《工作平台施工便桥力学计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工作平台施工便桥力学计算书.docx（19页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、工作平台、施工便桥力学检算书计算：复核：审核：南沙工程项目经理部二OO二年十二月三十日一、计算依据1、广州市政工程设计研究院2002年10月发布的沙仔桥工程施工 图设计2、广州市市政工程设计院2002年9月5日发布的沙仔大桥工程 岩土工程勘探报告3、人民交通出版社出版的公路施工手册-桥涵上下册4、人民交通出版社出版的公路桥涵设计手册-基本资料5、中国建筑工业出版社出版的实用桩基工程手册6、地震出版社1993年版钢管桩的设计与施工7、沙仔桥施工便桥及作业平台施工方案二、计算工具1、连续梁计算软件2、弹性支承连续梁计算程序三、工作平台检算工作平台上纵梁采用贝雷片、下横梁采用并排2根工40a工字钢，
2、 下部支撑采用中600钢管桩，具体布置见下图。需检算内容有：纵梁（贝雷片）检算、横梁（工40a工字钢）检 算、钢管桩承载力检算。其中靠近钢护筒位置平台与便桥共用1根横 梁（工字钢），受力复杂，为控制内容，在施工便桥中进行检算。1、荷载计算平台主要承受的荷载为钻机荷载和人群荷载(1 )钻机荷载(冲击钻)A -100 0P= -iIOO32 012S0i0*Iifl经计算钻机对上纵梁产生的反力为R1 = 128KNR2=32KN(2 )人群荷载人群荷载按3.5KN/m2，平台工作宽度为4米，纵向受力计算时人群荷载按3.5x4=14KN/m(3)贝雷片自重贝雷片按3片为1吨计算，4排贝雷片每米重4.
3、44KN2、上纵梁(贝雷片)受力检算贝雷片受力视为连续结构考虑，由外荷载产生的桥梁最大弯矩及 剪力值不应超过下表所列数值(下表选自公路施工手册-桥涵下 册)连续梁桥的容许内力表容许力单排单层双排单层三排单层双排单层三排双层弯矩(kN.m )788.21576.72246.43265.44653.2剪力（kN ）245.2490.5698.9490.5698.9由上表知四排单层贝雷片承受的最大弯矩为788.2x4=3152.8 kN.m最大剪力为245.2x4=980.8 kN贝雷片整体受力简图如下经计算得R1=72.8KNR2=168.8KNMmax=20-7KN-mQmax=148-7kN4
4、排贝雷片最大承载力Mmax】=3153.4KN.m Qmax=981kN满足要求。3、钢管桩长度的确定按钢管桩顶所受最大反力R=168.8/2=84.4KN，考虑钢管桩自重 取为150KN,选用外径600mm，壁厚8mmA =n(D2 - d2)/4=149cm2W=nD3/32 (1 - (d/D)4) =2172cm3I =n(D4 - d4)/64=65192 cm4r=( I/ A)1/2=20.9cmD/t=600/8=75100= D/t无局部失稳问题按地质资料计算的单桩承载力确定钢管桩长度（选取K7+951处 地质状况为例，其他桩位计算另见钢管桩长度计算书）根据地震出版社1993
5、年版钢管桩的设计与施工P26 3-16公 式，开口桩单桩极限承载力为 二诀瓦匕+七气）忽略桩尖承载力入PAbqb = 0入S砂类土，当D/d21时入=1QP 轴向受压桩的极限承载力（kN）U 桩身截面周长（m ） U =nD=3.14x0.6=1.884mqsi桩粘土的极限摩阻力L.各土层的厚度（m ）据广州市市政工程设计院2002年9月5日发布的沙仔大桥工程岩土工程勘探报告P16表4及广州市政工程设计研究院2002年10月发布的沙仔桥工程施工图设计钢管桩单桩极限承载力计算如下表土层底标高每层厚度Liqsi每层QP累计 Qp打入深 度桩长单位mkPakNkNmm河底-0.450淤泥-10.85
6、10.41019619617.15亚粘土-11.20.35654323910.7517.5当钢管桩打入亚粘土层，桩底标高为-10.85m时单桩承载力为239kN，满足要求。则桩长 L = 6.3 -(- 11.2 )= 17.5m四、施工便桥检算为便于系梁施工，施工便桥以35米跨为一段，每段30米，每 段间用贝雷片连接，便桥下部支撑采用中600钢管桩，详见便桥布置 图。由方案知，便桥主要用于钻机、吊机的行走与工作、行人以及小 型材料的运输。检算时主要考虑吊机在便桥上行走和吊运重物过程中 贝雷片的受力情况和相应的支反力，进而反算钢管桩的长度。吊机在 便桥上行走时考虑两种工况，一种按吊机在跨中位置
7、考虑，一种按吊 机在支座位置考虑。动载系数1.11、桥面工36a横梁受力检算贝雷片上横梁采用工36a工字钢，选取吊机后轮作用在工字钢上时的受力，简图如下rx=14.38cm Iy=554.9cm4ry=2.69cm Wx=877.6cm3考虑1.1动力系数，吊车每个轮的力按150KN计算，剪力、弯矩图如下由上计算得，Mmax=63.7 kN.mQmax=151.8 kNl 自=3.37m换算长细比入1 =aL0/hrx/ry= 1.8x3.37/0.36x14.38/2.69 = 88.2 查表得=0.901=63.7x103/877.6=72.6 Mpa0.9x170=153 Mpat =
8、QS/Id = 86.5x10/（31.05x1.0） =27.8 Mpa100 Mpa均满足要求。2、主梁受力检算贝雷片受力视为连续结构考虑，由外荷载产生的桥梁最大弯矩及剪力值不应超过下表所列数值（选自公路施工手册-桥涵下册）连续梁桥的容许内力表容许力单排单层双排单层三排单层双排单层三排双层弯矩(kN.m )788.21576.72246.43265.44653.2剪力（kN ）245.2490.5698.9490.5698.9由上表知四排单层贝雷片承受的最大弯矩为788.2x4=3152.8 kN.m最大剪力为245.2x4=980.8 kN（1 X吊机在跨中位置时，考虑动力系数，荷载取5
9、00KN进行 计算，受力简图、剪力图、弯矩图如下Your ClientYour ProjectDate:05Dec2DD2Engineer:Your NameBeam DesignProject:1234满足要求M开始联系单电*maxAiL= 271.+ltJLE= 3TS1Ti+j（2 X吊机在支座位置时，贝雷片承受的最大剪力为Qmax=525 kN 980.8 kN满足要求3、工字钢（贝富片下）受力检算选用工40a工字钢，2根一组焊成箱型，用缀板连接（每0.5m 块）,截面特性分别为A=86.07cm2b=14.2cm d=1.05cmIx=21714cm4I /S =34.40cm r
10、=15.88cm I =659.9cm4r =2.77cmx xxyyWx=1085.7cm3,Iy=2(Iy+Ax142/4)=2x(659.9+86.07x7.12)=9997.4cm4ry = 7.62cma =170Mpat =100 Mpa计算与工作平台同一断面处工字钢受力(边跨受力见工作平台检算)其受力简图、剪力图、弯矩图如下由上计算得R1=122.8kNR2=257kNR2=165.6kNR2=19.3kNMmax= 94-3kN-mmax=177.1 kNl 自=4.9m换算长细比入1 =aL0/hrx/ry= 1.8x4.9/0.4x15.88/7.62 = 45.22 查表
11、得甲=0.83301=94.3x103/(2x1085.7)=52.2 Mpa0.833x170=141.5 MpaT = QS/Id = 233.8x10/(34.40x2x1.05) =32.4 Mpa100 Mpa均满足要求。4、钢管桩承载力检算(1 X钢管桩承受最大轴力为257KN，考虑钢管桩自重，取350KN 作为设计力，选用外径600mm，壁厚8mmA =n(D2 - d2)/4=149cm2W=nDa/32 (1 - (d/D)4) =2172cm3I =n(D4 - d4)/64=65192 cm4r=( I/ A)1/2=20.9cmD/t=600/8=75100= D/t无
12、局部失稳问题a、按地质资料计算的单桩承载力确定钢管桩长度(选取K7+854 处地质状况为例，其他桩位计算另见钢管桩长度计算书)根据地震出版社1993年版钢管桩的设计与施工P26 3-16公式， 开口桩单桩极限承载力为QpUq+ ApAbqb）忽略桩尖承载力 入pAbqb = 0入S砂类土，当D/d21时入=1QP 轴向受压桩的极限承载力（kN）U 桩身截面周长（m ） U =nd=3.14x0.6=1.884mqsi桩粘土的极限摩阻力L.各土层的厚度（m ）根据地震出版社出版的钢管桩设计与施工P17标3.2.2及广 州市政工程设计研究院2002年10月发布的沙仔桥工程施工图设 计钢管桩单桩极限
13、承载力计算如下表土层底标高每层厚度Liqsi每层QP累计 Qp打入深 度桩长单位mkPakNkNmm河底-0.45淤泥-10.159.710182.748182.748粉砂淤泥-10.850.72026.38209.124亚粘土-11.50.765134.706343.83弱风化粉质-12.60.6100140.5484.3312.1519.1当钢管桩打入弱风化粉质岩层，桩底标高为-12.6m时单桩承载力为484.33kN，满足要求。则桩长 L = 6.5 -（ - 12.6 ）= 19.1m2、钢管桩的水平承载力应满足：（1 ）桩体发生的弯曲应力不应超过 桩材的容许弯曲应力（2）桩头的水平变
14、位量不应超过由上部结构确 定的容许变位量。便桥承受的水平荷载包括车辆制动力、机械水平移动产生的力、 风力、流水压力。车辆制动力按吊车自重的1/20 : 240/20=12 KN取风力压强为0.25Kpa风力大小为：0.25x35x1.5x1.5=19.7 KN桩顶水平力按以上2力的合力计算H=16 KN 考虑海潮力 取 H=25 KN计算时按弹性地基梁理论进行求解图根据实用桩基工程手册P209 弹性地基反力法m法进行计算见钢 管桩划分为14段，并从下到上进行 排列，通过弹性支承连续梁计算程序 计算得到钢管桩的内力见下表节点位移（单位:mm,rad）节点转角(rad)位 移节点转角(rad)位
15、移节点转角(rad)位 移0-.00014-.0665-.00027.61210.00345-3.4881-.00015-.0236-.00019.85711.00529-7.8452-.00016.0537.00013.91212.00719-14.0893-.00018.1388.00080.48113.00892-22.1634-.00024.3509.00191-.83714.01433-106.092由上表知最大位移为106.092mm300mm满足要求弯矩和剪力（单位:kN,kNm）MiMjQiQjMiMjQiQj1.000-1.1963.988-3.9888-48.35691.2
16、63-42.90742.90721.196-3.9195.446-5.4469-91.263139.370-48.10748.10733.919-5.8243.809-3.80910-139.370180.445-41.07541.07545.824-6.483.659-.65911-180.446200.593-20.14720.14756.483-.008-6.4756.47512-200.593192.5008.094-8.0946.00817.488-17.49617.49613-192.500167.50125.000-25.0007-17.48848.355-30.86830.86
17、814-167.500.00025.000-25.000最大弯矩位置为河底处Mmax= 200.6kN.m最大剪力Qmax= 48.1 kNo1=P/A+Mmax/W=400x10/149+200.6x103/2172=121.2Mpaq=145 MpaTmax=aQ/A=2x48.1xl0/l49=6.5 MpaA =100按长细杆计算，利用欧拉公式I 临界荷载 Pr = n2EI / ( 4l2)= n2x21 0x109x95842 x10一8= 1306 kN取安全系数nst = 4则钢管桩容许荷载Pcr =Pcr / nst r=1306 / 4 =，川八 351.5 kN图PvPc
18、r满足要求 按打桩力公式检算单桩承载力桩锤选择遵循的原则：锤的冲击能量应满足将桩打至需要的深 度；单桩的总锤击数控制在3000击以内；打桩时的锤击应力小于桩 材的屈服强度(控制在80%85% );最终桩的贯入度不能太小；软 土地区打桩，起始阶段土的阻力小，需多次挂吊桩锤，桩锤不宜选择 过大。对直径在400600mm钢管桩，选用K35柴油锤根据中国建筑工业出版社1999年版实用桩基工程手册P111打桩力公式4-128Qu部勺/饵+ C2)C1=(WH+n2Wp) / (WH+Wp)ef一锤击效率0.8Eh-额定锤击能75kN-mS每击贯入度WH一锤重35kNWP-桩重 131*19.1*10/1000=25kNl桩长 19.1mAP -桩截面积0.283 m2Ep桩材杨氏模量210x109Pan2 =0.25C1=(WH+n2Wp) / (WH+WP) = (35+0.25x25)7( 35+25) = 0.68Qu按钢管桩长度计算时最大受力484KNC2 = Qul/(APEP) =484x19.1/( 0.283x210x106 )= 0.0002 则每击贯入度S = ef-Eh-C1 / Qu - C2 = 0.8x75x0.68/484 - 0.0002 = 0.08 m
