汇车平台计算书
一、活载确定
汇车平台上主要停放砼罐车、叉车以及小型汽车，其中重量及长度最大的就是12方混凝土罐车。此处活载按照满载12方混凝土的罐车重量进行验算。一辆容积为12方的混凝土罐车：其自身重量为28T （8方的罐车自重19T ），满载12方混凝土重量为30T ，满载后总重量G 活=58T，其轴距为1.35m+4m，共计10个轮子（前2后8），罐车长宽高分别为9.592m 、2.5m 、3.99m 。混凝土搅拌运输车作为活载计算时采用荷载冲击系数n 1=1.15及偏载系数n 2=1.2。钢管桩按摩擦桩设计。备注：驾驶员自重忽略不计。 二、主要构件的力学验算
根据罐车的外型尺寸，按照同时停放2辆罐车设计，初步拟定该平台宽度为3m ，长度为30m 。
汇车平台基础采用φ480×8mm 螺旋钢管，顺桥向设置钻孔桩6排，每排（横桥向）采用2根钻孔桩，横桥向桩中心间距为2.5m ，顺桥向桩中心间距为5.879m 。钢管桩在土层以上部分即为立柱，如钢管长度不够可采用环缝焊接接长。立柱顶部（横桥向）设置2×I40a 工字钢作为承重梁，承重梁的跨度为2.5m 。承重梁上采用I40a 工字钢作为主梁（纵桥向），其中心间距为0.5m ，横桥向并排均匀放置7根。主梁上采用I16工字钢作为分配梁（横桥向），其中心间距为0.5m 。分配梁上采用[28b槽钢作为桥面板（顺桥向），中心间距0.32m 。
立柱钢管间的连接利用梁厂现有材料。
1、桥面板受力验算
由于分配梁间距为0.5m ，所以桥面板[28b槽钢跨度为L=0.5m，每根槽钢倒扣在分配量上其宽度为28cm ，最多受到半个轮胎施加的压力（每个车轮荷载由两条槽钢承担）。其自身重力产生的均布荷载此处计算中忽略不计。 P=n 1⨯n 2⨯
1
⨯G 活=4.002T=40KN 20
根据《路桥施工计算手册》附表2-3中给出的公式可得：
pl
=5KN ⋅m 4p
Q max ＝=20KN
2
M max ＝
[28b槽钢：Ix=5130cm4，Iy=242cm4，Wy=37.9cm3，Sx=219.8cm3，δ=9.5mm，A=45.6cm2，单位重G 单=35.8kg/m。 σ＝τ＝
M max
＝131.9MPa ＜[σ]=140MPa W y
Q max
＝43.9MPa ＜[τ]=85MPa A
l pl 3
f ==0.22mm＜=0.94mm A3钢的弹性模量E=200GPa
40048EI
采用[28b槽钢作为桥面板满足要求。 2、分配梁的受力验算
采用I16工字钢作为分配梁（横桥向），由于主梁的间距为0.5m ，所以分配梁的跨度为L=0.5m，其跨中同时受到最多1个轮子和
0. 5
根0. 28
（0.5m 长/根）桥面槽钢施加的压力。其自身重力产生的均布荷载q=47.9kg/m=0.5KN/m。
P=n 1⨯n 2⨯
10. 5⨯G 活+×0.5×35.8/1000=8.036T=80.4KN 100. 28
按照三等跨连续梁验算，根据《路桥施工计算手册》附表2-9-①、⑥中给出的公式可得： 在集中荷载下
M max ＝0.175×PL=7.035KN ⋅m Q max ＝0.65×P=52.3KN 在均部荷载下
M max ＝0.1×ql 2=0.006KN ⋅m Q max ＝0.6×ql=0.15 KN
其相对于集中荷载下计算的数值微小，所以对于材料本身自重产生的弯矩和剪力忽略不计。
I16工字钢：Ix=1130cm4，Wx=141cm3，Sx=80.8cm3，δ=6mm，单位重G 单=20.5kg/m。 σ＝τ＝
M max
＝49.9MPa ＜[σ]=140MPa W
Q max ∙S
＝62.3MPa ＜[τ]=85MPa I δ
l pl 3
f =1. 146⨯=0.05mm＜=1.25mm A3钢的弹性模量E=200GPa
400100EI
采用I16工字钢作为分配梁满足要求 3、主梁的受力验算
主梁上承受来自桥面板、栏杆扶手、分配梁和主梁等的自重施加的均布静载，以及罐车给主梁施加的集中活载。
分布荷载按照五等跨连续梁计算，集中荷载按照三等跨连续梁计
算：当后两排轮子的中心与跨中重合时为主梁受力的最不利工况，由于罐车的轴距为1.35m+4m，而主梁的跨度L=5.879m，此时前排2个轮子在前一跨主梁上，此时这一跨主梁只承受后两排8个轮子的同时作用。
P
P P P P P
单根主梁受到的集中荷载：P=
n 1⋅n 2⋅G 活⋅
7
4
10⨯10=45.7KN （此时虽然轮
子不会同时压到并排7根主梁上，但是横向分配梁已将轮子的集中压力平均分配到7根主梁）。
通过《汇车平台布置图》可知，在主梁上栏杆扶手的总重量G1=0.4T，桥面板的总重量G2=11.8T，分配梁的总重量G3=4.4T,那么作用在单跨一根主梁上的线荷载：q=
(0. 4+11. 8+4. 4)⨯10=0.8KN/m
7⨯30m
根据《路桥施工计算手册》附表2-9-11、2-11-1中给出的系数可得： M max ＝M B 支=0.267×45.7×5.879+0.105×0.8×5.8792=74.6KN ⋅m Q max ＝Q B 左=1.267×45.7+0.606×0.8×5.879=60.8KN
I40a 工字钢：Ix=21720cm4，Wx=1090cm3，Sx=631.2cm3，δ=10.5mm，单位重G 单=67.6kg/m。
σ＝τ＝
M max
＝68.4MPa ＜[σ]=140MPa W
Q max ∙S
＝16.8MPa ＜[τ]=85MPa I δ
l ql 4pl 3
=4.2mm＜=14.7mm nq =0.664、n p =1.883 f =n q ⨯+n p ⨯
400100EI 100EI
A3钢的弹性模量E=200GPa 采用I40a 工字钢作为主梁满足要求 4、承重梁受力验算
来自罐车、桥面板、栏杆扶手、分配梁和主梁的重力，通过7根主梁平均施加到承重梁上，再加上承重梁的自重对承重梁的作用力，（罐车施加的集中活载通过分配梁已经由7根主梁平均分担）。故将以上所有作用力按照均布荷载作用在承重梁上进行验算。 单跨简支梁进行计算：
当罐车后两排车轮中心作用在单排桩顶位置时，为最不利工况。（此时简化为罐车后八个车轮承担的荷载完全由该承重梁承担，另外前2个车轮的1.179/5.879的荷载也有该承重梁承担。）
1. 182⎫⎛8
n ⋅n ⋅G ⋅+⨯⎪⨯10=672.5KN 此时罐车的作用荷载：P=12活
⎝105. 87910⎭
单根承重梁受到的均布荷载：
q=
(0. 4+11. 8+4. 4+14. 2)⨯10+672. 5
2⨯2. 5m
=146.82KN/m
立柱中心间距L=2.5m
根据《路桥施工计算手册》附表2-3-4中给出的系数可得： M max ＝M 中=0.125×146.82×2.52=114.7KN ⋅m Q max ＝0.5×146.82×2.5=183.5KN
I40a 工字钢：Ix=21720cm4，Wx=1090cm3，Sx=631.2cm3，δ=10.5mm，单位重G 单=67.6kg/m。 σ＝τ＝
M max
＝105.2MPa ＜[σ]=140MPa W
Q max ∙S
＝40.6MPa ＜[τ]=85MPa I δ
l 5ql 4
f ==1.72mm＜=6.25mm
400384EI
采用2×I40a 工字钢符合要求 5、桩柱的受力验算
该汇车平台高度约8m ，减去上部构造高度，立柱高度按照7m 计。由于立柱高度低于10m ，不需要验算风荷载。
⑴容许承载力计算：
钢管桩和立柱均采用φ480×8mm 螺旋钢管。 根据欧拉公式：
π2⨯EI
F Pcr = 2
(μL )
π2⨯EI
临界荷载：P cr = 2
(μL )
其中A3钢的弹性模量E=206GPa D=48cm d=48-1.6=46.4cm
π⨯D 4-(D -δ)截面惯性矩 I==33044.6cm4
64
4
[]
按照单端自由：μ=2
π2⨯EI
临界荷载：P cr ==3427.8KN 2
(μL )
当一辆罐车的后8轮全部作用在某一排桩顶时，该排两根钻孔桩承受的压力最大。由前面验算确定的上部构造布置可知，所有施加到桩顶的静载为33.6T/12+n1×n 2×58T ×
8
×0.5=34.82T=348.2KN。 10
ΣP 反=348.2 KN＜P cr =3427.8 KN 安全 ⑵稳定性计算 i=
I
=16.7cm A
πD 2-d 2
其中： A==118.6cm2 I=33044.6cm4 μ=2
4
[]
立柱高度L 1=7m，长细比：λ=满足要求
μL 1
=83.8＜[λ]=150 立杆稳定i
查《路桥施工计算手册》表8-12（P178）可知：主要的受压杆件（立柱）的容许长细比 [λ]=150
考虑平台的整体性，立柱在中间部位采用场地现有型材进行横向和纵向的连接。
⑶钢管桩如土深度计算
有上面计算可知：
ΣP 反=348.2 KN，将钢管桩和立柱的自重考虑在内，取安全系数n=2.5计算P=870.5KN
φ480×8mm 螺旋钢管的周长D=1.5m 侧阻计算：
桩体深入土层的深度需要知道该平台位置的地质分层情况。（由于地质情况未知，此处计算暂按照下面估计情况计算）
序号 地层名称 地层厚度 极限侧阻力 本层侧阻 (m) qsik(kPa) (kN) ============================================== 1 淤泥 6.0 0.00 0.00 2 粘性土 2.00 90.00 270.00 3 细砂 3.30 30.00 148.50 4 中砂 5.10 60.00 459.00 ============================================== Σ 16.40 877.50
侧阻: Qsk=877.5kN＞870.5KN ，可以满足要求 由此可知该处需要钢管桩共计L=7+6+2+3.3+5.1=23.4m
端阻计算： 摩擦桩Qpk=0 (2)竖向承载力特征值
根据《桩基规范》5.2.2及5.2.3
式中：
Ra ——单桩竖向承载力特征值； Quk ——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数，取K=2。
单桩竖向极限承载力标准值Quk=877.5(kN)，单桩竖向承载力特征值Ra=438.8(kN)。
经计算结构的强度、位移、稳定性以及钢管桩基础的承载力满足使用要求。 5、桩柱的受力验算
该汇车平台高度约8m ，减去上部构造高度，立柱高度按照7m 计。由于立柱高度低于10m ，不需要验算风荷载。
⑴容许承载力计算：
钢管桩和立柱均采用φ325×8mm 螺旋钢管。 根据欧拉公式：
π2⨯EI F Pcr =
(μL ) 2
π2⨯EI 临界荷载：P cr = 2
(μL )
其中A3钢的弹性模量E=206GPa D=32.5cm
d=32.5-1.6=30.9cm
π⨯D 4-(D -δ)截面惯性矩 I==10013.9cm4
64
4
[]
按照单端自由：μ=2
π2⨯EI
临界荷载：P cr ==1038.8KN 2
(μL )
当一辆罐车的后8轮全部作用在某一排桩顶时，该排两根钻孔桩承受的压力最大。由前面验算确定的上部构造布置可知，所有施加到桩顶的静载为33.6T/12+n1×n 2×58T ×
8
×0.5=34.82T=348.2KN。 10
ΣP 反=348.2 KN＜P cr =1038.8 KN 安全 ⑵稳定性计算 i=
I
=11.2cm A
πD 2-d 2
其中： A==79.67cm2 I=10013.9cm4 μ=2
4
[]
立柱高度L 1=7m，长细比：λ=满足要求
μL 1
=125＜[λ]=150 立杆稳定i
查《路桥施工计算手册》表8-12（P178）可知：主要的受压杆件（立柱）的容许长细比 [λ]=150
考虑平台的整体性，立柱在中间部位采用场地现有型材进行横向和纵向的连接。
⑶钢管桩如土深度计算 有上面计算可知：
ΣP 反=348.2 KN，将钢管桩和立柱的自重考虑在内，取安全系数n=2.5计算P=870.5KN
φ325×8mm 螺旋钢管的周长D=1.0m
侧阻计算：
桩体深入土层的深度需要知道该平台位置的地质分层情况。（由于地质情况未知，此处计算暂按照下面估计情况计算）
序号 地层名称 地层厚度 极限侧阻力 本层侧阻 (m) qsik(kPa) (kN) ============================================== 1 淤泥 6.0 0.00 0.00
2 粘性土 2.00 90.00 180.00 3 细砂 3.30 30.00 99.00 4 中砂 10.00 60.00 600.00 ============================================== Σ 16.40 879.00
侧阻: Qsk=879.0kN＞870.5KN ，可以满足要求 由此可知该处需要钢管桩共计L=7+6+2+3.3+10=28.3m
端阻计算：
摩擦桩Qpk=0
(2)竖向承载力特征值
根据《桩基规范》5.2.2及5.2.3
式中：
Ra ——单桩竖向承载力特征值；
Quk ——单桩竖向极限承载力标准值；
K ——安全系数，取K=2。
单桩竖向极限承载力标准值Quk=879(kN)，单桩竖向承载力特征值Ra=439.5(kN)。
经计算结构的强度、位移、稳定性以及钢管桩基础的承载力满足使用要求。