跨海大桥栈桥及引桥钻孔平台设计计算书

XX海峡大桥临时工程栈桥及引桥钻孔平台设计计算书中交XX工程设计研究院有限公司XX年十二月目录TOC\o"1-1"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc191637476"一、设计依据-2-HYPERLINK\l"_Toc191637477"二、计算基本条件-2-HYPERLINK\l"_Toc191637478"三、施工栈桥及引桥平台结构尺寸-4-HYPERLINK\l"_Toc191637479"四、平台钢构的力学特性-6-HYPERLINK\l"_Toc191637480"五、荷载分析及计算-7-HYPERLINK\l"_Toc191637481"六、工况分析-10-HYPERLINK\l"_Toc191637482"七、各工况下的计算结果-18-一、设计依据1、《XX大桥栈桥及钻孔平台设计验算委托书》2、《港口工程荷载规范》（JTJ215－98）3、《港口工程桩基规范》（JTJ254－98）4、《海港水文规范》（JTJ213－98）5、《港口工程钢结构设计规范》（JTJ283－99）6、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）二、计算基本条件1、地质条件地质条件参见《XXXX海峡大桥及接线公路工程地质勘察报告》，各桩基计算时参照相近2地质钻孔点，按最不利孔的地质特性值。2、波浪深槽区：抗台期波高H=2.89m对应周期T=5.7s正常工作期波高H13%=2.03m对应周期T=5.7s浅滩区：抗台期波高H=2.49m对应周期T=5.7s正常工作期波高H13%=2.03m对应周期T=5.7s3、流速V=1.55m/s4、风速正常工作风速：V=20.7m/s抗台风速：V=30.9m/s5、潮位正常工作：设计高潮位：2.27m设计低潮位：-1.97m抗台：设计高潮位：3.29m设计低潮位：-3.0m施工潮位：0.0m6、泥面标高由于该区域地址条件较为复杂，桩基有打入桩跟嵌岩桩两种，而根据水深的不同，所用桩基有所不同，因此泥面标高根据计算情况作具体分析。7、护筒1＃～13＃墩、59＃～62～墩护筒尺寸：φ2150×20；14＃墩、21＃～28＃墩、51＃～58＃墩护筒尺寸：φ2350×20；19＃～20＃墩、29＃～38＃、50＃、15＃～18＃、39＃～41＃、47＃～49＃墩护筒尺寸：φ2650×20。护筒顶标高：6.50m三、施工栈桥及引桥平台结构尺寸施工栈桥及引桥平台结构尺寸见平面布置图。（一）栈桥计算在栈桥计算建模中，100m区间（三墩区间）栈桥作为模型对象建模，由于考虑到引桥平台转运的需要，因此栈桥建模计算时不考虑平台基础在栈桥稳定中的作为。栈桥计算分两种：第一类为浅滩区，其计算结构按下图建模计算：浅滩区又根据泥面标高及桩型不同，分以下情况：计算模型编号桩型计算泥面标高嵌固点标高强风化岩顶标高高备注1φ1000×122打入桩-10.0m-15.5m/2φ1000×122打入桩-15.0m-20.5m/3φ1000×122打入桩-20.0m-25.5m/4φ1000×122嵌岩桩-7.0-12.0-10.775φ1000×122嵌岩桩-13.5-22.0-20.7第二类为深槽区，其计算结构按下图建模计算：深槽区又根据泥面标高及桩型不同，分以下情况：计算模型编号桩型计算泥面标高嵌固点标高强风化岩顶标高高备注6φ1500×166打入桩-25.0m-32.0m/7φ1500×166打入桩-32.0m-39.0m/8φ1500×166嵌岩桩-30.15mm-31.5-30.15（二）引桥平台计算由于引桥平台对栈桥抵抗水平力有相当的作用，因此在建模时不可忽略栈桥对引桥平台受力的影响。引桥平台计算仍与栈桥计算一样，根据设计泥面标高的不同分为两类：第一类为浅滩区，其计算结构按下图建模计算：第二类为深槽区，其计算结构按下图建模计算：四、平台钢构的力学特性桩的嵌固点计算桩的嵌固点计算公式：（见桩基规范附录C）采用φ1500×16mm钢管桩式中：地质条件较差，泥质属淤泥质亚粘土，呈流塑状，取m=2000kN/m4b0=2d其中d为桩径d=1.5mb0=3.0mIE=2.06×108KN/m2嵌固点深度：（）取=8.0m同理可求得钢护筒的嵌固点平台钢构材料的力学特性见下表：名称A(m2)W(m3)I(m4)嵌固点深度t(m)φ2700×200.16838890.111999100φ2400×2000.1495440.08824410.1058889149.5φ2700×2000.13697730.07397780.0813775929.0φ1500×1660.07459940.02738820.0205336778.0φ1000×1660.04946610.01197760.0059887976.0φ1000×1440.04336670.01054420.0052771166.0φ600×80.01487790.00217730.0006552/φ426×60.00791170.0008220.00017746/HN900×33000.03640.00910.0041/HM588×33000.0192550.0040220.001188/五、荷载分析及及计算1、施工荷载及人群群荷载：44kN/mm22、履带吊的基本资资料：55t履带吊吊尺寸：55.4mm3.766m55.4mm0.655m2如下图示：履带着地地面积554006650mmm履带中心心距33.76mm最大接地地比压0.1800Mpa（按起重重量1200t.m估算）一般接地地比压00.1200Mpa空载行走走比压0.07Mpaa3、砼运输车(330t)砼运输车空载时时约10t，载重重时30tt，按汽30级考虑虑总重300kN（空载时时200kN）前轴压力力60kkN（空载时40kNN）后轴压力力2×1220kNN（空载时80kNN）轮距1.8m轴距4.0m+1.4m前轮着地地面积0.330m×0.200m后轮着地地面积0.660m×0.200m4、钻机荷载钻机采用KTYY3000型钻机，整整个平台形形成时同时时上1台钻机。单单台钻机荷荷重1200kN，动力系系数1.3。5、龙门吊荷载龙门吊由四组滚滚轮支撑，每每组包含间间距分别为为0.6664m、0.7336m、0.6664m的滚滚轮四只，每每只滚轮轮轮压300kkN，轨距：：12.0mm，支腿间间距：155.0m。6、波浪力桩及护筒的波浪浪力按《海海港水文规规范》（JTJ213--98）8.3“波浪对桩桩基和墩柱柱建筑物的的作用”来计算：：工况波浪泥面标高高潮位桩波浪力(kN))作用点标高(mm)正常工作H=2.82mmT=5.5s-20.0m3.9φ1000×1422.6-3.0φ2200×18109.5抗台H=4.24mmT=5.5s-20.04.23φ1000×1433.9φ2200×18164.3正常工作H=2.82mmT=5.5s-33.0m3.9φ1500×1651.1-3.4φ2700×20109.9抗台H=4.24mmT=5.5s-33.04.23φ1500×1676.6φ2700×20164.87、水流力水流力按《港口口工程荷载载规范》（JTJ215--98）13.00.1式计计算Fw=CWΡv2AA/2一、泥面标高--17.00m时水流流力计算：：φ1000辅助桩水流力标标准值：Fw=CWΡv2AA/2=41.55kNN作用点标高：--3.877mφ2200钢护筒水流力标标准值：Fw=CWΡv2AA/2=91.3kN作用点标高：--3.877m二．泥面标高--33.0mm时水流力力计算：φ1500辅助桩桩水流力标标准值：Fw=CWΡv2AA/2=90.2kN作用点标高：--8.188mφ2700钢护筒筒水流力标标准值：Fw=CWΡv2AA/2=172.2kNN作用点标高：--8.188m8、风荷载风荷载载按《港口口工程荷载载规范》（JTJ215--98）11.00.1式计计算=1.177×0.77×2522/16000=0.322kPa风荷载载远小于水水流力及波波浪力，故故可忽略不不计。六、工况分析（一）泥面标高高-17.0m：工况一：单桩稳稳定（1）冲刷后泥面标标高：-15.5m（2）水流流速：VV=1.001m/s（3）波浪：H=11.5m，T=5.55s工况二：栈桥正正常工作（1）冲刷后泥面标高高：-20.0mm（2）水流流速：V==2.14m/s（3）波浪：H=2..82m，T=5.55s（4）均布荷载：4kkN/m2（5）55t履带吊荷荷载（空载载）（6）6m3混凝土输输送车（7）8级风荷载计算模型：工况三：栈桥抗抗台（1）冲刷后泥面标标高：-20.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）风速V＝388.8m//s计算模型：工况四：引桥平平台正常工工作（1）冲刷后泥面标标高：-20.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=22.82mm，T=5..5s（4）均布荷载：110kN//m2（5）55t履带吊荷荷载（满载载作业）（7）8级风荷载计算模型：工况五：引桥平平台抗台（1）冲刷后泥面标标高：-20.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）均布荷载：110kN//m2（5）55t履带吊荷荷载（满载载作业）（6）风速V＝38.8m/ss计算模型：（二）泥面标高高-33.0mm：工况一：单桩稳稳定（1）冲刷后泥面标标高：-28.55m（2）水流流速：VV=1.001m/ss（3）波浪：H=11.5m，T=5..5s工况二：栈桥正正常工作（1）冲刷后泥面标标高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=22.82mm，T=5..5s（4）均布荷载：44kN/mm2（5）55t履带吊荷荷载（空载载）（6）6m3混凝土输输送车（7）8级风荷载计算模型：工况三：栈桥抗抗台（1）冲刷后泥面标标高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）风速V＝388.8m//s计算模型：工况四：引桥平平台正常工工作（1）冲刷后泥面标标高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=22.82mm，T=5..5s（4）均布荷载：110kN//m2（5）55t履带吊荷荷载（满载载作业）（6）8级风荷载计算模型：工况五：引桥平平台抗台（1）冲刷后泥面标标高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）均布荷载：110kN//m2（5）55t履带吊荷荷载（满载载作业）（6）风速V＝38.8m/ss计算模型：七、各工况下的的计算结果果（一）单桩稳定定计算1、φ1000×14单桩桩稳定计算算考虑冲冲刷0.55m，冲刷后后泥面标高高：-15.55m水流力作用点：水面以以下6.55m标高-2.6m波浪力P=112.0kkN（作用点点标高：--2.5m）风载（忽略不计）满足强度要求。2、φ1500×166单桩稳定定计算考虑冲冲刷0.55m，冲刷刷后泥面标标高：-333.5mm水流力作用点：标高--8.6mm波浪力P=227.2kkN（作用点点标高：--3.5mm）风载（忽略不计）满足强度要求。（二）工况二、三三、四、五五、六的电电算结果汇汇总1、模型1电算结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ800×10最大综合应力σσmax(MPa))72.886.4143116最大压力(t))65.918.186.854.7最大拔力(t))1.78.09.19.0钢护筒φ2200×188最大综合应力σσmax(MPa))//29.838.6最大压力(t))//59.347.3龙门吊轨道梁22HM5888×300最大综合应应力σmax(MPa))//12473.0钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//91.296.8钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//41.339.3栈桥下横梁2HHN6000×200最大综综合应力σσmax(MPa))72.28.744.269.5平联φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))30.660.235.761.1斜撑φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))17.040.516.139.8平台最大位移（cm）3.45.70.91.22、模型2电算结结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ800×10最大综合应力σσmax(MPa))97.0122150128最大压力(t))65.823.287.554.7最大拔力(t))7.612.18.913.4钢护筒φ2200×188最大综合应力σσmax(MPa))//42.452.4最大压力(t))//68.853.9龙门吊轨道梁22HM5888×3000最大综合应应力σmax(MPa))//12372.7钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//91.391.3钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//51.547.6栈桥下横梁2HHN6000×200最大综综合应力σσmax(MPa))72.311.770.172.1平联φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))47.382.848.082.8斜撑φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))28.328.228.654.8平台最大位移（cm）8.312.52.011.53、模型3电算结结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ1000×122最大综合应力σσmax(MPa))70.488.497.693.6最大压力(t))64.930.382.860.3最大拔力(t))014.67.914.2钢护筒φ2200×188最大综合应力σσmax(MPa))//47.459.1最大压力(t))//67.853.6龙门吊轨道梁22HM5888×3000最大综合应应力σmax(MPa))//11769.5钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//92.792.7钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//46.545.7栈桥下横梁2HHN6000×200最大综综合应力σσmax(MPa))83.013.485.881.9平联φ600×8最大大综合应力力σmax(MPa))38.967.046.568.5斜撑φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))26.153.322.444.4平台最大位移（cm）7.110.82.83.74、模型4电算结结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ800×10最大综合应力σσmax(MPa))58.061.4144111最大压力(t))67.014.386.454.7最大拔力(t))2.55.09.69.4钢护筒φ2200×188最大综合应力σσmax(MPa))//21.928.3最大压力(t))//51.841.5龙门吊轨道梁22HM5888×3000最大综合应应力σmax(MPa))//12573.6钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//91.391.3钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//35.833.2栈桥下横梁2HHN6000×200最大综综合应力σσmax(MPa))72.36.466.367.6平联φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))25.943.635.344.8斜撑φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))14.129.015.028.5平台最大位移（cm）1.52.60.450.65、模型5电算结结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ800×10最大综合应力σσmax(MPa))97.1125151130最大压力(t))65.824.387.654.8最大拔力(t))0.613.08.514.6钢护筒φ2200×188最大综合应力σσmax(MPa))//42.853.8最大压力(t))//70.455.1龙门吊轨道梁22HM5888×3000最大综合应应力σmax(MPa))//12372.6钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//91.291.3钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//52.649.6栈桥下横梁2HHN6000×200最大综综合应力σσmax(MPa))72.312.470.172.5平联φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))48.387.948.887.8斜撑φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))29.159.929.158.3平台最大位移（cm）9.014.12.02.76、模型6电算结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ1200×144最大综合应力σσmax(MPa))74.399.367.974.5最大压力(t))55.450.663.859.0最大拔力(t))23.232.325.328.4钢护筒φ2700×200最大综合应力σσmax(MPa))//52.867.6最大压力(t))//139125龙门吊轨道梁22HM5888×3000最大综合应应力σmax(MPa))//11919.1钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//141158钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//65.777.3栈桥下横梁2HHM5888×300最大综综合应力σσmax(MPa))66.218.192.794.2平联φ600×8最大综综合应力σσmax(MPa))65.686.563.677.2斜撑φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))49.062.344.258.4平台最大位移（cm）8.913.84.16.47、模型7电算结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ1500×166最大综合应力σσmax(MPa))61.277.150.256.2最大压力(t))78.374.380.276.8最大拔力(t))24.636.625.328.6钢护筒φ2700×200最大综合应力σσmax(MPa))//56.870.6最大压力(t))//144132龙门吊轨道梁22HM5888×3000最大综合应应力σmax(MPa))//12223.5钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//146163钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//66.071.4栈桥下横梁2HHM5888×300最大综综合应力σσmax(MPa))68.422.3101100平联φ800×10最最大综合应应力σmax(MPa))60.875.274.197.6斜撑φ426×6最大大综合应力力σmax(MPa))41.651.245.157.8平台最大位移（cm）9.412.96.47.98、模型8电算结果汇总工况二工况三工况四工况五钢管桩φ1200×14最大综合应力σσmax(MPa))82.210981.7109最大压力(t))57.269.063.568.8最大拔力(t))18.645.931.948.2钢护筒φ2700×200最大综合应力σσmax(MPa))//54.168.2最大压力(t))//139124龙门吊轨道梁22HM5888×3000最大综合应应力σmax(MPa))//11919.7钻机轨道梁HMM588××300最大综合应应力σmax(MPa))//145163钻机轨道支撑梁梁2HM5588×3300最大大综合应力力σmax(MPa))//65.468.8栈桥下横梁2HHM5888×3000最大综合合应力σma