大桥桥墩钻孔平台计算单

1、一、 平台荷载# 大桥 3#墩钻孔平台荷载是按在一个平台上布置2 台冲击钻机考虑，每台自重 30t，两台作用在对角边孔。平台自重考虑贝雷梁自重和施工荷载，均按照均布荷载考虑。 贝雷梁按每节0.31t 考虑，施工荷载按每平方0.3t 考虑。换算成均布线荷载：贝 雷 梁q1=0.31/3=0.10t/m施工荷载q2=0.3 5.2=1.56t/m荷载传递：平台顶面荷载由上层贝雷梁传到桩顶分配梁，然后由桩顶分配梁传递给钢管桩，最后钢管桩所受到的荷载传到基础。二、 基本假定3#墩施工平台贝雷梁、各分配梁计算时均按照最不利的简支梁考虑，钢管桩由于是开口桩，故按照摩擦桩计算，钻机布置亦按最不利情况布置，如

2、图2-1所示。三、 平台贝雷梁计算由装配式公路钢桥可知，单片贝雷梁所能承受的弯矩和剪力分别为788.2KN/m 和 245.2KN ，考虑到贝雷梁的承载力和结构稳定性，贝雷梁布置按照边孔外侧 4 片、孔间 4 片贝雷梁来设置，荷载按4 片贝雷梁承受。则贝雷梁自重和施工荷载等效均布荷载为q14+q2=1.96t/m 。该受力情况一种按照两台钻机相邻放置加平台自重来考虑；另一种按照两台钻机对角放置加平台自重来考虑；贝雷梁承受荷载如图3-1 ，图 3-2 所示：由 SAP2000 计算可得：R1-1472.38KNR1-2429.29KNM 1max1241.44 KN / mR 2-1269.53

3、KNR 2-2332.15KNM 2 max887.86KN / m那么：M=788.2 4=3152.8KN/m M 1max1241.44KN / m ;满足要求Q=245.2 4=980.8KN RmaxR1 1472.38KN ;满足要求四、桩顶分配梁计算桩顶分配梁承受贝雷梁传来的荷载，再加上梁的自重， 剪力、弯矩的最不利荷载按 R 1-1 作用在如图 4-1 所示位置。1由 SAP2000 计算可得：RR3-13-4548.40KNR 3-2635.78KNR 3-3 480.96KN635.78KNR 3-5548.40KNQ A左400.30KNM A max385.69 KNm

4、Qmax473.25KNM max426.80KNm1473.2510313538220.01max26557600002151.18MPa 125MPamax426.80 106 /( 23420002)91.12MPa 170MPa满足要求在图 4-1 中 A 支点偏左的横截面上既有较大的剪力，又有相当大的弯矩，在腹板接近与翼缘交界处， 正应力和剪应力也相当大， 因此需要对这些点进行强度较核。应用第三强度理论：r 32421400.3013538220.0126557600002143.31MPa385.69106 /( 23420002)82.35MPar 324282.352443.3

5、12119.52KN 满足要求五、钢管桩计算1、桩长计算2由桩顶分配梁计算可知，钢管桩单桩桩顶最大荷载为：PmaxR3 2R3 4635.78KN 。钢管桩直径=800mm ，壁厚 8mm ，则：U 外d3.140.82.51m ，根据泉州地质资料可知， 3#墩钻孔平台范围内地质为：中（粗、砾）砂层3.6m淤泥层 6.7m 和花岗岩。根据泉州地质资料可得桩侧土极限摩阻力标准值中（粗、砾）砂层qsik60kPa3.6m ；淤泥层qs i k1 2 k P a6.7m ；考虑局部冲刷水流速度：V1.35m/ s施工水位：h13.8m河床标高：h22.3m一般冲刷后的水深为 :hp1.2 (h1h2

6、 ) 1.2(3.8 2.3) 7.32mhp7.32则9.15 2.5 ,故最大冲刷深度为 :B0.8hb 0.83 K t Bt0.6 IL1.251.350.831.0 0.80.60.321 .25 1.35 0.24m那么桩最小入土深度h 为：Pmax60(3.60.24)12(h3.6)3.14h3.67m3.6m又因为 中（粗、砾）砂层下层为6.7m 的淤泥层；故最小桩长为： L min6.73.62.3315.6m ，故取桩长 L=15.6m 。此时竖向极限承载力标准值：QsikUqsik l i3.14 60(3.60.24)6.7 12885.5KNPmax3满足要求2、疲

7、劳强度验算NN 为轴心压力， An 为杆件横截面积。AnN=635.78KNAn( D 2d 2 )3.14(80027842 )19895mm244则N 635.78 10331.96MPa 170MPaAn19895满足要求3、单桩整体稳定性由于钢管桩单桩桩顶最大荷载为PmaxR3 2R3 4635.78KN ，钢管桩的受压稳定性计算按照轴心受压杆件计算。NN 为轴心压力， An 为杆件横截面积，为稳定系数。An钢管桩属于 b 类截面，截面特征An( D 2d 2 )3.14(8002784 2)19895mm244I xD 4d 43.1480043.1478441560089457 m

8、m464646464i xI x / A1560089457/19895280lox2.330.245.54mxl ox / i x5540 / 28019.8查表得=0.976则 N635.7832.74 MPa 170MPaAn0.976 19895满足要求44、桩壁局部受压稳定性由于钢管桩单桩桩顶最大荷载为PmaxR3 2R3 4635.78KN ，按最不利情况考虑，即由桩的单侧承压，如图5 所示。那么局部受压面积：A( D 2d 2 )3.14 (80027922 )601666.3mm243604360则桩壁受到的压应力为：Pmax635.78 103A1666.3381.5MPa

9、170MPa需在钢管桩桩顶设置加劲板。六、平台横向稳定性水位 +3.8 时此时平台受到风荷载、流水压力。风荷载wkzzsw0考虑 10 级台风 ,风速为 24.7 28.3m/s基本风压 w0v 228.320.5KN / m21.61.61000平台体型系s 1.35风压高度系数z0.246风振系数z1.43则 wkzzs w01.431.30.2460.50.23KN/m 2此时钻孔平台仅贝雷梁露出水面1.28m, 那么迎风面积为 :A201.280.410.24m 2则风对平台的水平力为:P1 wk A 0.23 10.24 2.36KN力臂 6.74m水流压力P2KA V 2 / 2g

10、水流速度为 1.35m/s贝雷桁架A 20 0.22 0.4 1.76m2P2 1KA V 2 / 2 g1 1.76100001.35 2 / 29.81636 .32 N力臂 6.0m2)桩身A5.30.84.24m2P2 2KA V 2 / 2g14.24100001.352 / 29.83942.5N力臂 2.65m最大冲刷线处桩受到的外力为 :Qi(2360 / 21636.32 / 23942.5) / 10005.94 KNM i 2360 (0.246.74)1636.32 (0.24 6.0) 3942.5 (0.24 2.65) /1000 24.75KN / m22那么桩

11、在最大冲刷线处水平位移为:5mb53.01031.530.4210810 12EI2.11560089457b=0.9(1.5d+0.5)=1.53mh(12.62.30.24)0.424.222.5按弹性桩计算6QiM i水平位移 :x3 EIAx2 EIBxAx2.12Bx1.29x1.07mm6mm满足要求(2)水位为 -1.5m 时风荷载wkzzs w0考虑 10 级台风 ,风速为 24.7 28.3m/s基本风压 w0v 228.320.5KN / m21.61.61000平台体型系s 1.3风压高度系数z0.246风振系数z1.43则 wkzzsw01.431.30.2460.50

12、.23KN/m 2此时贝雷桁架迎风面积为:A201.50.412 m2风对平台的水平力为 :P1 1 wk A 0.23 12 2.76KN力臂 6.74m桩的迎风面积为 :(3.0+1.5) 0.8=3.6 m2风对桩的水平力为 :P1 2 wk A 0.23 3.6 0.83KN力臂 3.05m水流压力7P2KA V 2 / 2g水流速度为 1.35m/s, 此时只有桩受到流水压力,桩的阻水面积为 :A(2.31.5)0.80.64m2P2KA V 2 / 2 g10.64 10000 1.352 / 2 9.8 595.13N力臂 0.4m最大冲刷线处桩受到的外力为 :Qi(2.76 /

13、 20.830.595)2.81KNM i2.76(0.24 6.73)0.83(0.243.05)0.595 (0.24 0.4) 12.64KN / m2那么在最大冲刷线处水平位移为 :5 mb53.0 103 1.530.42EI2.1108156008945710 12b=0.9(1.5d+0.5)=1.53mh(12.62.30.24)0.424.222.5按弹性桩计算水平位移 :QiM ix3 EIAx2 EIBxAx2.12Bx1.29x0.53mm6mm满足要求8以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.仅供个人用于学习、研究；不得用于商业