非通航孔桥钻孔平台验算书

1、非通航孔桥钻孔平台验算书一、I14工字钢分配梁计算选取平台上荷载最为集中的位置进行分配梁的计算，钻机、泥浆池主要都是平台H450×200梁承受，故选取20t钻杆堆放位置进行分配梁的计算。钻杆下有3m÷0.5m6根分配梁承受，单根分配梁承受的均布线荷载为：q钻杆200KN÷3m÷6=11.11KN/m，均布载长度为3m。 单根分配梁自重线荷载为：q自重16.87kg/m=0.17KN/m，均布载长度为3.1m。偏安全考虑，按简支梁计算，建模计算如图1114。图11 建模图图12 弯矩图图13 剪力图图14 挠度图Mmax13.5KNm Qmax16.9KN

2、 fmax9mm M/W132.7MPa<215 MPa，满足要求。 QS/It16.9×103×1.52×104/7.12×106×5.5×10365.6MPa<125 MPa, 满足要求。 fmax8mm<3100/30010mm，满足要求。综上，选用I14工字梁，间距0.5m，作为平台的分配梁完全满足要求。二、平台梁计算2.1平台梁计算说明1、龙门吊轨道铺设1，6梁上行走，1，6梁仅仅作为龙门吊的承重梁，受力唯一，将不参与平台荷载的受力；2、2、3梁作为泥浆池、钻机、钻杆的承重梁；3、4、5梁作为空压机、泥浆分

3、离器、发电机的承重梁；图212.2 平台梁受力计算2.2.1 单根平台梁平台荷载计算1、平台铺设面板平台上铺设8mm钢板，铺设面积为278m2，重174.6KN，近似由16梁承受，则单根梁承受的钢板重量的线荷载为：q钢板174.6÷6÷17.31.68KN/m2、平台分配梁平台上铺设I14，间距0.5m，单根长度16.5m，共34根，共重94.7KN，近似由16梁承受，则单根梁承受的钢分配梁重量的线荷载为：q分配梁94.7÷6÷17.30.91KN/m3、平台梁自重线荷载平台梁均用HN450×200加工，翼板厚14mm，腹板厚9mm，双肢梁自重

4、线荷载为：q自重2×76kg/m1.52KN/m综上，qq钢板q分配梁q自重1.680.911.524.11KN/m2.2.2 1#、6梁受力计算1#、6梁承受龙门吊自重（400KN）及吊物的荷载。选取起吊最大重物400KN，选取龙门吊在1、6上最不利的工况，对1、6进行验算。龙门吊自重400KN，起吊重物400KN，共计荷载800KN。其中460KN平均作用在1梁上的两个支腿，每个支腿作用230KN；其中340KN平均作用在6梁上的两个支腿，每个支腿作用170KN。1、1梁：图22图23图24图25Mmax=286KNm Qmax=208KN fmax=11mm2、6梁：图26图2

5、7图28图29Mmax=213KNm Qmax=157KN fmax=8mm2.2.3 2#、3梁受力计算2、3梁承受钻机、钻杆、泥浆池的荷载，钻机和钻杆的荷载均增加0.3倍的动荷载系数，2、3梁平分荷载。q钻机（400+200）×1.3÷2÷4.684.8KN/m400钻机重；200钻杆重；1.3动荷载系数；2表示2和3梁共同承载；4.6钻机、钻杆底盘作用在梁上的长度。q泥浆池500÷2÷3.571.4KN/m500泥浆池重；2表示2和3梁共同承载；3.5泥浆池底盘作用在梁上的长度。图210图211图212图213 Mmax=315KNm Q

6、max=305KN fmax=9mm2.2.4 4#、5梁受力计算 4、5梁承受空压机、泥浆分离器、发电机的荷载， 4、5梁平分荷载。q空压机50÷2÷1.813.9KN/m；q泥浆净化器60÷2÷1.816.7KN/mq发电机80÷2÷2.317.4KN/m。50、60、80空压机、泥浆净化器、发电机的自重；2表示4和5梁共同承载；1.8、1.8、2.3空压机、泥浆净化器、发电机底盘作用在梁上的长度。图214图215图216图217Mmax=35KNm Qmax=42KN fmax=1mm2.3 平台梁验算 根据“2.2”点，对平台

7、梁最大弯矩、剪力、挠度进行验算。 Mmax/W315/（2×1500×106）105000KPa105MPa<215 MPa QS/It305×（2×2.11×103）/（2×3.23×104）×（2×9×103）110690KPa=110.7MPa<125 MPa f=11mm<6150/400=15mm综上，选用6根双肢HN450×200作为平台梁，弯矩、剪力、挠度均满足要求。三、平台扁担梁计算3.1平台扁担梁计算说明整个平台共设13扁担梁，单根扁担梁采用双肢H6

8、00×200加工，翼板厚17mm，腹板厚11mm，单根长度17.3m。2#扁担梁腹板焊接1cm厚的钢板加强，平台梁与扁担梁相交的位置，平台梁的反力及为扁担梁所受到的力。计算过程中，取扁担梁的自重线荷载为：q自重2.1KN/m3.2平台扁担梁计算说明3.2.1 1扁担梁受力计算图31图32图33图34Mmax=175KNm Qmax=197KN fmax=3mm3.2.2 2扁担梁受力计算图35图36图37图38Mmax=880KNm Qmax=826KN fmax=12mm3.2.3 3扁担梁受力计算图39图310图311图312Mmax=134KNm Qmax=117KN fmax

9、=1mm3.3 平台扁担梁验算 根据“3.2”点，对平台扁担梁最大弯矩、剪力、挠度进行验算。 Mmax/W880000/（2×2607×106）168.8 MPa<215 MPa QS/It826000×（2×3.58×103）/（2×7.82×104）×（2×21×103）92230054Pa=92.2MPa<125 MPaf12mm<750/400=19mm综上，选用3根双肢HN600×200作为平台梁，弯矩、剪力、挠度均满足要求。四、临时桩计算 平台共计2根80

10、cm（壁厚10mm），7根120cm（壁厚14mm）临时桩，桩长均为28m。4.1上部结构对桩荷载计算根据第“三”，得出扁担梁的支点反力，即为临时桩承受的上部荷载大小。80cm临时桩受到的最大荷载为286KN,120cm临时桩受到的最大荷载为1015KN。4.2外界对临时桩的作用4.2.1水流压力计算根据青岛海湾大桥工程施工招标文件-基础资料提供的数据，流水压力取沧口以东100a的设计流速94cm/s，此设计流速考虑了潮流最大可能流速以及对应重现期的设计风速所引起的风海流、余流。根据港口工程荷载规范，港口工程的水流压力为：Fw=Cwm1n1V2A/2其中：Fw为水流压力，KN Cw为水流阻力系

11、数，圆形截面取0.73 m1为遮流影响系数，120钢管桩取0.54, 60钢管桩取0.63 n1为淹没深度影响系数，取1.0 为水密度t/m3，海水取1.025 V为水流设计速度，m/s A为计算构件在与流向垂直平面上的投影面积，m2取钢管桩1m长度进行计算，则：对120钢管桩Fw=Cwm1n1V2A/2=0.73×0.54×1.0×1.025×0.942×1.2/2=0.21KN对80钢管桩Fw=Cwm1n1V2A/2=0.73×0.63×1.0×1.025×0.942×0.8/2=0.16K

12、N4.2.2风载大小计算根据港口工程荷载规范，港口工程的风压力为：Wk=SW0其中：Wk为港口工程结构风压力，Kpa S为风载体型系数，取1.0 为风压高度变化系数，取1.38 W0为基本风压，Kpa； W0=V2/1600,V为港口附近的空旷平坦地面，离地10m高30年一遇10 min平均最大风速，m/s根据青岛海湾大桥工程施工招标文件-基础资料提供的数据，离地10m高30年一遇10 min平均最大风速为32.9m/s则：Wk=SW0=1.0×1.38×32.92/1600=0.94Kpa因风速32.9m/s时风力已达到12级，根据港口作业相关规范要求，在风力达到6级以上

13、时必须停止作业，所以32.9m/s的风压力只能作为结构安全验算荷载，而不能作为结构施工时的风荷载。施工时的风荷载取5级风的最大值10.7m/s，其基本风压力为Wk=SW0=1.0×1.38×10.72/1600=0.1Kpa对120钢管桩:Fw= 0.1×1.2=0.12KN 4.2.3船舶停靠时对钢管桩的撞击力平台侧面的所靠重船主要是材料运输船，自重物重约50006000KN，取6000KN，根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)4.4.2公式：FWV/gT6000×0.94÷9.81÷3192KNW漂流物重力（KN）

14、；V水流速度（m/s）；T撞击时间(s),应根据实际资料估计；g重力加速度，g9.81（m/s2）；因平台上设置有靠船护舷，撞击时间取3s，考虑撞击力由3根钢管桩同时承受，则单根钢管桩承受的撞击力为64KN。4.3临时桩的受力验算1、临时桩承载力验算 临时桩长度均为28m，入土深度为18m，根据地质资料计算承载力如下：80cm临时桩： P（Ui×L）/2×0.8×35×18÷2791KN>286KN，满足要求。120cm临时桩：P（Ui×L）/2×1.2×35×18÷21187KN>1015KN，满足要求。临时桩压应力验算80cm临时桩：=N/A286000/0.02482=11.52MPa<215MPa，满足要求。120cm临时桩：=N/A1015000/0.05216=19.46MPa<215MPa，满足要求。2、临时桩在外力作用验算 以海床面作为临时桩的固结部位