桁式钢箱系杆拱桥拱肋、钢箱梁安装施工组织方案

图35所示，塔架受到主索和背索对塔架竖直向下的分力，同时受到扣索Ⅰ、扣索Ⅱ、扣索Ⅲ、扣索Ⅳ和扣索Ⅴ对塔架产生的竖直方向的分力。A塔受力最大工况为：江北岸的扣索Ⅰ、扣索Ⅱ、扣索Ⅲ、扣索Ⅳ和扣索Ⅴ已安装，跑车吊运G8&9段位于跨中。当跑车吊运G8&9段（重量为71.6t）位于跨中时，主索受到的水平张力（），根据后缆风索（背索）与塔架的夹角，可知后缆风索（背索）的索力为式中——江北岸背索与水平面的夹角因此后缆风索（背索）对塔架所产生的垂直分力主索对江北岸索鞍的垂直分力为因此，在工况1时，后缆风索（背索）和主索对塔架垂直向下的分力第Ⅴ段扣索对塔架竖直方向的分力。第Ⅳ段扣索对塔架竖直方向的分力。第Ⅲ段扣索对塔架竖直方向的分力。第Ⅱ段扣索对塔架竖直方向的分力。第Ⅰ段扣索对塔架竖直方向的分力。每片贝雷片自重约0.5t，A塔有14节共266片，塔顶、塔底三角架各约5t，系梁重量的一半约25t。因此，A塔自重及其承担的系梁重量之和塔架断面由14片贝雷片组成，每个贝雷片由4根12a槽钢组成弦杆，塔架截面如下图所示：图SEQ图\*ARABIC36塔架截面该截面的几何参数如下表所示：塔架稳定性由长细比衡量，由上表可知，y轴向的稳定性差于x轴向，y轴向的回转半径iy=1494.2mm。对应的长细比为：长细比满足要求，（根据《起重机设计规范》GB3811-2008，P60）贝雷片屈服强度345Mpa，塔架按b类截面考虑，查得稳定系数，塔架竖向承载力塔架最底层贝雷片受力最大，包括牵引索拉力对塔架的垂直分力、起重绳对塔架的垂直分力、侧缆风绳对塔架的垂直分力、背索和主索对塔架的垂直分力、第Ⅴ段扣索对塔架竖直方向的分力。第Ⅳ段扣索对塔架竖直方向的分力。第Ⅲ节段拱肋扣索对塔架的垂直分力、第Ⅱ节段拱肋扣索对塔架的垂直分力和第Ⅰ节段拱肋扣索对塔架的垂直分力。因此：因此塔架强度满足要求。锚碇计算本缆索吊机系统共设置4个主锚碇（分别为Za、Zb、Zc和Zd），4个扣索锚碇（分别为Ka、Kb、Kc和Kd）和塔架及拱肋侧缆风锚碇4个（分别为Ca、Cb、Cc和Cd）。主锚碇计算本工程共设置4个主锚碇，江北岸两个主锚碇受力一致，江南岸两个主锚碇受力一致。由于缆索吊机吊重时主索与索鞍弧板保持锁定状态，因此边跨（塔架与主锚碇之间）的后缆风索和主索统称背索。由于背索的水平投影与桥轴线的夹角较小（小于2°），忽略其对背索索力的影响。江北岸背索与水平面夹角为27°其中，水平分力为333t，垂直分力为169t。江南岸背索与水平面夹角为23°其中，水平分力为333t，垂直分力为141t。锚碇结构详见7.2.3节内容。扣索锚碇计算本工程共设置4个扣索锚碇，每个塔架对应的扣索锚碇的受力情况一致，因此，以A塔所对应的扣索锚碇为例，计算锚碇受力。根据计算书3.4节内容，将扣索Ⅰ~扣索Ⅴ五道扣索索力的向量相加，可求得每个扣索锚碇承受的扣索索力之和与水平面的夹角为35°，其中，水平分力为247t，垂直分力为172t锚碇结构详见7.2.3节内容。塔架及拱肋侧缆风锚碇计算全桥共4个侧锚，分别为Ca、Cb、Cc和Cd。塔架侧缆风索与拱肋侧缆风索共用锚碇。根据3.5节计算结果，在最不利工况下，主拱圈合拢段尚未安装时遭遇十二级风侵袭，江北岸上、下游两个半拱需要的横向抗滑力为129t，江北岸两个塔架需要的抗滑力为42t，因此，每个侧缆风锚碇所需提供的抗滑能力需大于129t+42t=171t。

缆索吊锚固系统基础检算报告1、项目概述规划的云山东路立交、东江大桥位于惠城中心区东北部，横跨东江，连接江北和江东两大片区，是惠城区重要的东西向联系桥梁。其中云山东路立交占地面积79887m2，与云山东路、惠民大道、云山东江大桥、新寮路相接；云山东江大桥，全长约1.313km。道路等级均为城市主干路，计算行车速度：主路60km/h，辅路40km/h，为双向六车道。云山东江大桥桥梁中心线与河道中心线成约75°的角度，航道等级为内河Ⅲ级航道标准。根据《云山东江大桥通航论证报告》，大桥单孔双向通航孔的实际通航净空宽度应不小于144m，经过多方案比选，主桥采用三孔(40+185+40m）中承式桁式钢箱系杆拱桥。通航孔有效净距为162.9m，投影到水流垂直方向上的净宽为148.8m，满足东江的通航要求。中承式拱桥造型优美，配合东江的环境，如长虹卧波，极具美感，对提升整个城市的品味具有重要意义。2、地质水文条件1、地形地貌云山东江大桥及相接道路建设工程的联网路位于惠州市东侧，拟建道路呈“T”走向；场地属于东江冲积平原，属珠江水系，总体地形起伏相对平缓，地貌为东江一级阶地及河漫滩；沿线多为耕土、鱼塘、河岸堤，局部段两侧居民房屋密集林立。云山立交地面高程一般在15.5～16.5m之间，东江大桥两岸附近地面高程一般14～17m左右，桥位范围内分布耕地、荒地、沙滩、鱼塘，桥位处东江河谷宽度约700米，河床较平缓，靠近南岸河谷较深，北岸较浅。受下流拦水坝的影响，勘察期间河面的水位变小，差异在0.20m之间，最高水位标高11.00m，河水水位及流量受季节性影响较大。2、地理气象桥址区内地处纬度较低，属南亚热带季风性气候，雨量充沛，气候温暖潮湿。据多年资料，年平均气温21.6～22℃，年极端最高气温38.9℃（1953年8月12日、2004年7月2日），年极端最低气温为零下1.9℃（1955年1月12日），偶有霜冻。夏季从4月中旬一直持续到10月下旬，长达180天，10月下旬进入秋季后，除特冷年的1～2月份偶有不连续的2～3日的短暂冬季外，总的来说，测区的四季具有春润、夏湿、秋干、冬燥的特点，干湿分明，季风气候特点明显。受季风影响，降水具有雨量多、强度大、季节长、雨日多、时程及分布不均等特点，多年平均降雨量1700～2000mm，最大年降雨量为2347.2mm（1983年），最小年降雨量为721.1mm（1963年），最大日降雨量405.3mm（1979年9月24日），年降雨120～150日，集中于5～9月，降雨量占全年的83.9％。多年平均蒸发量1600～1800mm，月降雨量多大于蒸发量，潮湿系数0.98～1.15，为湿度充足带。年平均湿度79％，月相对湿度有时可达89％。风向具明显季节性，夏季多东和东南风，冬季多北和西北风，最大风力七级。3、场地地层岩性根据地质钻探揭露，拟建场地在勘探深度范围内的地层有人工填土、表土层、第四系冲洪积土层、残积土层和下伏基岩（主要为泥质粉砂岩，局部夹砂岩和砂砾岩），各地层特性自上而下分述如下表：场地分层分类总综合表时代成因层号岩土名称岩土描述层顶埋深(m)层顶标高(m)揭露厚度(m)Qml①素填土浅灰色，稍湿，松散，主由粉质粘土组成，属近期填土，局部为岸堤筑土。0.0012.55~19.220.50~5.60Qpd②表土浅灰色，湿，土质蔬松，由粉质粘土组成，顶部大部份可见植物根系。0.0012.082.00Qal③-1粉质粘土褐黄黄间灰白色，湿，可~硬塑，干强度、韧性中等，局部偶含砾石。1.00~5.609.70~16.921.00~12.40③-2淤泥质土深灰色、灰黑色，饱和，软~可塑，见黑色有机质物和细砂粒，为低洼地或沟谷沉积物。6.00~10.303.81~9.521.40~6.00③-3粘土浅灰白色，稍湿，可塑，干强度、韧性中等，稍有光泽，切面光滑。1.00~13.002.98~14.821.30~12.50③-4中、粗砂灰白色，饱和，松散~稍密，分选性相对较好，质地较好。1.30~16.90-5.97~14.952.50~22.90Qel④粉质粘土褐红间灰白色，湿，硬塑~坚硬状，稍湿，干强度、韧性中等，原岩结构清晰，遇水易崩解、软化，为下伏基岩风化而成。1.50~5.909.31~14.982.70~6.90K1⑤-1全风化泥质粉砂岩褐红色，坚硬土状，岩体结构基本破坏，风化很强烈，岩芯呈土柱状、岩屑状。1.40~9.706.11~14.601.30~3.35⑤-2强风化泥质粉砂岩(砂砾岩)褐紫色，软质岩，岩石稍硬，折易断，破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级，粉细粒结构，块状构造，泥质胶结，风化强烈，裂隙、节理很发育，岩芯呈碎块状、块状。0.50~26.80-12.07~17.740.90~19.60⑤-3中风化泥质粉砂岩(砂砾岩)褐紫色，软质岩，岩石较坚硬，较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级，粉细粒结构，块状构造，风化强烈，裂隙、节理发育，岩芯呈块状、柱状，节长5-25cm不等，RQD=50~65%。4.9041.20-25.00~11.181.50~15.80⑤-4微风化泥质粉砂岩(砂砾岩)褐紫色，软质岩，岩石坚硬，完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级，柱面新鲜、光滑，岩芯呈块状、柱状，节长5-30cm不等，RQD=60~70%。15.50~41.60-30.67~0.471.40~10.70⑥-3中风化砂岩灰白色，较硬质岩，岩石较坚硬，较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级，细粒结构，块状构造，柱面新鲜、光滑，岩芯呈块状、柱状，节长5-30cm不等，RQD=60~80%。20.00~32.50-21.57~-9.071.50~9.00⑥-4微风化砂岩灰白色，软质岩，岩石坚硬，完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级，柱面新鲜、光滑，岩芯呈块状、柱状，节长5-30cm不等，RQD=60~70%。35.00-24.076.60注：1、地层分布详见各钻孔岩土层数据一览表；2、东江河面标高在10.98m不等（受下游拦水坝的影响，勘察期间变化较小），河床深3.50～16.90m不等。本场地的残积土层、全风化泥质粉砂岩（砂岩、砂砾岩）和强风化泥质粉砂岩（砂岩、砂砾岩）呈渐变过渡关系，分界线划分标准主要按原位标准贯入试验，锤击数N<30击为残积土层，锤击数30≤N<50击为全风化岩，N≥50击为强风化岩。4、不良地质4.1河流冲刷拟建的东江大桥两侧地面与河床具有一定高差，东江水流速度较快，水流冲刷对桥梁及两侧岸堤有较大的影响。4.2砂土液化：由于场地土类型属中软土，地下水埋深较浅，在遭遇高于本区基本烈度的地震作用时，存在液化潜势，各地段上覆（20.00m范围内）松散～稍密的砂土具轻微液化等级影响。4.3特殊性岩土1、人工填土：桥址表层局部分布有人工填土，成分为粘性土，上部多有耕植土，性质不均匀，密实度差，属高压缩性和湿陷性土，承载力低。2、软土：桥址软土为淤泥质粘土，性质不均匀，软土具有含水量高、压缩性高、渗透系数小，透水性差、抗剪强度低。3、风化夹层：桥址下伏丹霞组泥质粉砂岩、砂岩及砂砾岩，岩体似层状、夹层状、透镜状，囊状风化发育，风化均匀性差，对桥墩台桩基稳定性非常不利。总体来说：场地及地基属相对稳定区域，适宜本项目工程建设。5、场地水文地质条件拟建桥址范围内主要水系为东江，属珠江水系，流量较大，水深最深可达约16.9m。地表水主要表现为河水和周围鱼塘水，受气候和季节影响较大，雨季洪涝水的冲刷对河岸堤、岸坡的稳定性有较大的影响，易产生管涌、岸堤崩塌等可能性。根据岩芯观测及钻孔简易水文地质观测，场区地下水按赋存条件为孔隙潜水类型；场地地基土土层中的地下水受大气降水、地表水及地下水体的垂向及横向渗透补给。岩土层渗透性：分布于场地勘探范围内的地基土层中；第四系冲积土层的③-4层楔层状的砂性土中，为强透水性地层；其余各地基土层均属弱透水性地层。地下水位：场地受河水和邻近的鱼塘水的补给影响，勘察期间测得陆上钻孔地下水稳定水位埋深为0.50~5.10m，水位随地形及季节性变化。地下水侵蚀性评价：场地环境类别为Ⅱ类，属湿润气候区。根据对场地钻孔取水样进行水质简分析，结果见《分析成果报告表》，结合《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）[2009版]第12.2.1-12.2.5条，综合评定如下表数值：地下水水质分析成果统计表水样编号水质分析指标及结果PH值SO42-Mg2+Ca2+Cl-侵蚀性CO2矿化度HCO3-—mg/Lmmol/LLJ386.3976.920.016.26305.8728.51664.620.908DQK17-16.5762.940.017.28307.1511.85657.281.107QZK116.4488.182.7716.59306.1514.06687.261.065易溶盐分析指标及结果（mg/kg土）LJ28-17.0248.514.9116.1933.62——1.359DQK16-26.5874.963.8848.37494.51——1.972QZK9-26.6650.183.9531.12233.4——1.048环境类型水和土对混凝土结构腐蚀评价Ⅱ类SO42-=62.94~88.18<300mg/L微微Mg2+=2.77<2000mg/L微矿化度=664.62~687.26<20000mg/L微受地层渗透性影响的水和土对混凝土结构腐蚀性评价A型PH=6.5>6.39~6.57>5.0弱弱侵蚀性CO2=11.85~14.06<15mg/L微HCO3-=1.0>0.908~1.107>0.5mmol/L弱水和土对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性评价干湿交替水Cl-=500>305.87~307.15>100mg/L弱微土Cl-=750>33.62~494.51>400mg/kg弱土PH=6.58~7.02>5.5微总评：场地地下水和水对混凝土材料具弱腐蚀性；土对钢结构材料具微腐蚀性。6、桥梁工程地质评价6.1桥位基础持力层的适宜性评价桥位区地层由第四系土层和基岩风化带组成。在河床沟谷盆地中，冲积层厚度变化大，河床水深1.20～16.90m之间，第四系履盖层约14.50～25.60m左右，土性以粘土、砂性土、残积土为主，厚度变化大，工程力学性质不稳定；基岩一般可分为全、强、弱、微风化带，埋藏深，风化带的厚度差异性大，风化程度也较不均匀，囊状风化发育，起伏变化明显。基岩以软岩～较软岩为主，中、微风化岩强度较高，工程性能较好。桥梁桩基型式可选择钻、冲孔灌注桩类型，以⑤-3层中风化泥质粉砂岩或⑤-4层微风化泥质粉砂岩作为端桩持力层。6.2桩基施工对环境影响与评价拟建场地位于城市建筑物密集区和东江河上，在桩基施工过程中，对环境的影响主要为振动、挤土（排浆）和噪声，对周围建筑物的安全与居民生活造成一定影响，也会对东江的水质造成一定污染。因此，桩施工对周围环境的影响已经直接影响到工程质量、安全、进度、造价，甚至企业经营和社会形象，有时会造成无法挽回的损失。东江河上的桩基施工需采用大直径钢管护筒，制定固定泥浆池，避免直接排放东江河上。因此，场地进行桩基施工时，必须制定合适又合理的施工控制标准方可实施。6.3基础类型及有关参数根据场地岩土层工程地质条件和拟建桥梁的特点，建议拟建桥梁桩位采用冲（钻孔）桩基型式，应以⑤-4层微风化岩带（泥质粉砂岩、砂岩或砂砾岩）作桩端持力层；在中风化岩带厚度大的地方，可适当考虑以⑤-3层中风化岩层作桩端持力层。综合上述，根据勘探资料，按《公路桥梁涵地基与基础设计规范》，查表确定桥位处各地基土容许承载力值[σ。]及桩基参数见下表数值：岩土体的设计参数建议表层号岩土层名称状态容许承载力[σ。](kPa)天然密度ρ(g/cm3)压缩模量Es(MPa)快剪冲（钻）孔灌注桩岩石单轴抗压强度标准值ƒrk(MPa)粘聚力C(kPa)内摩擦角φ(°)桩侧摩阻力特征值qsa(kPa)桩端承载力特征值qpa(kPa)L≤15L>15③-1粉质粘土可~硬塑1601.869.023.011.035———③-2淤泥质土软~可塑601.652.08.03.010———③-3粘土可塑1501.855.425.010.035———③-4中、粗砂松散~稍密1601.80——20.040———④粉质粘土硬塑2001.869.035.015.045600800—⑤-1全风化泥质粉砂岩岩屑状2802.1010.075.025.055700900—⑤-2强风化泥质粉砂岩碎块状600————809001200—⑤-3中风化泥质粉砂岩柱状2500————20035009.8⑤-4微风化泥质粉砂岩柱状4000————>200600018.5⑥-3中风化砂岩柱状3500————>200500013.8⑥-4微风化砂岩柱状5000————>2007500>20.0采用钻（冲）孔灌注桩时，桩嵌入持入层深度应在1～1.5倍桩径或≥1米。单桩轴向受压容许承载力值[P]采用嵌岩桩公式计算，采用本式同时应进行桩身强度验算。岩石天然单轴极限抗压强度建议值：[P]=Ra(C1A+C2Uh)式中：[P]—单桩轴向受力容许承载力（kN）；Ra—岩石天然湿度的单轴极限抗强度；A—桩底横截面面积（m2）；U—桩嵌入基岩部分的横截面周长（m）；h—桩嵌入基岩的深度（m），（不包括强风化岩）要求大于一倍桩径；C1、C2系数建议：C1取0.4、C2取0.03。7、地质勘察结论与建议按《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）有关规定判定，拟建道路工程重要性等级为三级、立交/桥梁工程重要性等级为一级、场地等级为Ⅱ类、地基等级为二级，路基为中湿路基类型，综合评定工程地质勘察等级为甲级。拟建云山立交、东江大桥的桥位建议采用钻、冲孔灌注桩基类型，以⑤-4层微风化泥质粉砂岩（砂岩、砂砾岩）作为端桩持力层。由于场区弱、微风化岩带层顶深度差异较大，应确保桩尖进入持力层足够深度；场区存在不同的岩石（泥质粉砂岩、砂岩、砂砾岩），强度差异较大，囊状风化球体发育；局部砂层厚度大，采用钻（冲）孔灌注桩时应注意护壁及泥桨浓度，防止塌孔，保证桩底沉渣符合规范要求，施工时应予以注意。冲（钻）桩时应注意排渣、排泥浆，不能直接排放在东江河中，应按有关规范、规程进行文明施工。场地地下水水量中等～丰富，地下水对混凝土材料具弱腐蚀性，土对钢结构具微腐蚀性。拟建工程建设区的场地土层等效剪切波速范围约在250≥Vs＞150m/s，地震基本烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s。根据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89），对拟建东江大桥应提高一度进行抗震设防。3、缆索吊计算荷载条件1、主桥方案主桥用钢量约为7300吨，其中主拱约为2700吨，箱梁约为4600吨。主桥桥式平立面布置图2、原设计施工方案由于原设计施工方案主拱安装需利用主引桥钻孔桩基础锚固，不在主桥施工标段范围，相互干扰较大，同时需按主桥安装缆索吊荷载对主引桥基础进行必要的检算加强。3、优化调整施工方案根据现场实际施工情况，南岸改为4个重力锚(9m*9m*3m)，布置于15#～16#墩之间，呈扇形布置，与北岸锚碇位置相对应。共计使用混凝土约1000方，约2300吨。采用明开挖方式，但因离岸边太近，地基土壤受力将产生变形，每个锚点插打三根直径为810mm的钢管桩稳固，间距为3m。钢管桩上焊接锚点扁担，后浇筑混凝土；北岸水上锚点，采用直径为810mm，壁厚12mm钢管桩12根。纵横向间距4.5m，三根一组，四组纵列。上游插打深度约为4m,下游插打深度约为7m（栈桥钢管桩实际插打深度），水深上游约为7～8米，下游约4～5m，插打钢管桩后再用钢板桩做围堰，水下混凝土封底，将水抽干后管桩间采用槽钢做桁架将钢管桩连接成整体，采用约200吨混凝土块压重在桩群后部。侧风缆锚点，采用直径为810mm，壁厚12mm钢管桩9根，横向间距4.5m，三根一组，三组纵列。水深约为23m，水面上部做压重承台；主桥缆索吊安装优化施工方案一主桥缆索吊安装优化施工方案二各锚点受力状态详见锚碇受力示意图项目侧锚主锚扣锚备注水平分力（t）171.0333.0247.0扣锚还将承担卷扬机水平分力竖向分力（t）143.0169.0172.04、各锚点地质分层统计汇总表参照地质钻孔柱状图统计各缆索吊锚点地质分层资料统计如下：4.1侧锚：项目横向揽风侧锚地质分层资料统计汇总表CaCc平均值CbCd平均值参考地质钻孔编号DQK10-3DQK10-4DQK10-1DQK10-2DQK11-3DQK11-4DQK11-1DQK11-2河床标高-5.07-5.970.63-2.17-3.15-2.17-2.47-3.47-2.87-2.75中粗砂层厚5.304.4012.308.907.739.106.607.608.808.03中粗砂层底标高-10.37-10.37-11.67-11.07-10.87-11.27-9.07-11.07-11.67-10.77强风化泥质粉砂岩层厚4.703.702.705.004.030.901.202.001.901.50强风化泥质粉砂岩层底标高-15.07-14.07-14.37-16.07-14.90-12.17-10.27-13.07-13.57-12.27中风化泥质粉砂岩层厚9.108.0016.7013.0011.7010.4012.8011.0012.0011.55中风化泥质粉砂岩层底标高-24.17-22.07-31.07-29.07-26.60-22.57-23.07-24.07-25.57-23.82微风化泥质粉砂岩层厚9.508.908.7010.509.4010.3010.7010.6010.0010.40微风化泥质粉砂岩层底标高-33.67-30.97-39.77-39.57-36.00-32.87-33.77-34.67-35.57-34.22建议侧锚河床标高按-3.00m控制，计算钢管桩底嵌固点标高-6.00m。4.2主锚：项目纵向揽风主锚地质分层资料统计汇总表ZaZc平均值ZbZd平均值参考地质钻孔编号DQK5-2DQK6-2DQK5-1DQK6-1DQK15-2DQK16-2DQK15-1DQK16-1河床标高5.235.935.236.335.6810.0817.0211.5016.4313.76中粗砂或粉质粘土层厚13.3014.6013.0014.4013.8312.506.8015.202.809.33中粗砂与粉质粘土层底标高-8.07-8.67-7.77-8.07-8.15-2.4210.22-3.7013.634.43强风化泥质粉砂岩层厚9.407.609.305.007.8315.109.7015.3013.5013.40强风化泥质粉砂岩层底标高-17.47-16.27-17.07-13.07-15.97-17.520.52-19.000.13-8.97中风化泥质粉砂岩层厚2.402.803.004.803.253.408.502.907.205.50中风化泥质粉砂岩层底标高-19.87-19.07-20.07-17.87-19.22-20.92-7.98-21.90-7.07-14.47微风化泥质粉砂岩层厚9.308.608.408.008.585.005.506.405.005.48微风化泥质粉砂岩层底标高-29.17-27.67-28.47-25.87-27.80-25.92-13.48-28.30-12.07-19.944.3扣锚：项目纵向揽风扣锚地质分层资料统计汇总表KaKc平均值KbKd平均值参考地质钻孔编号DQK7-2DQK8-2DQK7-1DQK8-1DQK13-2DQK14-2DQK13-1DQK14-1河床标高1.332.53-1.17-0.070.660.631.230.631.230.93中粗砂层厚11.4010.607.109.509.657.207.307.307.807.40中粗砂层底标高-10.07-8.07-8.27-9.57-9.00-6.57-6.07-6.67-6.57-6.47强风化泥质粉砂岩层厚4.005.506.8010.506.703.0014.402.4013.508.33强风化泥质粉砂岩层底标高-14.07-13.57-15.07-20.07-15.70-9.57-20.47-9.07-20.07-14.80中风化泥质粉砂岩层厚7.202.508.002.505.0514.702.9015.203.008.95中风化泥质粉砂岩层底标高-21.27-16.07-23.07-22.57-20.75-24.27-23.37-24.27-23.07-23.75微风化泥质粉砂岩层厚9.608.008.308.408.588.808.508.509.008.70微风化泥质粉砂岩层底标高-30.87-24.07-31.37-30.97-29.32-33.07-31.87-32.77-32.07-32.45建议扣锚河床标高按0.00m控制，计算钢管桩底嵌固点标高-3.00m。4、缆索吊优化方案检算1、侧锚检算荷载：水平分力171t，竖向分力143t。常水位按+11.50m计算，平均水深约15m。方案一：原设计方案为4-φ810mm，壁厚t=12mm的钢管桩，考虑加三层桁架，主要杆件采用槽钢40a，每层桁架高5m。计算模型见下图1。荷载平均施加在桁架两个节点上。计算内力及应力图见下图2（单位t.m，Mpa）。图1计算模型图图2-1桩身轴力图图2-2桩身弯矩图图2-3桩身应力图图2-4桁架轴力图图2-5桁架弯矩图图2-6桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min桁架max桁架min轴力(t)352.4-280.8190-75.5弯矩(t*m)217-13422.6-22.7应力(MPa)474.8-439215-317.3由上表可知，侧锚采用4-φ810mm，壁厚t=12mm的钢管桩及桁架截面不满足要求，应力超限太多。此方案不满足要求。方案二：设计为6-φ1000mm，壁厚t=12mm的钢管桩，考虑桁架与钢管桩焊接质量的可靠性，顶部仅设置一层5m高桁架。计算模型见下图3。荷载平均施加在桁架中间两个节点上。计算内力及应力图见下图4（单位t.m，Mpa）。图3计算模型图图4-1桩身轴力图图4-2桩身弯矩图图4-3桩身应力图图4-4桁架轴力图图4-5桁架弯矩图图4-6桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min单片桁架max单片桁架min轴力(t)139.3-108.5167.7-128.5弯矩(t*m)284.7-230.721.3-21.1应力(MPa)343.7-333.4245.3-282由上表可知，侧锚采用6-φ1000mm，壁厚t=12mm的钢管桩仍不满足要求，应力超限太多，且桁架应力也不满足要求。方案三：采用9-φ1000mm，壁厚t=12mm的钢管桩，顶部设置一层5m高桁架。计算模型见下图5。荷载平均施加在桁架中间三个节点上。计算内力及应力图见下图6（单位t.m，Mpa）。图5计算模型图图6-1桩身轴力图图6-2桩身弯矩图图6-3桩身应力图图6-4中桁架轴力图图6-5中桁架弯矩图图6-6中桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min轴力(t)93.6-73.3110.5-85.0弯矩(t*m)190.4-154.414.2-14.4应力(MPa)230.0-223.5245.2-282.0由上表可知，侧锚采用9-φ1000mm，壁厚t=12mm的钢管桩及桁架截面不能满足要求。方案四：采用6-φ1200mm，壁厚t=12mm的钢管桩，顶部设置一层5m高桁架。计算模型见下图7。荷载平均施加在桁架中间两个节点上。计算内力及应力图见下图8（单位t*m，Mpa）。图7计算模型图图8-1桩身轴力图图8-2桩身弯矩图图8-3桩身应力图图8-4桁架轴力图图8-5桁架弯矩图图8-6桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min桁架max桁架min轴力(t)115.9-55.8141.3-153.8弯矩(t*m)291.6-22615.6-16.1应力(MPa)242.5-227217.3-189.4由上表可知，侧锚采用6-φ1200mm，壁厚t=12mm的钢管桩及桁架截面不满足要求。方案五：采用9-φ1000mm，壁厚t=12mm的钢管桩，顶部设置一层5m高桁架。计算模型见下图9。荷载平均施加在桁架外侧三个节点上。计算内力及应力图见下图10（单位t*m，Mpa）。图9计算模型图图10-1桩身轴力图图10-2桩身弯矩图图10-3桩身应力图图10-4中桁架轴力图图10-5中桁架弯矩图图10-6中桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min轴力(t)80-42.893.9-103弯矩(t*m)190-155.214.4-14.2应力(MPa)225.4-216.1192.9-179.5由上表可知，侧锚采用9-φ1000mm，壁厚t=12mm的钢管桩，荷载加载在边桁架，钢管桩及桁架截面仍不能满足要求。方案六：采用9-φ1000mm，壁厚t=16mm的钢管桩，顶部设置一层5m高桁架。计算模型见下图11。荷载平均施加在桁架外侧三个节点上。计算内力及应力图见下图12（单位t*m，Mpa）。图11计算模型图图12-1桩身轴力图图12-2桩身弯矩图图12-3桩身应力图图12-4中桁架轴力图图12-5中桁架弯矩图图12-6中桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表3（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min轴力(t)79.8-41.495.2-103弯矩(t*m)191.7-153.512.1-12.1应力(MPa)172.4-164.9166.6-154.7由上表可知，侧锚采用9-φ1000mm，壁厚t=16mm的钢管桩，荷载加载在边桁架，钢管桩及桁架截面能满足要求。需Q235b钢管桩92.5t（此重量仅为河床以上钢管重量），桁架23.9t。方案七：采用6-φ1200mm，壁厚t=16mm的钢管桩，顶部设置一层5m高桁架。计算模型见下图13。荷载平均施加在桁架中间两个节点上。计算内力及应力图见下图14（单位t*m，Mpa）。图13计算模型图图14-1桩身轴力图图14-2桩身弯矩图图14-3桩身应力图图14-4桁架轴力图图14-5桁架弯矩图图14-6桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min桁架max桁架min轴力(t)132.9-107.8164.2-132.2弯矩(t*m)296.4-22113-13应力(MPa)189-183.1162.1-186.6由上表可知，侧锚采用6-φ1200mm，壁厚t=16mm的钢管桩满足要求，桁架截面也满足要求。需Q235B钢管桩74.2t（此重量仅为河床以上钢管重量），型钢14.1t。综合比较方案一～方案七，采用9-φ1000mm，荷载设置在桁架边节点上或者6-φ1200mm，壁厚t=16mm的钢管桩均满足要求，但9-φ1000mm比6-φ1200mm钢管桩用钢量多且施工难度较大，推荐侧锚基础采用6-φ1200，壁厚t=16mm的钢管桩。2、主锚主锚荷载：水平分力333t，竖向分力169t。常水位按+11.50m计算，平均水深约7.0m。方案一：原设计为9-φ810mm，壁厚t=12mm的钢管桩，不满足安全受力要求。优化采用12-φ810mm，壁厚t=12mm钢管桩检算，计算模型见下图15。荷载平均施加在桁架中间节点上。计算内力及应力图见下图16（单位t*m，Mpa）。图15计算模型图图16-1桩身轴力图图16-2桩身弯矩图图16-3桩身应力图图16-4中间桁架轴力图图16-5中间桁架弯矩图图16-6中间桁架应力图图16-7边桁架轴力图图16-8边桁架弯矩图图16-9边桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min边桁架max边桁架min轴力(t)104.8-78.299.9-68.8108.2-68.3弯矩(t*m)148.1-136..837.2-37.642.3-42.4应力(MPa)275.2-266.3423.2-436.4481.6-508.3由上表可知，主锚采用12-φ810mm，壁厚t=12mm的钢管桩及桁架截面均不满足。方案二：按12-φ1000mm，壁厚t=12mm钢管桩检算。荷载平均施加在桁架中间节点上。模型图见图17。计算内力及应力图见下图18（单位t*m，Mpa）。图17计算模型图图18-1桩身轴力图图18-2桩身弯矩图图18-3桩身应力图图18-4中桁架轴力图图18-5中桁架弯矩图图18-6中桁架应力图图18-7边桁架轴力图图18-8边桁架弯矩图图18-9边桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min边桁架max边桁架min轴力(t)103.477.4104.8-74.1111.3-72.7弯矩(t*m)152.2-133.731-31.234.4-34.3应力(MPa)188.6-181.0353.8-369391.0-418.6由上表可知，主锚采用12-φ1000mm，壁厚t=12mm的钢管桩能满足要求，但桁架截面应力太大，桁架杆件需加强。方案三：按9-φ1200mm，壁厚t=12mm钢管桩检算。荷载平均施加在桁架中间三个节点上。模型图见图19。计算内力及应力图见下图20（单位t*m，Mpa）。图19计算模型图图20-1桩身轴力图图20-2桩身弯矩图图20-3桩身应力图图20-4中桁架轴力图图20-5中桁架弯矩图图20-6中桁架应力图图20-7边桁架轴力图图20-8边桁架弯矩图图20-9边桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min边桁max边桁min轴力(t)116.9-108.2143-119.1143.6-117.5弯矩(t*m)226-15019.9-19.920.2-20.3应力(MPa)192.8-190.6132.8-128.1134.6-133.9由上表可知，主锚采用9-φ1200mm，壁厚t=12mm的钢管桩能基本满足要求，桩基应力略微不足。需Q235b钢管桩54.6t（此重量仅为河床以上钢管重量），型钢24.3t。方案四：按9-φ1200mm，壁厚t=12mm钢管桩检算。荷载平均施加在边桁架节点上，模型图见图21。计算内力及应力图见下图22（单位t*m，Mpa）。图21计算模型图图22-1桩身轴力图图22-2桩身弯矩图图22-3桩身应力图图22-4中桁架轴力图图22-5中桁架弯矩图图22-6中桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min轴力(t)80.5-45.889.3-90.3弯矩(t*m)225.8-155.218.7-19.7应力(MPa)181.2-177.4138.1-110.6由上表可知，主锚采用9-φ1200mm，壁厚t=12mm的钢管桩荷载加载边桁节点，满足要求。需Q235b钢管桩54.6t（此重量仅为河床以上钢管重量），型钢25.7t。方案五：按12-φ1000mm，壁厚t=12mm钢管桩检算。荷载平均施加在边桁架四个节点上，模型图见图23。计算内力及应力图见下图24（单位t*m，Mpa）。图23计算模型图图24-1桩身轴力图图24-2桩身弯矩图图24-3桩身应力图图24-4中桁架轴力图图24-5中桁架弯矩图图24-6中桁架应力图图24-7边桁架轴力图图24-8边桁架弯矩图图24-9边桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中桁架max中桁架min边桁架max边桁架min轴力(t)103.477.459-74.163.3-69.6弯矩(t*m)151.1-133.335.7-32.935.7-35.9应力(MPa)178.3-171.3400.6-179.4456.1-203.9由上表可知，主锚采用12-φ1000mm，壁厚t=12mm，锚点在边桁架节点，钢管桩能满足要求，但桁架截面应力太大，桁架杆件需加强。综合比较方案一～方案五，推荐主锚基础采用方案四（9-φ1200，壁厚t=12mm的钢管桩）。3、扣锚扣锚荷载：水平分力247t，竖向分力172t。五台卷扬机总的水平分力为250t，竖向分力忽略不计。常水位按+11.50m计算，平均水深约12.0m。方案一：原设计为9-φ810mm，壁厚t=12mm的钢管桩，不满足安全受力要求。由于扣锚承担的水平荷载较大，优化采用9-φ1200mm，壁厚t=12mm钢管桩填充C30混凝土检算。计算模型见下图25。荷载平均施加在桁架中间三个节点上。计算内力及应力图见下图26（单位t*m，Mpa）。图25计算模型图图26-1桩身轴力图桩身钢管应力最大值达-330MPa，混凝土应力最大值达16.2MPa，不满足要求。图26-2桩身弯矩图图26-3桩身应力图图26-4中间桁架轴力图图26-5中间桁架弯矩图图26-6中间桁架应力图根据上图，将各构件最大内力及应力整理见下表（轴力受拉为正）。项目桩max桩min中间桁架max中间桁架min轴力(t)211.1-201.4260.2-247.9弯矩(t*m)528.3-337.615-14.9应力(MPa)钢管-333/混凝土16.2231-240由上表可知，扣锚采用9-φ1200mm，壁厚t=12mm的钢管混凝土桩不能满足要求，桁架截面也不满足。方案二：为了减少平台水平外荷载，将卷扬机迁移到桁架平台上，按9-φ1200mm，壁厚t=12mm钢管桩检算。计算模型见下图27。荷载施加在桁架外侧托架节点上。计算内力及应力图见下图28（单位t*m，Mpa）。图27计算模型图图28-1桩身轴力图图28-2桩身弯矩