特大桥贝雷梁钻孔平台设计计算书

莆田联十一线A5标三江口特大桥过渡墩钻孔平台台设计计算书书计算:复核:审核:审定中国建筑股份有有限公司莆田田联十一线AA5标项目部部2016年4月月1.设计依据据⑴《公路桥涵设设计通用规范范》（JTGGD60--2015）⑵《公路桥涵地地基与基础设设计规范》（JJTGD663-20007）⑶《公路桥涵钢钢结构及木结结构设计规范范》（JTJJ025-886）⑷《公路桥涵施施工技术规范范》(JTJ0441--2000))⑸《钢结构设计计规范》（GGB500117-20003）⑹《港口工程设设计荷载规范范》（JTJJ215-998）⑺黄绍金刘刘陌生《装装配式公路钢钢桥多用途手手册》⑻路桥施工计计算手册（人人民交通出版版社）ISBBN7-1114-033855-00⑼水文、地质、潮潮汐、气象资资料：木兰溪溪水文资料：：Q=35220m3/ss，H1%==3.70mm，V1%==1.05mm/s。简要要地质资料：：1-1素填填土（Q44ml）；1--3耕值土（QQ4ml）；3--1-1淤泥泥（Q4mml-m），σ=55kppa；3-22淤泥质黏土土（Q4mml-m），σ=70kppa；3-33粉质黏土（Q4mll-m）,σ=200kkpa；3--4粉砂（QQ4ml-mm）,σ=110kkpa；3--5中砂（QQ4ml-mm），σ=300kkpa；33-8卵石（Q4mll-m），σ=550kkpa；66-1全风化化花岗岩((γ52),，σ=350kkpa；66-2-1砂土状强风风化花岗岩（γ52），σ=450kpa；6-2-2碎块状强风化花岗岩（γ52）,σ=750kpa；6-3中风化花岗岩（γ53），σ=1800kpa；6-4微风化花岗岩（γ53），σ=3800kpa。根据勘察地质资料，桥址地面下20m范围内主要为冲海积层，下伏基岩为燕山晚期花岗岩及其风化层。2.设计参数数⑴设计控制荷荷载：A、50t履带带吊机，自重重50t，吊吊重20t。B、钻孔桩机，重重量约12tt。⑵设计使用寿寿命：3年⑶桥面宽度：：12m⑷桥面标高：：+7m；3.设计说明明钻孔平台作为水水中基桩施工工的临时结构构，主要承受受的作用有钻钻机荷载、其其他施工机具具及堆载、平平台自重等。3.1平台桥桥型布置平台总长长为42m，桥桥跨布置5排排钢管柱，每每排4根，平平台纵桥向跨跨度为9m++12m+99m+12mm，平台顶面面宽12m。3.2结构说说明（1）下部结构构平台基础采用用钢管桩，钢钢管桩规格为为ø529×10mm，横横桥向布置44根，间距33.5m。钢钢管桩间用槽槽钢横向连接接，以提高稳稳定性。钢管管桩顶采用双双拼40a工工字钢作为横横梁，横梁长长度为12mm。（2）上部结构构平台主梁梁采用3211贝雷梁，规规格为3m**1.5m，纵纵桥向布置114片，贝雷雷梁横桥向布布置3组，每每组3排，用用45cm和和90cm支支撑架连接成成组，每组间间距为3.33m。贝雷梁梁上铺I288工字钢作为为分配梁，将将[20a槽钢反扣于工工钢上作为平平台面板。3.3.荷载参参数（1）基本可变变荷载钻孔桩机荷载：：自重7t，冲锤5t，与平台有有4个接触点点。50t履带吊机机:自重500t，吊重20t，接触面积为为2—46600×760mm2。（2）其他可变变作用①行人荷载：22.5kN//m；②管道荷载：22.0kN//m；③风载：最大风风力按12级级考虑，风速为为32.6m//s。风载按《公路桥桥涵设计通用用规范》进行行计算，其中：（按施工工架设期间取取值）；（桁架风载系数数）；（按最不利地形形地理条件选选取）；（按A类地表，离离地面或水面面3高度计）；；（按A类取阵风风风速系数）；；，12级风载时：：求得:单片贝雷片及桥桥面板迎风面面积：；风载为：平台风载水平力力为：假定作用点在冲冲刷线上，钢管桩在冲冲刷线上的长长度为10m。④水流力：水流流速1.005m/s，水水流力为,K—水流阻力系系数，桩为圆圆形，取0..63；—水容重，取110kN/mm³；V—水流速度；；—重力加速度度，取9.88m/s²；A—单桩入水部部分在垂直于于水流方向的的投影面积；；栈桥钢管桩水中中长度h=110m，水面流流速为1.005m/s,,河床处流速速为0m/ss。水流力冲刷线以上桩长长H=110m，作用用点位于桩顶顶1/3H4、主要材料设设计指标根据《钢结构设设计规范》（GGB500117-20003)以及及《装配式式公路钢桥多多用途使作手手册》主要材材料的设计指指标如下材料名称材质抗弯拉极限应力力σw（MPa）抗剪极限应力ττ（MPa）一般型钢构件Q235215125贝雷梁16Mn273208平台结构验算本次验算通过MMIDAS//Civill结构分析软软件计算完成成，平台支架架Midass分析模型图图如下：图5.55平台Miidas分析析模型图平台施工过过程中与使用用过程中受力力状态大体相相当，所以仅仅以平台使用用过程作分析析，平台所受受荷载有如下下：恒载:恒载为为平台自重，计计算时恒载系系数为1.22。活载：钻孔桩机机120KN，按1.4倍倍活载系数，q=1.4x（70+50）/4=42kN履带吊自重5000KN，吊吊重200KKN，总重7700KN，按按1.4倍活活载系数，履履带吊机着地地压力q==1.4x7700/2//4.65//0.76==139kN//m2设计荷载==恒载+活载载5.1、平台台面板验算面板采用[200a反扣在工28的分配梁上上，分配梁间间距为50ccm，取履带吊吊荷载作受力力分析，用MMIDAS//Civill建模得结果如下图：图5.1平台台面板应力结结果图图55.2平台面面板位移结果果图可知，面板最大大应力，满足要求。面板最大扰度，满满足要求。5.2、工字字钢分配梁验验算因两组贝雷梁的的间距为3..3m，故分分配梁的最大大跨度为3..3m，当履履带吊处于分分配梁跨度中中作业时，分分配梁受力最最不利，此时时分配梁所受荷荷载：履带吊机着地压压力q=11.4x7000/2/44.65/00.76=1139kN//m2用MIDAS//Civill建模得结果如下图：图5.33分配梁应力力结果图图5.44分配梁位移移结果图可知，分配梁最最大应力，满足要求。分配梁最大扰度度，满足要求求。5.3、贝雷雷梁验算贝雷梁所受荷载载组合如下：：工况1：履带吊吊布置在平台台12m跨中，且作用用在贝雷梁上上，所受荷载载=1.2恒恒载+1.44活载工况2：履带吊吊布置在平台台12m跨边，且作用用在贝雷梁上上，所受荷载载=1.2恒恒载+1.44活载工况3：4台钻钻孔桩机工作作中，所受荷荷载=1.22恒载+1..4活载用MIDAS//Civill分别建模得得：图图5.5工工况1平台受受力分析图图5.66工况2平平台受力分析析图图55.6工况况3平台受力力分析图（1）贝雷梁强强度验算图5.77工况1贝贝雷梁应力结结果图图5.8工况况2贝雷梁应应力结果图图5.9工况33贝雷梁应力力计算结果图图5.110工况1贝雷梁位移移计算结果图图5.11工况况2贝雷梁位移移计算结果图图5.12工工况3贝雷梁位移移计算结果图图由上上可知：工况11贝雷梁所受受应力最大，最最大应力，满足要求。工况1贝雷梁扰扰度最大，最最大扰度，满满足要求。5.4、桩顶顶横梁与钢管管桩验算当履带吊处于钢钢管桩顶部作作业时，此时时横梁和钢管管桩受力最不不利，取此最最不利状态对对横梁和钢管管桩进行验算算。用MIDAS//Civill建模得5.113横梁与钢钢管桩受力结结构图5.4.1、横横梁验算5..14横梁应应力计算结果果图55.15横梁梁位移计算结结果图可知，横梁最大大应力，满足要求。横梁最大扰度，满满足要求。5.4.2、钢钢管桩验算（1）钢管桩桩强度分析5.16工况况一钢管桩应应力计算结果果图可知，钢钢管桩最大应应力，满足要求。钢管桩稳定性分分析5.17钢钢管桩反力计计算结果图可知钢管桩所受受反力为4337.6KNN.a、钢钢管桩长细比比钢管桩规格为φφ630*110mm，回回转半径，钢管桩长度度按30m计计算，长细比比＜[λ]=1500，钢管桩长长细比满足要要求。b、钢管桩稳定定性验算：查《钢结构设计计与计算》P520页页知：稳定系数数＝0.3577，A＝194400mm2，＜σw=2155MPa，钢管管桩稳定性满满足要求。钢管桩承载能力力分析根据《公路桥桥涵地基与基基础设计规范范》沉桩的单单桩轴向受压压容许承载力力：钢管桩桩参数：钢管桩采用外径径D==630mmm，壁厚d==10mmm钢管桩桩底投影影面积A=0.3122m2钢管桩周长U=11.979mm土层摩阻力统统计见下表：土层摩阻力统统计表编号土层名称土层厚度（m）桩侧土摩阻力标标准值(kPa)地基承载力基本本允许值(kPa)3-1-1淤泥1512553-8卵石3.61805506-2-1砂土状强风化花花岗岩9.91104506-2-2碎块状强风化花花岗岩2.1150750不计地基承载力力，钢管桩长长度按穿过淤淤泥层与卵石层，打入入强风化花岗岗岩1m，打打入深度共119.6m。钢管桩单桩容许许承载力：由上面计算可知知钢管桩最大大反力N=4437.6kkN＜=928..151KNN承载力满足要求求。5.5、栈桥整整体稳定性验验算(1)、荷载分分析钢平台最不利受受力为在最高高潮水位时水水流力、风荷荷载产生的同同向倾覆弯矩矩，取整个平平台进行整体体稳定性分析析。(2)、倾覆力力水流倾覆力矩：：风力倾覆力矩：：整体倾覆力矩：：(3)、抗倾覆覆力水流力、风荷载载产生的同向向力矩作用下下，平台有向水流流方向倾覆的的趋势，平台台通过自身重重量和钢管桩桩与土层的摩摩阻力产生的的抗倾覆弯矩矩来保持平台台稳定。平台外外侧两根钢管管桩横桥向间间距为10..5m,所以以抗倾覆力臂臂取5.25m。(4)、整体稳稳定分析栈桥整体稳定安安全系数，满足整体稳稳定性要求。结论经验算，钢钢平台的结构构受力满足要要求。