钻孔平台受力转换计算书

1、钻孔平台受力转换计算书目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc58189425 1 工程概况 PAGEREF _Toc58189425 h 1 HYPERLINK l _Toc58189426 2 设计规范及依据 PAGEREF _Toc58189426 h 1 HYPERLINK l _Toc58189427 2.1 设计规范及依据 PAGEREF _Toc58189427 h 1 HYPERLINK l _Toc58189428 2.2 地质条件 PAGEREF _Toc58189428 h 1 HYPERLINK l _Toc58189429 2.3 流速

2、PAGEREF _Toc58189429 h 2 HYPERLINK l _Toc58189430 2.4 水位 PAGEREF _Toc58189430 h 2 HYPERLINK l _Toc58189431 3 结构布置及材料特性 PAGEREF _Toc58189431 h 2 HYPERLINK l _Toc58189432 3.1 结构布置 PAGEREF _Toc58189432 h 2 HYPERLINK l _Toc58189433 3.2 材料特性 PAGEREF _Toc58189433 h 3 HYPERLINK l _Toc58189434 3.3 钢材强度设计值 P

3、AGEREF _Toc58189434 h 3 HYPERLINK l _Toc58189435 4 荷载分析及材料特性 PAGEREF _Toc58189435 h 4 HYPERLINK l _Toc58189436 4.1 结构自重 PAGEREF _Toc58189436 h 4 HYPERLINK l _Toc58189437 4.2 施工荷载 PAGEREF _Toc58189437 h 4 HYPERLINK l _Toc58189438 4.3 履带吊荷载 PAGEREF _Toc58189438 h 4 HYPERLINK l _Toc58189439 4.4 旋挖钻荷载 P

4、AGEREF _Toc58189439 h 4 HYPERLINK l _Toc58189440 4.5 振动锤 PAGEREF _Toc58189440 h 7 HYPERLINK l _Toc58189441 4.6 车辆荷载 PAGEREF _Toc58189441 h 7 HYPERLINK l _Toc58189442 4.7 水流力计算 PAGEREF _Toc58189442 h 7 HYPERLINK l _Toc58189443 4.8 风荷载 PAGEREF _Toc58189443 h 7 HYPERLINK l _Toc58189444 4.9 荷载组合 PAGEREF

5、 _Toc58189444 h 8 HYPERLINK l _Toc58189445 5 结构受力计算 PAGEREF _Toc58189445 h 9 HYPERLINK l _Toc58189446 5.1 上部结构受力计算 PAGEREF _Toc58189446 h 9 HYPERLINK l _Toc58189447 5.2 钢管桩承载能力计算 PAGEREF _Toc58189447 h 15 HYPERLINK l _Toc58189448 5.3 钢管桩稳定性计算 PAGEREF _Toc58189448 h 15第 PAGE13 页 共 = NUMPAGES 15 -411

6、页工程概况钻孔平台为钢管桩受力，且钢管桩为板凳桩，在承台四周卵石清理后，其受力无法满足要求，本次设计对原平台进行改进设计，平台设计标高为+208m，河床底平均标高为+202m，枯水期水位平均标高为+204m。设计规范及依据设计规范及依据1、施工图设计文件2、钢结构设计标准（GB50017-2017）3、建筑结构荷载规范（GB5009-2012）4、港口工程荷载规范（JTS 144-1-2010）5、码头结构设计规范（JTS+167-2018）地质条件岛礁至2#主墩地质情况如 REF _Ref56601373 h 表 2.21、 REF _Ref56601374 h 表 2.22所示。表 STY

7、LEREF 2 s 2.2 SEQ 表 * ARABIC s 2 1 ZK10地质参数表地层代号岩土名称层厚（m）层底标高状态桩极限摩阻力qfi （kPa）极限端承力qR（kPa）Q4al卵石2.5198.95稍密/7000J2S细砂岩3195.95强风化300/J2S细砂岩1.6194.35中风化15004000J2S粉砂质泥岩32.5161.85中风化8001500孔深5.5m以上为强风化岩层，以下为中风化岩层。表 STYLEREF 2 s 2.2 SEQ 表 * ARABIC s 2 2 ZK12地质参数表地层代号岩土名称层厚（m）层底标高状态桩极限摩阻力qfi （kPa）极限端承力qR

8、（kPa）Q4al卵石3.7197.65稍密/7000J2S粉砂质泥岩4.8192.85强风化250/J2S粉砂质泥岩22.7170.15中风化8001500水位枯水期抢工水位+204m钻孔平台设计标高为+208m结构布置及材料特性结构布置2#钻孔平台通过在钢护筒上焊接牛腿，让平台结构受力从钢管柱转换至钢护筒，具体布置见 REF _Ref58188145 h 图 3.11、 REF _Ref58188147 h 图 3.12。图 STYLEREF 2 s 3.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 1 2#钻孔平台断面图（单位：cm）图 STYLEREF 2 s 3.1 SEQ 图 * AR

9、ABIC s 2 2 2#钻孔平台桩位平面布置图（单位：cm）材料特性主要材料特性见 REF _Ref56602334 h 表 3.21。表 STYLEREF 2 s 3.2 SEQ 表 * ARABIC s 2 1 主要材料特性表序号名 称A(cm2)W(cm3)I(cm4)备注1HN700300231.54553219362002I40a86.1109021720钢材强度设计值临时工程Q235B钢材的强度设计值，Q235钢材板厚时：弯应力、组合应力 剪应力 Q235钢材板厚时：弯应力、组合应力 剪应力 荷载分析及材料特性结构自重按各构件实际重量计，。施工荷载除其他施工荷载外所有区域：履带吊

10、荷载履带吊采用QUY850A履带吊，整机质量重83t，配重质量31.6t，总重114.6t，最大吊重计20t。履带宽80cm，履带长度635.8cm，履带着地长度526cm，其外形如 REF _Ref57035613 h 图 4.31所示。图 STYLEREF 2 s 4.3 SEQ 图 * ARABIC s 2 1 80t履带吊外形尺寸图（单位：mm）旋挖钻荷载承台引孔施工采用SWDM360型旋挖钻，整机自重116t，履带宽90cm，履带长度612cm，着地长度512cm，最大提升力为37t，其外形如 REF _Ref57037990 h 图 4.42所示。图 STYLEREF 2 s 4.

11、4 SEQ 图 * ARABIC s 2 2 SWDM360H旋挖钻外形尺寸图表 STYLEREF 2 s 4.4 SEQ 表 * ARABIC s 2 2 SWDM360H旋挖钻尺寸参数表车辆荷载栈桥行驶车辆主要为运渣车和罐车，运渣车重量小于罐车重量，按罐车荷载进行计算。罐车满载400kN，空载120kN，罐车前轮着地面积为2030cm，后轮着地面积为2060cm，如 REF _Ref56608658 h 图 4.61所示。图 STYLEREF 2 s 4.6 SEQ 图 * ARABIC s 2 1 罐车平面尺寸示意图（单位：cm）荷载组合按极限状态法计算，根据建筑结构荷载规范（GB 50

12、009-2012）中3.2节，基本组合：标准组合：由永久荷载控制的效应组合，同时本工程使用年限5年，永久荷载分项系数由可变荷载控制时，由永久荷载控制时；可变荷载分项系数，荷载组合值系数对于车辆荷载取1。故本计算中：荷载设计值=1.35永久荷载+1.4可变荷载本计算采用有限元分析软件Midas/civil 2015 8.3.2版。结构受力计算上部结构受力计算上部采用型钢结构，从上至下依次为：10mm厚花纹钢面板，分配梁采用I40a，间距350mm，纵梁选用2HN700型钢，在正常使用的各个最不利工况下，上部结构的最大应力见 REF _Ref58189310 h 表 5.11。表 STYLEREF

13、 2 s 5.1 SEQ 表 * ARABIC s 2 1 平台上部结构最大应力汇总表构件名称及规格受力最大工况弯曲应力容许值剪应力容许值备注（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）10mm钢面板罐车145.2215-满足要求I40a横向分配粱履带吊190.720561.1120满足要求2HN700纵梁旋挖钻90.620554.6120满足要求10mm桥面板计算钢板厚度为10mm，I40a横向向分配梁间距为35cm，面板为单向板，取1m板宽计算。1、荷载计算（1）40t罐车：（2）SWDM360型旋挖钻，考虑70%偏载：（3）85t履带吊，考虑70%偏载：（4）10mm宽钢板自重2、强度计算对

14、比可知面板强度计算由40t罐车控制弯矩：弯应力：，满足要求。I40a横向分配梁HN700300型钢最大横向间距为380cm，将I40a横向分配梁考虑为简支梁进行计算。1、荷载计算（1）40t罐车：（2）SWDM360型旋挖钻作业，考虑70%偏载：（5）85t履带吊，考虑70%偏载：（6）钢板及I40a自重为2、受力图示各个工况下I40a受力情况如 REF _Ref57045383 h 图 5.11所示。图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 1 I40a受力示意图（单位：cm）3、强度计算弯矩：弯应力：，满足要求。剪力：剪切应力：，满足要求。2HN700纵梁

15、1、荷载计算（1）40t罐车，简化为集中荷载：（2）SWDM360型旋挖钻施工，考虑70%偏载：（3）85t履带吊，考虑70%偏载：（4）钢板、I40a及主横梁自重为2、受力分析根据分析，SWDM360型旋挖钻施工在顺着HN700方向布置和垂直布置均有可能产生最不利荷载，故对这两种工况进行分析。（1）SWDM360型旋挖钻垂直于HN700时，最少有4根HN700（2组）型钢受力。将该反力置于HN700分配梁跨中时有最大弯曲应力，位于支点处有最大剪切应力。作用力：，如 REF _Ref57909697 h 图 5.12所示。图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s

16、2 2 SWDM360工况一受力示意图（单位：cm）（2）SWDM360型旋挖钻平行于HN700时，最不利时由两根HN700承受，根据分析，SWDM360型旋挖钻施工纵向布置时，其两种受力较大的工况分别见 REF _Ref57056951 h 图 5.13、 REF _Ref57056952 h 图 5.14。图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 3 SWDM360工况二受力示意图（单位：cm）图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 4 SWDM360工况三受力示意图（单位：cm）3、强度计算（1）SWDM360工况一弯

17、曲应力：，满足要求剪切应力：，满足要求支反力：图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 5 HN700分配梁弯曲应力（单位：MPa）图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 6 HN700分配梁剪切应力（单位：MPa）图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 7 HN700分配梁支反力（单位：kN）（2）SWDM360工况二弯曲应力：，满足要求剪切应力：，满足要求支反力：图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 8 HN700分配梁弯曲应力（单位：MPa）图

18、STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 9 HN700分配梁剪切应力（单位：MPa）图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 10 HN700分配梁支反力（单位：kN）（3）SWDM360工况三弯曲应力：，满足要求剪切应力：，满足要求支反力：图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 11 HN700分配梁弯曲应力（单位：MPa）图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * ARABIC s 2 12 HN700分配梁剪切应力（单位：MPa）图 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 图 * AR