钻孔平台计算书.doc

《钻孔平台计算书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻孔平台计算书.doc（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、新建铁路XXXX（银川）线重点控制工程第施工标段XX黄河特大桥钻孔平台方案编 制： 受控状态： 复 核： 审 核： 批 准： 有效状态: XXXX集团有限公司XXXX铁路工程指挥部二00六年十月十日目 录1、编制依据及规范标准311、编制依据31.2、规范标准32、主要技术标准及参数33、主要工程数量34、结构计算44.1、移动面板计算54.1.1、面板计算54.1.2、I14纵梁计算54.1.3、25c工字钢横梁计算64.2、平台纵梁计算74.2.1、荷载计算74.2.2、材料力学性能参数及指标74.2.3、力学模型74.2.4、承载力检算74.3、工字钢分配梁检算84.3.1、荷载计算84

2、.3.2、材料力学性能参数及指标84.3.3、力学模型84.3.4、承载力检算94.4、栈桥与平台连接走道板94.4.1、荷载计算94.4.2、材料力学性能参数及指标94.3.3、力学模型104.3.4、承载力检算104.5、一般冲刷深度计算104.6、钢管桩局部冲刷计算124.7、钢管桩承载力及稳定性检算134.7.1、承载力计算134.7.2、钢管桩稳定性检算154.8、钢护筒入土深度计算154.8.1、钢护筒局部冲刷计算164.8.2、钢护筒入土深度计算16钻孔平台方案1、编制依据及规范标准11、编制依据（1）、现行施工设计标准（2）、铁三院土工试验报告（3）、现行施工安全技术标准1.2

3、、规范标准（1）、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）（2）、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）（3）、钢结构设计规范（GB50017-2003）2、主要技术标准及参数钻孔平台平面尺寸：24.5m22m；钻孔平台顶高程：1112.05m；计算荷载：振动锤：型号：DZ90自重：7.045t允许上拔力：25.5t50t履带吊自重：50t履带吊荷载按最大拔桩力加整机自重考虑：75.5t公路级汽车荷载检算原则：容许应力法50t履带吊参数：履带长度：4.5m，宽度：0.7m，履带中心距：2.5m3、主要工程数量一个钻孔平台工程数量见下表：一个钻孔平台工程数量表编号材料名称材料规格

4、单位数量单重(kg)合重(kg)备注1钢管桩5088mm；L29m根302860.85 85825.50 钻孔平台2工字钢纵梁I45a，L2200cm根251768.45 44211.20 3工字钢分配梁I45a，L2350cm根101889.02 18890.24 4栏杆立柱502.5mm；L=1.2m根443.51 154.65 5栏杆横杆382.5mm；L=22m根662.70 376.20 6移动面板钻孔平台结构图三66953.10 12工字钢I20a；L3.17m根5488.47 4777.12 栈桥与平台连接道路13工字钢I14a；L22m根9371.29 3341.65 14钢板

5、10mmm30.665181.00 5181.00 15栏杆立柱502.5mm；L=1.2m根23.51 7.03 16栏杆横杆382.5mm；L=2.8m根46.13 24.52 17钢板10mmm318.1141997.96 141997.96 护筒18槽钢10；L2200cm根6220.00 1320.00 调整高程19护筒连接系25a；L367cm根14100.57 1408.02 20护筒连接系25a；L158cm根4243.30 1818.53 21钢管桩连接系25a；L600cm根6164.42 986.54 22钢管桩连接系25a；L355cm根1297.28 1167.41

6、合计378440.66 kg4、结构计算钻孔平台考虑50t履带吊、罐车荷载及机具设备等堆放荷载作用，钻孔平台结构如下图所示，根据从上到下的原则依次计算如下：4.1、移动面板计算考虑钻机移动后能及时将孔洞部分铺设上型钢，便于机械及人员操作和安全，故走道板采用预制安装的活动板。活动板尺寸分3.5m3.1m和2.0m3.1m，按2.0m3.1m检算。50t履带吊履带长宽4.5m0.70m。4.1.1、面板计算面板采用10mm钢板，钢板焊接在间距l40cm的I14工字钢上，面板与栈桥相同，不再检算。4.1.2、I14纵梁计算I14工字钢焊接在间距75cm的I25b槽钢上，按简支梁检算。4.1.2.1、

7、荷载计算按最不利情况履带吊拔桩时全部荷载作用在一根I14工字钢纵梁上，荷载大小为，自重荷载为，均不荷载大小为。4.1.2.2、材料力学性能参数及指标 ， 4.1.2.3、力学模型4.1.2.4、承载力检算采用清华大学SM Solver 进行结构分析： a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。4.1.3、25c工字钢横梁计算I14工字钢焊接在25c槽钢横梁上，25c槽钢横梁间距0.50m，按简支梁计算，跨径2.0m。按履带吊荷载作用在2根25c槽钢上的最不利工况检算。4.1.3.1、荷载计算履带吊按均布荷载，25c自重，桥面板自重：，I14工字钢自重按集中荷载计：均布荷载大小为。4.1.

8、3.2、材料力学性能参数及指标 ， 4.1.3.3、力学模型4.1.3.4、承载力检算采用清华大学SM Solver 进行结构分析： a、强度检算，合格；，合格；b、刚度检算，合格。4.2、平台纵梁计算考虑平台钻机挠动及拔桩力作用，为保证平台稳定，纵梁采用2I45a工字钢间断焊接成整体，工字钢跨径按4.0m简支梁计算，按最不利状况履带吊荷载作用在2根2I45a工字钢纵梁上。4.2.1、荷载计算按最不利荷载履带吊荷载作用在4根I45a工字钢纵梁上:；每平米移动面板自重（按G型面板计算)：4.2.2、材料力学性能参数及指标 ， 4.2.3、力学模型4.2.4、承载力检算采用清华大学SM Solve

9、r 进行结构分析： a、强度检算，合格；b、刚度检算，合格。4.3、工字钢分配梁检算钢管桩顶分配梁采用2根45a工字钢，按最不利情况2根45a工字钢分配梁承受履带吊荷载，分配梁跨径按4.0m计算。4.3.1、荷载计算履带吊荷载按集中计算：。分配梁自重：；移动面板及纵梁自重：；集中力：4.3.2、材料力学性能参数及指标 ， 4.3.3、力学模型4.3.4、承载力检算采用清华大学SM Solver 进行结构分析： a、强度检算，合格；，合格。b、刚度检算，合格。4.4、栈桥与平台连接走道板走道板面板及面板下I14纵梁与栈桥相同，不再检算，I14纵梁下采用220a工字钢焊接在栈桥45a工字钢与钻孔平

10、台45a工字钢横梁上，间距40cm,跨径1.5m，按最不利情况履带吊均布荷载作用在两根I20上检算。4.4.1、荷载计算履带吊荷载：；面板及I14均布荷载：；均布荷载为：。4.4.2、材料力学性能参数及指标 ， 4.3.3、力学模型4.3.4、承载力检算采用清华大学SM Solver 进行结构分析： a、强度检算，合格；，合格。b、刚度检算，合格。4.5、一般冲刷深度计算平台基础采用5007mm钢管桩，护筒直径1900mm，每座平台迎水面5排钢管桩，5排护筒。根据施工需要，考虑两个平台同时施工，因钢板桩围堰施工时钻孔平台已拆除，故仅考虑河漫滩便道及平台护筒的阻水面积（钢管桩阻水面积小，不计其阻

11、水面积），护筒阻水按最大水深5.7m计算。水位按十年一遇1111.55m计，天然状态下河槽部分过水面积AC2522m2，天然状态下河滩部分过水面积353m2；河漫滩阻水面积AZ1=1053m2，护筒阻水面积AZ21.95.74287m2，阻水后过水面积为AJAC-AZ1-AZ2=2875-1053-86=1735m2，流速按2.0m/s计算。按公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）第7.3.1条非粘性土河床的一般冲刷公式7.3.1-1式：式中：hp桥下一般冲刷后的最大水深（m）；Qp频率为P的设计流量（m3/s）；Q2桥下河槽部分通过的设计流量（m3/s），当河槽能扩宽至全桥时取

12、用QP；Qc天然状态下河槽部分设计流量（m3/s）；Qt1天然状态下桥下河槽部分设计流量（m3/s）；Bcg桥长范围内的河槽宽度（m）, 当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度；Bz造床流量下的河槽宽度（m），对复式河床可取平滩水位时河槽宽度；设计水位下，在Bcg宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值；桥墩水流侧向压缩系数，按表7.3.1-1确定；hcm河槽最大水深（m）；Ad单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当Ad1.8时，Ad值可采用1.8；Hz造床流量下的河槽平均水深（m），对复式河床可取平滩水位时的河槽平均水深。Bc河槽宽度（m）；部分计算值如下：,项目Qp (m3/s)Qc

13、(m3/s)Qt1(m3/s)Bcg(m)Bz(m)取值57505044706550550项目Bc(m)Hz(m)hcm(m)取值5503.40.230.935.7一般冲刷后河床面高程为：1111.55-9.31102.25m4.6、钢管桩局部冲刷计算按公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）第7.4条墩台局部冲刷计算式65-2计算：65-2式：当 当 式中：hb桥墩局部冲刷深度（m）；K墩形系数，可按附录B选用；B1桥墩计算宽度（m）；hp一般冲刷后的最大水深（m）；河床泥沙平均粒径（mm）；K2河床颗粒影响系数；V0河床泥沙起动流速（m/s）；墩前泥沙起冲流速（m/s）；n2指

14、数；V一般冲刷后墩前行近流速（m/s），按公路工程水文勘测设计规范（JTG C30-2002）7.4.4条规定计算；其中：Vc河槽平均流速（m/s）；hc河槽平均水深（m）；Ad单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当Ad1.8时，Ad值可采用1.8；Q2桥下河槽部分通过的设计流量（m3/s）当河槽能扩宽至全桥时取用Qp；Qc天然状态下河槽部分设计流量（m3/s）；Bcg桥长范围内的河槽宽度（m），当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度；桥墩水流侧向压缩系数，按表7.3.1-1确定；设计水位下，在Bcg宽度范围内，桥墩阻水面积与过水面积的比值；hcm河槽最大水深（m）；计算取值如下：项目Khc

15、m(m)hc(m)B1(m)hp(m)(mm)Vc(m/s)取值1.005.70m3.40m0.50m9.3m0.162.00.98项目B2(m)H2(m)Q2(m3/s)Qc (m3/s)Bc(m)Bcg(m)取值90.009.006850.006850.0090900.0015经计算钢管桩局部冲刷深度：hb=2.35m，局部冲刷线高程为1102.25-2.621099.9m。4.7、钢管桩承载力及稳定性检算4.7.1、承载力计算采用5007mm钢管桩，钢管桩竖向荷载根据结构形式，按履带吊拔桩时荷载作用在履带吊一侧履带上的最不利情况检算，荷载如下：分配梁自重：；I45a工字钢纵梁：；移动面板

16、荷载：；均布荷载：；钢管自重：；力学模型如下：经计算最大支反力为：。即为钢管桩轴向荷载。查公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）得沉桩的容许承载力：式中：P单桩轴向受压容许承载力（kN），当荷载组合或组合或组合或组合作用时，可提高25,（荷载组合中如含有收缩，徐变或水浮力的荷载效应，也应同样提高）；U桩的周长（m）；承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度（m）；与对应的各土层与桩壁的极限摩阻力（kPa）；按表4.3.2-4采用；桩尖处土的极限承载力（kPa），按表4.3.2-5采用；、分别为震动沉桩对各土层桩周摩擦力和桩底承压力的影响系数，按表4.3.2-6采用。对于锤击沉桩其值均取为1

17、.0。表4.3.2-6 有效桩长从局部冲刷线向下计算。承载力计算时不计钢管桩端承力，则沉桩容许承载力为： ，、按亚砂土取值0.9,地质资料取05-ZD-14540钻探点，该点地面高程为1110.62m，局部冲刷线高程1099.8m，详见表-3： 表-3层数土层情况层底高程(m)有效厚度（m）极限摩阻力（kPa）承载力(kN)第一层中密粉土1105.710250.00第二层松散粉砂1100.210300.00第三层中密粉土1089.5110.360398.04第四层中密细砂1084.716.560275.53第五层密实细砂1062.2122.5801271.7钢管桩入土深度为：。桩底高程为：10

18、99.9-17.051082.85m。桩顶高程1112.05-（0.01+0.14+0.25+0.45+0.20）1111.0m，桩长：1111.0-1082.8528.15m。 4.7.2、钢管桩稳定性检算钢管桩轴向压力为P646kN，自由长度为l01111.0-1099.911.1m，i174，按b类截面查稳定系数为。，合格。4.8、钢护筒入土深度计算主要考虑局部冲刷深度及动水压力影响，动水压力主要由一定的入土深度取得被动土压力来平衡，根据这一原则计算如下。4.8.1、钢护筒局部冲刷计算仍采用6.5节计算公式，取值如下：项目Khcm(m)hc(m)B1(m)hp(m)(mm)Vc(m/s)

19、取值1.005.70m3.40m1.90m9.30m0.1622.0项目B2(m)H2(m)Q2(m3/s)Qc (m3/s)Bc(m)Bcg(m)取值90.009.006850.006850.0090900.99经计算局部冲刷深度hb=5.24m，局部冲刷线高程1102.25-5.241097.01m。4.8.2、钢护筒入土深度计算按两种工况计算，工况一：不计冲刷，河床面按一般冲刷线起算；工况二：考虑冲刷，河床面按局部冲刷线起算。4.8.2.1、工况一钢护筒承受的动水压力主要由钢护筒入土深度所提高的被动土压力来平衡。（1）、荷载计算钢护筒动水压力按式计算，水深10m。（2）、检算模型（3）、

20、剪力图被动土压力作用点处因动水压力产生的压力为P=127kN。被动土压力（采用朗金公式）按入土1.5m（深入局部冲刷线以下长度）计算：对于砂性土：被动土压力合力：，可保证护筒稳定。4.8.2.2、工况二（1）、荷载计算钢护筒动水压力按式计算，水深为14.45m。动水压力为：；（2）、检算模型（3）、剪力图被动土压力作用点处因动水压力产生的压力为P615kN。被动土压力（采用朗金公式）按入土2m（深入局部冲刷线以下长度）计算：对于砂性土：被动土压力合力：被动土压力合力：，可保证护筒稳定。故护筒入土深度按2.0m计。护筒顶高程1111.7m，护筒底高程1097.01-2.0=1095.01m，护筒长度为1111.7-1095.0116.69m。为确保护筒及施工安全，在平台以下，水面以上0.5m位置设一道支撑固定护筒。