＝μL/i＝1×6.69/0.2203=30.36＜λ0=60（Q235钢λ0取60）；故此处钢管桩为小柔度压杆，应按强度问题计算。
上式中λ——长细比（或柔度）；μ——压杆的长度系数，该处取μ＝1；L——压杆的自由长度，该处L=6.69m；i——压杆对轴的惯性半径，该处i＝0.2203；[σ]——压杆材料的容许应力，钢管＝140MPaφ——压杆稳定系数。
由上面λ＝30.36；f y/235=1；钢管按a类截面，查《钢结构设计规范》得，φ＝0.95。
按照路桥施工计算手册表12-2公式，则钢管稳定容许应力：[σ]ω＝φ[σ]＝0.95*140＝133MPa单根钢管的稳定容许压力：[P]＝[σ]ω·A＝133×106×136.935×10-4＝1821.2 kN式中：[σ]ω——钢管的稳定容许应力（由上式求得）；A——钢管壁的横截面面积（直径0.63m，壁厚0.007m）故单根钢管稳定允许承载力[P]= 1821.2 kN，所以后续检算钢管的竖向荷载必须小于[P]＝1821.2 kN。
六、结构计算内容结构计算书中，荷载按成孔桩机（100KN/台），500KN履带吊车，水管及电缆等其他荷载：2KN/m。
本设计未设人行道，荷载暂不考虑人群荷载。
按最不利情况进行布载和荷载组合。
轮渡扩建平台灌注桩平台上部采用贝雷纵梁上铺设方木，三丘田灌注桩平台将贝雷纵梁和方木换为用［20槽钢满铺，验算时按三丘田的布置验算。
单跨标准跨径6m计算如下内容：1、［20桥面板计算2、纵梁工字钢I36计算3、桩顶横梁（工字钢I36）强度验算。
4、钢管桩竖向承载力计算。
5、平台的稳定性验算。
6、平台抗9级风稳定性验算。
七、使用注意事项在平台施工过程中，大于9级风时平台停止使用，过后必须对平台作全面检查后方可恢复工作。
平台使用期必须经常检查平台状况，如有异常情况，必须查明原因，经处理后方可继续使用。
严禁外来荷载碰撞平台，严禁在平台上进行船舶系缆。
第二章施工平台结构计算书一、工程概况轮渡码头扩建及配套工程涉及鼓浪屿上两个码头的扩建及相关配套工程，分别为：鼓浪屿轮渡候船平台扩建工程和鼓浪屿三丘田码头扩建工程。
鼓浪屿轮渡候船平台扩建工程是在原鼓浪屿轮渡码头候船平台西北侧海域扩建候船平台1座，平台呈三角形布置，采用高桩平台结构，桩基为φ1000mm灌注桩，共50根。
三丘田码头扩建工程新建65m×28m轮渡码头平台1座（桩基为φ1200mm灌注桩，共32根），通过1座56.5m×16m人行引桥和新建码头平台及已建驳岸相连（人行引桥桩基为φ1000mm灌注桩，共38根，新建码头平台桩基为φ1000mm灌注桩，共36根）。
本工程地质特征为全分化和强分化岩，桩基护筒直接打入岩层有一定的难度，且本工程的工期只有180天，因此平台搭设成功与否成为整个工程最为关键的一步。
为确保工程施工进度满足要求，需加大桩机数量，基本上安排每三根桩一台机。
同时为了搭设灌注桩护筒，需在平台上行走50t履带吊。
平台上的荷载主要考虑施工荷载包括机械设备、打桩应力、材料堆放等。
平台采用全平面设计，整个码头范围均搭设施工平台结合考虑以上因素，需要全面搭设平台才能完成施工任务，三丘田平台搭设面积为3600m2，轮渡平台搭设面积为1700m2，见冲孔桩平台平面布置图。
平台结构从上至下依次为［20槽钢， I36b工字钢纵梁，3I36b工字钢横梁，桩基为Φ630×8mm钢管桩，平台顶面标高为▽+7.5米。
平台设计荷载：成孔桩机（100KN/台），500KN履带吊车，堆货及电缆等荷载：2KN/m。
本设计未设人行道荷载暂不考虑人群荷载。
计算按6米跨径简支梁计算。
二、设计参数1、荷载⑴.恒载：[20b槽钢线荷载：25.8㎏/m=0.0258t/m=0.258 KN/mI36b纵梁线荷载： 65.6kg/m=0.0656t/m=0.656KN/m⑵.活载：① 500KN履带吊机（QUY50A）总重500KN，并吊重物为120KN，重物冲击系数为 1.3，履带尺寸 4.66m×0.76m，见尺寸图。
②成孔桩机总重1500KN。
2500KN 履带吊机每条履带单位压力70.6kN/m活载图一三、[20b 槽钢检算平台面板由[20b 槽钢满铺，底部纵梁跨径为 1.5m ，成孔桩机和履带吊不可能同时作用在同一跨上，取500KN 履带吊机（QUY50A ）作业时验算[20b 槽钢的抗弯和抗剪强度。
工况一、履带吊垂直于[20b 槽钢且作用槽钢跨中时[20b单根[20b 槽钢自重：q1=0.258KN/m,计算500KN 履带吊机（QUY50A ）时：履带的着地宽度及长度为0.76×4.66m ，吊机工作时吊重120×1.3＝156KN （吊重冲击系数μ取0.3），吊机自重500KN ，履带吊单边履带覆盖槽钢根数4.66/0.2=23.3,取23根。
单根[20b 槽钢上活载q2=（156+500）/（2×0.76×23）=18.76KN/m 按1.5m 跨径简支梁计算(1)弯距：Mmax=4.06KN.m 。
(2)剪力：Qmax=7.32KN(3)截面应力σ=M/W=4.06*103/(25.9*10-6)=156.8MPa＜1.3*145MPa（临时设施系数提高 1.3）τ= Q/A=7.32*103/(32.8*10-4)=2.23MPa＜85MPa满足规范要求工况二、履带吊平行[20b槽钢作用于槽钢正上方时[20b单根[20b槽钢自重：q1=0.258KN/m,履带吊单边履带覆盖槽钢根数0.76/0.2=3.8,取4根。
单根[20b槽钢上活载q2=（156+500）/（2×4.66×4）=17.6KN/m按4跨连续梁计算，每跨跨径 1.5m。
(1)弯距：Mmax=4.02KN.m。
(2)剪力：Qmax=16.07KN(3)截面应力σ=M/W=4.02*103/(25.9*10-6)=155.2MPa＜1.3*145MPaτ= Q/A=16.07*103/(32.8*10-4)=4.9MPa＜85MPa满足规范要求由于两种工况下[20b槽钢抗弯均刚好满足要求，保守起见，纵向I36纵梁间距按1.2m布置。
四、纵向I36纵梁检算作用在I36纵梁上的静荷载为[20b槽钢和工字钢I36纵梁自重，动荷载100KN 成孔桩机或500KN履带吊机（QUY50A）。
I36分配梁的间距为 1.5m。
[20b槽钢自重荷载为q1＝1.5*0.258*1/0.2 =1.935KN/m，工字钢I36b自重荷载为q2=0.656KN/m。
作用在I36分配梁上恒载线荷载:q合＝ q1+q2=2.591KN/m。
按500KN履带吊机（QUY50A）作业时进行计算，按三丘田码头纵梁为4m跨度验算。
工况一：当履带吊履带平行于纵梁作用与纵梁上方，且位于纵梁跨中时50t履带吊机横向履带中距为 3.54m，工作时应位于桥面中间，其履带着地长宽为4.66×0.76m，单根工字钢I36承受的荷载为:活载：q1=（（500+120×1.3）/2） /4.66=70.39KN/m恒载：q2=2.591KN/m(1)弯距：Mmax = ql2/8=(70.39+2.591)×42/8=146KN.m(2)剪力：Qmax= 1/2ql=(70.39+2.591)*4/2=146KN(3)截面应力σ=M/W=146×103/(919×10-6)=158.9Mpa﹤1.3*145Mpaτ= Q/A=146×103/(83.5×10-4)=17.49MPa＜85 MPa由弯曲应力验算知：纵梁跨径为4m时受力刚好足够，保守起见，纵梁均按2I36布置。