主墩钻孔桩作业平台结构验算.doc

附件2-1主墩钻孔桩作业平台结构计算书计算说明平台结构说明本桥单个过渡墩桩基总数为7个,直径为2米。钻孔桩基施工采用3台冲击钻机进行,由于桩基位于水中,因此首先在河中搭设好钻孔作业平台。该平台基础为单排四根φ600×8mm钢管桩(共计四排,,)打入河床砂土层,在钢管桩高出水面部位用φ299×5mm钢管作横向连接,将16跟钢管桩在两个方向上连接成整体,在每排钢管桩顶横桥向固定一组贝雷梁(每组两排),然后在上方纵桥向安放I25b工字钢并固定牢。详细结构尺寸见钻孔作业平台图。计算结构简化说明为计算简便同时又跟本工程施工实际相符合,对钢管桩作业平台的建设起到指导性的作用,在计算时对结构做出了相应简化。计算工况本钻孔作业平台的作用在于桩基施工时冲击钻机停放打桩、小型泥浆泵等机具设备放置、承台施工时套型模板安装及浇注承台混凝土的模板外侧支撑、浇筑承台封底混凝土支架。因此工况分为如下两个:平台在桩基施工时的结构受力;平台在承台施工时的结构受力。结构简化I25为梁端简支梁;贝雷梁计算采用MIDAS软件进行计算;计算时不考虑钢管桩桩身倾斜度且所有钢管桩均为轴心受力;钢管桩为纯摩擦桩基。编制依据《主墩钻孔桩工作平台施工图》《公路工程施工计算手册》《钢结构计算手册》《公路桥涵施工技术规范》《结构力学教材》、《材料力学教材》荷载计算桩基施工时荷载计算施工机具设备荷载在钻孔桩施工时平台上共计停放三台钻机进行打桩作业,钻机停放位置为平台的对角上各停放1台,每台重15吨重,外加小型机具设备共计5吨,故1/9平台上方最大外荷载共计20吨,,平台计算荷载为24吨。水流对钢管桩的冲击力计算如下:考虑潮水水流冲击速度为3米/秒,查《公路桥涵设计通用规范》得作用在桥墩上的流水压力标准值按下式计算:式中:——流水压力标准值;——桥墩形状系数;,,.,,;——桥墩阻水面积,计算至一般冲刷线处;由于该处位于海边,潮水频发,故此处偏于安全取桩身最大入水深度10m。——水的重度;——水流速度;则风力计算:平台受10级大风荷载作用的情况下,,,平台加钢管桩有效横截面面积为:12m2,,考虑桩身外露长度3米。则横向风力计算如下:N1=×(12+×8)=11KN。船只撞击力横桥向取100KN,纵桥向取200KN。承台施工时荷载计算根据承台施工方案,本施工作业平台在承台施工时主要用于套箱模板安装和在模板外侧作横向支撑、承台封底混凝土自重。现取以下施工工况分别进行计算。套箱模板安装时底板重量和套箱模板重量根据套箱模板图纸计算出底板重量为,20吨,套箱侧模重量60吨。承台封底混凝土共计250方,。承台封底混凝土浇筑完成后抽出套箱内部水,外侧水压力计算如下:承台施工时间段预计水位为17米。套箱模板高度为4米,。查《流体力学》教材得静水压力标准值按下式计算:顺桥向套箱两侧水压差为:=×××14=:F1=×××12=170KN套箱模板横桥向水流压力计算风力计算套箱模板外露高度为2米,考虑10级大风的横桥向风力为:N2=×12×2=:N3=×14×2=,顺桥向取100KN。桩基施工时平台上部型钢结构受力计算I25工字钢受力计算根据钻机停放位置和形式,可将荷载平均分布到单根I25工字钢上,钻机下方共计4根I25工字钢,因此结构受力简图如下:图中q=24×÷÷4==1/8×ql2=1/8××=·mσmax=Mmax/Wz=×106/422240==××103÷2÷÷10=。贝雷梁受力计算将上方传递下来的荷载平均分摊到两排贝雷梁上,则结构计算模型图如下:图中q=24×÷÷2=:<560KN,满足要求。弦杆弯矩图如下:·m<·m,满足要求。竖杆轴力由图知:<210KN,满足要求。斜杆轴力斜杆轴力图如下:由图知:<170KN,满足要求。因此,贝雷梁结构受力能满足钻孔桩作业施工时的结构受力要求和施工使用要求。桩基施工时平台桩