灌注桩施工平台计算书

1、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贝雷纵梁计算四纵梁工字钢136计算五桩顶横垫梁（工字钢140 ）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。第一章主桥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2136c和2140b的工字钢，下部桩基采用630 x 8mn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

2、6m 平台长度84.5m，度宽24.5m。3、设计荷载： 成孔桩机（100 KN/台, 15台桩机总重1500KN，500KN 履带吊车， 才来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、平台面标咼：+8.41m5、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（JTGD63-2007）。4、 中华人民共和国交通部战备办装备式公

3、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（T w= 145MPa剪应力t = 85MPa 轴向应力(T = 140MPa5弹性模量E= 2.1*10 MPa16Mn 钢：弯曲应力(T w= 210MPa 剪应力t = 160MPa 轴向应

4、力(T = 200MPa5弹性模量E= 2.1*10 MPa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 5.56m本平台基础为打 入式钢管桩，每个排架设4根630x 8mn钢管桩，单桩允许承载力P（计算时 按壁厚7mn计算，以确保安全）计算：取630x 8mm旋焊钢管材料进行验算，壁厚按 S =7mml行计算，其钢管 截面特性如下：2A=136.935cm4l=13288.3cmi = 31.15cm3W=4218.7cmM= 107.5Kg/m单根 630mm S =7mn钢管截面承受的允许压力NN=（ A x c ）=136.935 x 10-4 x 140X 103 = 19

5、17kN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，该处钢管最大自由长度为L= 22.5m （根 据勘测资料从强风化岩面标高在-14-15.0之间，取强风化岩面起至钢管墩顶 止-14.5+7.5 ）。按照路桥施工计算手册表12-2公式，则钢管稳定容许应力：c 3 = c = 0.810*140 = 113.4MPa式中：压杆稳定系数；入=V L/i = 1 x 22/0.3115=70.626 v 80;V 压杆的长度系数，该处取 v= 1；L压杆的自由长度，该处 L=22mi压杆对轴的惯性半径，该处 i = 0.3115;（T 压杆材料的容许应力，钢管=

6、140MPa查钢结构设计规范得， = 0.810。单根钢管的稳定容许压力：P = （T 3 A= 113.4 X 106x 136.935 X 10-4 = 1552.8 kN式中：C 3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 0.8m,壁厚0.007m）故单根钢管稳定允许承载力P= 1552.8 kN，所以后续检算钢管的竖向荷载必 须小于P = 1552.8 kN。六、结构计算内容结构计算书中，荷载按成孔桩机（100KN冶，总重1500KN，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，单

7、跨标准跨径6m计算如下内容：1、贝雷纵梁计算2、纵梁工字钢I36计算3、桩顶横垫梁（工字钢I40 ）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。第二章平台结构计算书工程概况厦金客运码头客滚改造水工、土建工程水工工程码头为高桩墩式结构，外接钢趸船，外侧可停靠 50m船舶；另有钢引桥一座，接客货滚装船。桩基为 1200mm1

8、500mm注桩，码头全长为 83m 共有19根水上冲孔灌注桩，4根 钢趸船定位桩为嵌岩钢管桩，其上墩台为转接平台一个和吊桥架支墩 2个。该 工程主要位于厦门国旅码头泊位港池区域， 该部分港池原来为炸礁区，体现地质 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，且客滚泊位的 工期紧，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，基本上安排每两根桩一 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

9、，需要全面搭设平台才能完成 施工任务，平台搭设面积为1510m2,见冲孔桩平台平面布置图。平台结构从上至下依次为5cm厚的松木板，10cm厚贝雷纵梁，2136c工字 钢纵梁，2140b工字钢横梁，桩基为630x 8mn钢管桩。每个排架使用4根钢管 桩，平台顶面标高为 +8.41米。平台设计荷载：成孔桩机（100KN/台，总重 1500KN，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.恒载（每跨）：松木面板（5cm）: 6X 30=180 kg/m=0.18t/m=1.8 KN/m贝雷纵梁：6X 105/3

10、 = 210 kg/m=0.210t/m=2.1 KN/mI36 纵梁 6 X 1/1.5 X 59.9 = 239.6kg/m=0.239t/m=2.396 KN/mI40 横垫梁 6 X 67.6 = 405.6kg=0.4056t= 4.056KN.活载： 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 X 0.76m，见尺寸图。 成孔桩机总重1500KN500KN!带吊机活载图一三贝雷纵梁检算平台面板由厚5cm松木铺成，桥面板底由贝雷纵梁铺设而成，单根贝雷纵梁 结构尺寸为3X 0.772m,底部纵梁跨径为1.5m,成孔桩机和履

11、带吊不可能同时作 用在同一跨上，取500KN履带吊机(QUY50A作业时验算贝雷纵梁的抗弯和抗剪 强度，度单根贝雷纵梁进行计算，松木板自重q=0.772*1.8/6=0.24KN/m,贝雷纵梁自重 q=2.1/6=0.35KN/m,按500KN履带吊机(QUY50A作业时进行计算。计算500KN履带吊机(QUY50A时：按一根贝雷纵梁上的荷载为满布计算， 履带的着地宽度及长度为 0.76 X 4.66m,吊机工作时吊重120X 1.3 = 156KN (吊 重冲击系数卩取0.3 )，吊机自重500KN作用在一根贝雷纵梁上的线荷载为：恒载 q1=0.59KN/m 活载 q2= ( 156+500

12、)X 0.772/( 2 X 0.76 X 4.66 )=71.49KN/mq = q1+q2=71.49+ 0.59 = 72.08KN/m按1.5m跨径简支梁计算 弯距：Mmax=q1/8=72.08*1.5 2/8=20.27KN.m。 剪力：Qmax=ql/2=72.08*1.5/2=54.06 KN(3)截面应力(T =M/W=20.27*10/(3*39.7*10 -6)=170.19Pa v 210MPa3-4T = Q/ (h 腹*d) =54.06*10 /(3*8.56*0.45*10)=46.78 MPa v 160MPaf=5ql 4/(384EI)=5*72.08*1

13、0 3*1504/(384*2.1*10 6*198*10-4)=0.15cm vl/200=0.8cm满足规范要求四纵向136纵梁检算作用在I36分配梁上的静荷载为松木板、贝雷纵梁和工字钢I36纵梁自重，动荷载100KN成孔桩机或500KN履带吊机(QUY50A。136分配梁的间距为1.5m 松木板自重荷载为q 1.5*0.05*0.6*10 3Kg/m =0.45KN/m,贝雷纵梁自重荷载为 q2= 105/2Kg /m =0.525KN/m,工字钢 I36 自重荷载为 q3= 59.9 Kg /m =0.599KN/mo作用在I36分配梁上恒载线荷载：q 合=q 1+q2 + q3 =1

14、.574KN/m。按500KN履带吊机(QUY50A作业时进行计算。工况一：当履带吊履带垂直与纵梁作业时，应有3纵梁分担履带重力354C:J.-1G匸抚一旳两神倩花“捽苦可的一蒼肾带在圾駆的正中咼和丽忌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 X 0.76m，单根工字钢136b承受的荷载为活载：P= (500+120X 1.3 ) /3=218.6KN图二恒载：q=1.574KN/mP/2q2 i川1川川川11川儿卞6.0性图三3.542.46P2】q2P2川II川川川A6.0性 受力简图如图二、三33按图二计算： 弯距：Mmax=q2/8+PI/

15、4=1.574 X 62/8+109.3*6/4=177.47KN.m。 剪力：Qmax= ql/2+ P/2=1.635 X 6/2+218.6/4=59.55 KN(3)截面应力(T =M/W=177.47X 103/(877.6 X 10-6)=202.22MPa 1.3 X 145Mpa=188 Mp(临时结构，取1.3的容许应力增大系数)t = Q/A=59.55 X 103/(76.44 X 10-4)=14.94 MPa V 85 MPaf=8Pl 3/(384EI)=8*109.3*10 3*60003/(384*2.1*10 6*15976*104)=1.46cmVl/200

16、=3cm弯曲应力不满足满足规范要求按图三计算：R= P/2+(2.46/6)*P/2=109.3+109.3*(2.46/6)=154.11K n弯距：Mmax=qi/8+3.54*P/2-2.46*P/2=1.574X 62/8+1.08*218.6/2=131.57KN.m。(2) 剪力：Qmax= 154.11 KN(3) 截面应力(T =M/W=131.57X 103/(877.6 X 10-6)=149.9 MPX 1.3 X 145Mp(临时结构，取 1.3的容许应力增大系数)t = Q/A=154.11 X 103/(76.44 X 10-4)=20.16 MPa V 85 MP

17、a满足规范要求工况二：当履带吊履带平行于纵梁作业时,.1】况二.履带吊的一条履带平行于纵梁压在纵梁的正中间横梁纵梁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 X 0.76m,单根工字钢I36承受的荷载为：活载：5=(500+120X 1.3 ) /2 ) /4.66=70.39KN/m传递到纵梁上为5个集中力P= 70.9.9*1=70.9KN恒载：q2=1.745KN/m受力简图如图四图四4.66qiAM川川川川川川屮川川卅 川川川川川qA6.01iii . iipppp p0.670川川儿LJ川川廿 弯距：Mi= ql2/8=i.574 X 6

18、2/8=7.8 KN.mM2= Pi l i=70.9 X i= 70.9 KN.mM3= P il 2=70.9 X2=i4i.8 KN.mM4= P l 3/2=70.9 X 3/2=i06.35 KN.mMmax= Mi+M2+M3+M4=326.85KN.m 剪力：Qmax= 2.5P=70.9*2.5=i77.25 KN(3)截面应力(T =M/W=326.85 i45Mpat = Q/A=i77.25 X i03/(76.44 X iO-4)=23.i8MPav85 MPaS =6.8iPl 3/(384EI)=6.8i*70.09*64/(384*2.i*i0 6*i5976)=

19、0.488cm vl/200=30cm弯曲应力不能满足规范要求，W=M/(T =35i.86 X i03/i.3*i45 x i0-6=i886X i0-6m= i886cm3查表选用双排I36c工字钢f=6.8iPI 3/(384EI)=6.8i*70.09*i03*60003/(384*2.i*i0 6*i5976*i04)=0.8cm vl/200=3cm五桩顶横垫梁(工字钢I40)强度验算桩顶横梁按双工字钢分配梁的荷载有静荷载(桥面板、贝雷纵梁、工字钢纵梁I36、和I40横梁自重，动荷载有：i00KN成孔桩机和500KN履带吊机(QUY50) 500KN履带吊机(QUY50A工作时有堆

20、放物自重 120KN。当50t履带吊机荷载在横平台向作用在桥面中间且在纵桥向作用在分配梁 顶时，140分配梁跨中有最大弯距。作用在I40横梁上恒载线荷载：q 合 q 1+ q2 + q3+ q4 =1.8+2.1+2.396+0.676=6.972KN/m 。按500KN履带吊机(QUY50A作业时进行计算。工况一：当履带吊履带垂直与纵梁作业时且履带边缘接与横梁对齐时，履带吊作用在横梁上的力最大。横梁受力通过纵梁传递到横梁，由图三计算单根工 字钢I40承受的荷载为活载：p仁 P2= P3=R=154.11KN恒载：q=6.972KN/m履带吊平面布置如图：.1皿横梁纵梁受力简图如图五图五按6m

21、简支梁计算：弯距：Mmax=q1/8+1.5*P1+3*P2/2=6.972*6 2/8+1.5*92.67+3*154.11/2=401.54KN.m。 剪力：Qmax= ql/2+ P1+P2/2=6.792 X 6/2+154.11+154.11/2=251.54 KN(3)截面应力(T =M/W=401.54 1.3 X 145Mpa(临时结构，取1.3的容许应力增大系数)t = Q/A=251.54 X 103/(76.44 X 10-4)=32.91MPav85 MPaf=6.81PI 3/(384EI)=6.81*154.11*103*60003/(384*2.1*10 6*18

22、644*104)=1.5cm vl/200=3cm弯曲应力不满足满足规范要求工况二：当履带吊履带平行于横梁作业时，履带吊平面布置如图：纵菜50t履带吊机横向履带中距为3.54m,工作时应位于横梁中间，其履带着地 长宽为4.66 X 0.76m,单根工字钢I40a承受的荷载为活载：P/2= (500+120X 1.3 ) /4*2*(6-4.66/4)=264.313KN恒载：q2=6.972KN/m图六按6m简支梁计算：2 2(1)弯距：Mmax=q /8+(P/2)l/4=6.972 X 6/8+264.313 X 6/4=427.84KN.m。 剪力：Qmax= ql/2+ P/4=10.

23、346 X 6/2+264.313/2=133.19 KN(T =M/W=434.814X 103心085.7 X 10-6)=546 Mpa 1.3 X 145Mp(临时结构，取 1.3 的容许应力增大系数)t = Q/A=133.19 X 103/(76.44 X 10-4)=17.24MPav85 MPa不能满足规范要求，W=M/(T =427X 103/1.3*145 X 10-6=2306.7 X 10-6mi= 2265cm3查表选用双排I40b工字钢f=8PI 3/(384EI)=8*264.13*10 3*6000%384*2.1*10 6*18644*104)=3.03cml

24、/200=3cm刚度稍不足。六钢管桩设计：(1) 钢管桩的竖向荷载计算：有以上计算可知，履带吊履带中心居中行走时中部在单根钢管桩上， 单根钢 管桩中间的钢管桩受力最大。受力 P : P = (500+120X 1.3 ) /2+( (500+120 X 1.3 ) /2)*3.54/6=521.52KN钢管桩等自重计算：钢管桩顶面标高为 +7.5m,暂按入土 1.5m计算，由设 计图纸中所附地质勘察资料可知， 原泥面为-11.0m，钢管桩为直径800mm的标准 螺旋焊接管，则钢管桩自重为W=27.539X 1.23=33.87KN钢管桩受力 P=521.52+33.87=555.39KN(2)

25、 钢管桩的竖向承载力计算根据路桥施工计算手册摩擦桩单桩走向受压容许承载力计算公式：/P = (Ul T p+Ac R)/2本工程桩基直接作用在强风化岩上，上部覆盖少量淤泥，所以/P = Ac2=174.301*10 -4*7000*103=1220KN(强风化岩极限承载力按7000Kpa取值)所以P=555.39KN/ P 满足要求八平台纵向稳定性验算(按简支梁计算)平台的纵向水平推力来自履带吊荷载的制动力，按规范规定，制动力为荷载长度内履带吊总重量的10%但不小于一辆重车荷载的30%制动力为：P=500X 10%=50kN根据JTJ021-89第2、3、9条，对排架式墩台所受的制动力应按墩台的刚度分配。(钢管桩 800x 8mm实际按壁厚7mm计算，按最不利位置即第一种典 型地质且单排桩进行计算)桩顶制动力计算墩每根桩的刚度为：EI=EX 3.14( 0.634-0.084) /64=3.378 x 10-4E m4墩每根桩的分配的制动力为：P1=50/2=25 KN用m法计算墩桩身最大弯矩桩基础变形系数：a =5Vmb1/EI查 JTG D063-2007 表 P.0.2-1，当地质为强风化岩时， m=10000-2000