水上作业平台计算书

1、省道263线南北长山联岛大桥钢平台计算书编制：审核：审批：中铁十四局集团有限公司南北长山联岛大桥项目经理部2011年12月24日三种钻孔平台立面图目录一概述错误!未定义书签。1设计说明错误!未定义书签。设计依据错误!未定义书签。技术标准错误!未定义书签。二荷载布置错误!未定义书签。上部结构恒重错误!未定义书签。车辆荷载错误!未定义书签。9m3罐车荷载错误/未定义书签。履带吊50t（计算中考虑最大吊重20t）错误/未定义书签。35t吊车荷载错误/未定义书签。钻机荷载错.误!未定义书签泥浆池荷载错.误!未定义书签施工荷载及人群荷载错.误!未定义书签三上部结构内力计算错误!未定义书签。支撑反力计算错

2、误!未定义书签。汽车荷载错.误!未定义书签支承反力错.误!未定义书签桥面112工字钢承载力计算错误!未定义书签。116工字钢分配横梁承载力计算错误!未定义书签。汽车荷载错.误!未定义书签计算分析错.误!未定义书签贝雷梁计算错误!未定义书签。四下部结构内力计算错误!未定义书签。2I25工字钢计算错误!未定义书签。630钢管计算错误!未定义书签。入土深度计算错误!未定义书签。钢管桩稳定性计算错误!未定义书签。单根钢管桩流水压力计算错.误!未定义书签单根钢管桩横桥向风力计算错误!未定义书签钢栈桥横桥向风力计算错.误!未定义书签单根钢管桩顺桥向风力计算错误!未定义书签波浪力错.误!未定义书签结论错误!

3、未定义书签。钻孔平台计算书一概述1设计说明根据省道263线南北长山联岛大桥的具体地质情况、水文情况和气候情况，施工海域受季风、大雾及风浪影响较大，为满足施工总体进度要求以及安全生产和环保方面的需要，下部结构施工我部拟采用钢平台施工方案。钢平台根据桥梁墩台的形式钻孔平台共分为三种形式。钢平台的下部为壁厚8mm的720螺旋钢管，钢管桩上部采用2145工字钢作为主纵梁，使用贝雷片作为横梁，使用120工字钢作为分配横梁，上部铺设1cm厚钢板作为平台工作面，使用48X3.5mm钢管作为护栏使用。主墩钻孔平台的主要尺寸为21mX15m，共5个，主、引桥共用墩钻孔平台主要尺寸为18mX15m,共2个，引桥墩

4、钻孔平台为23mX12m，共18个。侧面图设计依据1)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)2)公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)3)公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)4)公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000)5)海港水文规范(JTJ213-98)6）省道263线南北长山联岛大桥施工图（技术标准)1）设计顶标高+5.40m，与设计桥梁重合；2）设计控制荷载：9m3罐车、501车（最大吊重按201考虑）、20t钻机；3）设计使用寿命：2年；4）水位：取20年一遇最高水位+3.04m；5）河床高程取-5.20m，最大冲刷深度考虑3m，即冲刷后地面线高程

5、为-8.2m；6）流速：v=1.53m/s；7）河床覆盖层：淤泥，厚度4.5m；8）基本风速:27.3m/s；9）浪高：3.01m；10）设计行车速度5km/h。二荷载布置上部结构恒重1）面层：平台上部铺设1cm厚钢板荷载为：m2；2）面层横向分配梁：I，m，间距0.35m；203）纵向主梁：321型贝雷梁，KN/m；4）桩顶分配主梁：2I，m；45a车辆荷载9m3罐车荷载9m3罐车荷载模型主要参数：整备车重140kN；载重9m3砼重216kN；轴距为3545mm+1350伽；前轴重76kN，后轴重140kN，前轮轮胎着地尺寸为300mmX200mm；后轮轮胎着地面积600mmX200mm；后

6、轮轮距为1.8m。按照公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）要求，结构重76后轮均载要系数Y0取为，汽车荷载效应系数Yq1取为，冲击系数卩取为，前轮均载q=633.33kN/m2，k12x0.3x0.2140q=583.33kN/m2。k22x0.6x0.2图2.2.1罐车荷载的纵向排列和横向布置（重力单位：kN；尺寸单位：cm）2.2.2履带吊501（计算中考虑最大吊重20t）180希統料竝力为56k睢（J川H川川川D50T履带吊车荷载的纵向排列和横向布置（重力单位：kN；尺寸单位：m）35t吊车荷载现按照35t汽车吊吊装20t荷载，支腿全部打开的形式来考虑,荷载模型为：III1I1

7、I1荷载模型支腿B处的反力最大为393kN,按照支腿下部支垫1mX1m垫板考虑将支腿荷载均匀分散至钻孔平台上。因此在计算时考虑三根120工字钢受力，每根承受的荷载值为q=393x103=131kN/m，考虑系数TOC o 1-5 h zk吊13x1为后荷载取值为q二x1.45=189.95kN/m。其他按照43kN计算吊1q=43X10=14.33kN/m，q二14.33x1.45二20.783kN/m。k吊23x1吊2钻机荷载钻机按照10t考虑，钻机尺寸为10mX3m，按照均布荷载计算为:化=特=3.33kN/m2，计算时按照下部7根I20工字钢受力长度为加，每根工字钢的荷载值为：q=100

8、X103=7.14kN/m；工作状态下k钻17x2重量按照430kN计算荷载值为q=430X10=30.7kN/m受力模型为: HYPERLINK l bookmark20 o Current Document k钻27x2非工作状态工作状态211111111111111111laco泥浆池荷载泥浆池尺寸为3mX4mX2m,泥浆的密度为1.2g/cma，按照满布计算。泥浆池为钢模板拼装制作，自身重量为42kN,泥浆重量为288kN，qk池=42+288x103=z/心400Xb400泥浆池荷载模型施工荷载及人群荷载施工荷载及人群荷载：4KN/m2根据现场施工实际，履带吊与9m3罐车是主要的荷载

9、，对整个平台的强度、刚度、稳定性影响较大，因此，计算时主要考虑两者。履带吊与9m3罐车的主要技术指标主要指标单位履带-509m3罐车车辆重力kN500356履带数或车轴数个23各条履带压力或每个车轴重力kN56kN/m140履带着地长度或纵向轴距m+每个车轴的车轮组数目组24履带或车轮横向中距m履带宽度或每对车轮着地宽和长mX三上部结构内力计算1cm面板计算3.1.1汽车荷载单边车轮作用在跨中时，1cm厚钢板弯矩最大，轮压力为均布荷载来计算。荷载分析：1）自重均布荷载：m2；2）施工及人群荷载：不考虑与汽车同时作用；3）汽车轮压：最大轴重为140kN，每轴2组车轮，则单组车轮荷载为76kN，车

10、轮着地宽度和长度为0.6mX0.2m,单组车轮作用在1个单位宽度钢板上，汽车的冲击系数取为，贝y1cm厚钢板受到的荷载为：q=qx1.45=70乂10 x1.45=845.833kN/m。k0.6x0.2支承反力现场车辆轮胎主要尺寸为0.6mX0.2m和0.3mX0.2m两种，现场120工字钢分配横梁间距为0.35m,净距为0.25m即，最不利情况为每个轮胎位于一根工字钢上此处，若考虑1cm厚钢板的应力分散最钢板的受力更为有利现不在计算钢板的受力，仅计算钢板的支承反力作为计算120分配纵梁使用。1cm厚钢板的计算模型可以简化为三跨连续梁来计算，车轮位于产生的支反力模型如下：受力简图一反力图一受

11、力简图二反力图二最大反力R二Rx0.2二347.69x0.2二69.538kNmax桥面I20工字钢承载力计算最不利情况为单个后轴车轮位于同一根I12工字钢上部，即q=R=347.69kN/m，作用长度为0.2m。同时120分配横梁的跨度也是最大时最为不利该情况的计算模型为：最不利弯矩模型图最不利弯矩图最不利剪力图最不利弯矩反力图最大弯矩：M=32.72kN-mmax正应力：c=M=32,72x103=138.059MPaQ=215MPa（满足强度要求）w237x10-6最大剪应力：Q二74.1kNmaxt=QS*=3xQ=3x74.1X103=79.392MPac=125MPa（满足强度要求

12、）Ib2bh20.2x0.007贝雷梁计算通过荷载分析，当履带吊与钢护筒平行时，即只有两组贝雷梁受力时最为不利，按照该工况计算受力对于结构比较有利，同时在靠近钢护筒的位置处设置抱箍，作为牛腿使用支撑贝雷梁。q=1.45xq=1.45x56x4.5=261kN/mk2x0.7受力简图弯矩图剪力图反力图最大弯矩：M二143.9kN-mmax最大剪力：Q二215.03kNmax支反力为：R二215.03kNmax查贝雷梁参数得，单层单片贝雷梁承受的参数M二788.2kNm，max最大剪力为Q二245.2kN，满足要求。max四下部结构内力计算2I45工字钢计算2I45工字钢所承受的荷载主要为贝雷梁传

13、递的结构自重和车辆荷载，施工中考虑9m3罐车偏载的现象及车辆位于2I25工字钢跨度中心两种不利情况。结构自重：主要为桥梁上部结构自重及2I25工字钢自重两种，其中上部结构的荷载主要重量为:G二0.01x6x15x78.5+0.142x15x17+0.25x30 x6+2.7x5x6二232.86kN,荷载值通过贝雷梁传递至2I25工字钢主横梁上，每道贝雷梁传递的竖向荷载为：q=1.2x=1.2x232.86=46.572kN；66偏载断面示意图当履带吊偏载时，即一条履带位于单片贝雷梁顶部时：按照整个履带吊的重量全部由一排钢管桩来承重，由于其他相邻两排钢管桩也为受力，采用该模型较为有利。q=1.

14、45xq=1.45x4.5X56=522kN/mk0.7受力模型反力图将贝雷梁的支承反力转化为2I25的荷载，每个荷载值为：R1二3.58+46.572二50.152kN，R2二-15.33+46.572=31.242kN，R3二317.39+46.572二363.962kN，R4二47.94+46.572二94.512kNR5二174.45+46.572二221.022kN，R6二203.28+46.572二249.852kN受力模型图弯矩图剪力图反力图最大弯矩为：M=112.35kN-mmaxc=M=112.35x103=135.978MPaQ=215MPa（满足强度要求）w804x10-

15、6最大剪力为：Q二313.86kN千-QS*_313.86x103x230.7x2x10-6Ib2x5020 x10-8x2x0.008max-90.149MPaQ-125MPa(满足强度要求)最大反力为：R-465.96kNmax通过以上计算2125工字钢满足荷载要求。630钢管计算通过以上计算630钢管桩基础最大承重荷载为，施工时使用DZJ-90振动锤打设。表DZJ-90振动锤性能表电机功率偏心力矩振动频率r/min激振力机重允许拔桩力(kW)NmkNkgkN90040311005467300254入土深度计算根据港口工程桩基规范(JTJ254-98)第4.2.4条:1Q-(U工qI+qA

16、)d丫fiiRR式中：Q单桩垂直极限承载力设计值(kN)；dY单桩垂直承载力分项系数，取；dU桩身截面周长(m),本处为1.978m；q单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值(kPa)；1桩身穿过第i层土的长度(m)；iq*单桩极限桩端阻力标准值(kPa)；RA桩身截面面积，630X12mm钢管桩A=232.981cm2；查看地质资料可得下表序号土层名称极限摩阻力标准值顶层标高底层标高层厚承载力1卵石02粉质粘土3573粘土404中风化石英岩由计算得知：2.64米厚的卵石层作为从刷层，钢管桩入土深度10米，即穿过粉质粘土7米、进入粘土层3米即可满足承载力要求。钢管桩稳定性计算河床面高程为-7.36m

17、，按3m冲刷深度考虑，则可假定钢管桩悬臂固结点在T0m处，桩顶标高取+4.0m,钢管悬臂长度为15m。单根钢管桩流水压力计算单根桩流水压力计算：fw2式中：F流水压力标准值（kN）；wC形状系数（钢管桩取）；wA一阻水面积（m2），计算至一般冲刷线处；P一海水的重力密度（kN/m3）；V一设计流速（1.53m/s）；F=CPV2A=0.8x1.025x1.532x0.63x13=7.861kNww22单根钢管桩横桥向风力计算根据公路桥涵设计通用规范（JTJ-02189）第2.3.8条计算横桥向风压：F二kkkWAwh013dwhk设计风速重现期系数取；0k风载阻力系数，取；1k地形地理条件系数

18、，；3W设计基准风压取为；dA迎风面积11.39m2；横桥向风载：F=kkkWA=1.0 x1.0 x1.0 x0.8x11.39=9.112kN钢栈桥横桥向风力计算F二kkkWA=1.0 x1.0 x1.0 x0.8x12.626=10.1kNwh013dwh单根钢管桩顺桥向风力计算纵桥向风压按横桥向风压的70%计算。横桥向风载：F二kkkWA=1.0 x1.0 x1.0 x0.8x0.7x14.95=8.372kNwh013dwh波浪力浪高按3.01m计算，根据盖拉德经验公式计算浪长：L二915H（H为浪高），取L二12H=12x.301=36.12m。对于圆形柱桩当D/LW时为小尺寸桩柱（D为桩径）用下式计算波浪力:1+4兀dp=0.167k2xyxDxH2-DMaxvr,/4兀d、Lxsmh()Lc仃Jp=0.785kxyxD2xHtanhLMaxvL式中：p水平波压速度分力的最大值，出现在波峰位置处Ot=0；DMaxp水平波压惯性分力（由加速度引起）的最大值，出现在IMax波峰和1/4波长之间ot=270。;k建筑物附近速度修