某长江公路大桥主航道桥北塔主墩基础施工方案计算

PAGEPAGE23xx公路大桥主航道桥北塔主墩基础施工方案计算一.任务来源xx公路大桥主航道桥北塔主墩基础属于C1合同段，本合同段计划将于xx年xx月底进行施工招投标，预计开工日期为xx年xx月下旬。受**路桥公司委托，xx院对其提出的施工方案进行施工过程的一些关键问题进行分析计算。二.分析计算内容验算范围：北塔主墩基础施工过程的受力分析。验算内容：施工期间钢护筒的冲刷深度计算。施工期间冲刷防护措施的计算。钻孔平台抵抗水流冲击的稳定性计算。钻孔平台抵抗船舶撞击时的安全性。钢套箱的强度和变形验算。浇注3m厚封底混凝土时悬吊力的验算。三.分析计算依据分析计算资料：淘餐转《行*滴*娃大桥主桥施工敢、监理招标参作考资料》袭歼杠《燕*筐*帜大桥主桥基础忧施工招标文件腔》遗降得《和*精*景大桥主桥基础拿施工招标补遗解文件》样尘惠《棕*牺*馆大桥主桥基础徐施工方案》邀复核验算规范妙：爽江落公路桥涵设计注通用规范糖（检JTJ02凑1-8鸣9押）嗓遗妥迹公路工程水文笔勘测设计规范之（民JTGC3隔0-200父2乖）帮公路钢筋混凝环土及预应力混谜凝土设计规范取（恼JTJ02叮3-8假5开）稿兴设计情况简介望：间*应*乏大桥主桥为主柳跨财1088每m别的双索面斜拉虏桥。索塔基辰础血4气号墩采用桩基袍础，桩基辣为惊13衡1呆根足D2.8/D刊2.5讨m勿钻孔桩（钢护怖筒内荷径期2.8壤m枪），采用梅花括形布置。按照嗽摩擦桩设计，淋桩您长喉116幅m蕉。由于需要承汗受较大的水平泥力，考虑护筒醒与桩基础共同下受力。承台为宴哑铃形，在每鼠个塔柱下承台皂平面尺寸勺为渐50.55×败48.1系m雁，其厚度由边雨缘掘的率5魔m仆变化到最厚处蹄的袍13.324蜜m单，其顶部与塔释柱的接触面垂否直于索塔塔柱利的中心线。两闷承台之间采蛇用奔12.65×亮27.1希m爆系梁连接，系第梁厚度急为霉6金m贤。承台设屑有惭4飞个备用桩位，抓但是由于补桩摘位的受力较为大不利，因此仍胞然要求施工单睛位的成桩率浙为游10引0睁％。捷告图酬一轨荣4准号墩基础一般阔构造图施工方案：初1.业即施工平台醉图梯二门垄施工平台平面叔示意图疾施工平台平面陷如图二所示。继图中的圆圈表臂示钢管桩，钢爸管桩采算用海φ怕1500×2格0m诉m段的钢管，图中蕉的粗线表示贝罩雷架，采用三字排两层的贝雷读梁，贝雷梁的牲刚度比较大，垂能够有效的把泰钢管桩连接在病一起，所以要撇求，每根钢管姿桩上至少有一界根贝雷梁通过护。细线表示工太字钢，采房用离I63好b福的热轧工字钢梅。2.钢套箱六钢套箱采用分贤块拼装、运输怠，整体吊装。闹钢套箱一般构宫造图和钢套箱刚施工基础过程营详细情况参见表图三～图五。肯图予三岗脑奥钢套箱布置图傻图尾四鬼客钢套箱细部构对造图郊图削五穴性钢套箱施工过短程示意图育施工计算情况庭：每1.饭吼施工期间钢护弃筒的冲刷深度垂计算。龄稳定河段的冲半刷包括一般冲号刷和局部冲刷弦两种。根据施记工周期需要，词分两段时间进求行冲刷计算豆（助1担.予枯水期、平水列期施工钢管桩纸；竭2遵.元经历一个最大钞的折2纤0寒年一屋遇到5妹％的施工期）社1粥）枯水期、平洞水期钢管桩施作工期间且桥位处枯水期泳、平水期额为立1照1裳～状x尸x招月境，根据狠《贸*誉*红大桥主桥施工络、监理招标参葡考资料》的第立三部分《桥位系水文情况概要止》，北主墩的贞有关水文观测饿资料：竭200键0鼓年嗽2忠月忍2怀1蚂（枯水期）大抱潮涨急争摄师鞠V有＝自1.29m/饭s艳200伍0壤年闯2销月注2棵1肺（枯水期）大斜潮落急盒卧发俘V忠＝运1.42m/悔s份200法2娃年约1壳1弦月罩7肢（平水期）小鼻潮涨急稿牢滚雕V昂＝折0.75m/帮s哪200贞0委年挡2忠月晒2泳1挠（枯水期）大精潮落急膝撇特酱V攻＝螺1.37m/夜s湿200庭2皇年歌1束2皮月终5吩（平水期）大制潮涨急切群段眼V赚＝淹1.88m/协s帐枯水期、平水类期钢管桩施工瞎期间的施工最返大垂线平均流朝速取孙值泳V邮＝欣1.9m/s牲a浓.届一般冲刷计算暴根据《公路工牲程水文勘测设被计规范虚》脏JTGC3研0-200白2察，率第己7.3.峡1晕非粘性土河床营的一般冲刷：激根据《桥位水越文情况概要》解计察算刃V猪＝遇1.9m/庄s部对应的缘；碍根据眯表趣稼1尽；右根据《桥位水茶文情况概要》废计算殖；；鞋根据烛表陪突2牧；邀根据《工程地修质勘探资料》外取欢b户.注局部冲刷计算俯根据《公路工鼻程水文勘测设晓计规范桌》沫JTGC3美0-200猛2董，徐第疑7.4.吴1愿非粘性土河床恶的桥墩局部冲桑刷：晴根据《工程地订质勘探资料》怀取听根据附村录陪B花桥墩系数及墩丽宽计算；泽枯水期、平水巩期钢管桩施工顾期间冲刷深度透2)妙耗经历一个最大滋的洒2币0杜年一戚遇芦5攀％洪水的施工冲期砖施工期间至少仙经历一个洪水门期，桥位处洪通水期青为岭6斑～击1岩0穷月，考虑施工比期间最不利为退经历一个最大脏的谋2曾0喇年一辫遇妹5薪％洪水期，根受据问《粒*眼*仍大桥主桥施工宽、监理招标参尤考资料》的第婆三部分《桥位骡水文情况概要援》，北主墩的冤洪水期最大垂貌线平均流速取调值及V呈＝斯2.75m/匙s化。泰a宰.霞一般冲刷计算殊根据《公路工茫程水文勘测设软计规范际》逆JTGC3润0-200赶2熟，线第点7.3.虏1算非粘性土河床拆的一般冲刷：忍根据《桥位水席文情况概要》准计厚算租V王＝鄙2.75m/呀s爱对应的嗓；藏根据移表乳交1晚；收根据《桥位水床文情况概要》秘计算尤；；拾根据书表宁河2假；袜根据《工程地拘质勘探资料》帖取队b搭.质钢管桩局部冲辨刷计算益根据《公路工俱程水文勘测设据计规范膀》如JTGC3侄0-200政2孝，提第仓7.4.毒1搜非粘性土河床纹的桥墩局部冲敏刷：呜根据《工程地凶质勘探资料》忧取则根据附云录慕B途桥墩系数及墩核宽计算；何经历一个最大炭的撞2票0狮年一帽遇泰5搅％洪水期钢管池桩施工期间冲减刷深度零c燥.邮钢护筒局部冲龄刷计算状根据《公路工厉程水文勘测设践计规范拾》视JTGC3虹0-200帝2猾，愧第夜7.4.低1漆非粘性土河床状的桥墩局部冲秩刷：寇根据《工程地饲质勘探资料》学取株根据附获录珠B冈桥墩系数及墩摸宽计算；供经历一个最大集的剥2笛0妹年一渠遇唱5颜％洪水期钢管哪桩施工期间冲诸刷深度烟d蹄.绍钢护筒、钢管隶桩局部冲刷计涌算胜根据《公路工仪程水文勘测设洞计规范建》型JTGC3与0-200吉2味，患第扶7.4.拨1池非粘性土河床疮的桥墩局部冲败刷：孟根据《工程地坏质勘探资料》刃取社根据附荡录称B友桥墩系数及墩沟宽计算；政经历一个最大谣的涝2至0左年一蚊遇短5锅％洪水期钢护郊筒、钢管桩局丛施工期间冲刷探深度委2辰.缓茄施工期间冲刷朋防护措施的计混算斥湖由于墩柱处在去水深流急水域阵，施工前期必鸣然引起剧烈淘沫刷，在墩柱基而础施工的同时村对周边河床进件行护底防护，遗遏华制和减轻冲刷舱孔的形成和发粮展。拥对免*稼*帜大桥北主墩施纳工采用块石防暗护。汤根据《公路工岭程水文勘测设培计规范吉》顷JTGC3仪0-200耻2厦，感第月7.4.谋1粱非粘性土河床炎的桥墩局部冲裹刷：迁酷糊块石防护不冲忍刷的条件是：敢。为了考虑后鬼期运营河床防担护，块石防护说的冲刷速度甲采项用亭30静0摘年一遇的最大赔洪水，北主粉墩闭30俊0裁年一遇的落潮宝流量相应的最柜大垂线平均流代速阻。淘块石防护的最罚小尺寸采乐用武450m架m醒。介3喊.加化钻孔平台抵抗亩水流冲击的稳黑定性计员1折）水流冲击力帽蜓凡根据《公路桥轨涵设计通用规肚范》踪（达JTJ02樱1-8秀9抖）姓第者房0痕条流水写压力水的容重；重力加速度；铅桥墩形状系数关。来a散.悼单根钢管桩的羊水流冲击力（橡平水期、枯水锤期）厅平水期、枯水裹期水流速度概b.圣萝单根钢管桩的唉水流冲击力（殿经历一个洪水盛期）扎北主墩的洪水安期最大垂线平层均流速取值第c渔.罪经单根钢护筒的兄水流冲击力（校平水期、枯水政期）庆平水期、枯水圆期水流速度鲜d连.虹掌单根钢护筒的钱水流冲击力（抄经历一个洪水划期）余北主墩的洪水自期最大垂线平宇均流速取值2）计算结果苹a.劲巧计算程序王伯海本计算采拢用猜Ansy评s钞程序进行三维科空间分析。蹈b.蕉薪施工平台在平瓜水期的稳定性赴蛛炉按照施工进度葱安排，施工平摸台（包括钢管中桩及钢管桩上泉部平台场）员妥在平水期施工猴完毕，按照施漫工方案，在洪京水期来临之前丛必须施工完成俗部分的钢护筒沉并浇注完成部腹分的混凝土桩释基，并把桩基暗和施工平台连煮接起来，以安享全度过洪水期痒。所以在平水仿期的计算模型眠考虑最不利情以况为空平台的华情况，即只有之钢管桩及钢管尊桩上部平台。天水流力的作用式考虑平水期的锈水流作用，单悄根桩作用的水园流力凶为乒83.1k奋N玉，作用在水姐深回1/划3晒处。根据平水仪期冲刷计算，永冲刷深度悠约扫10瓦m袭，所以钢管桩魄计算底端固结绳点约在败：姑-23.3-叠10-4.建2笛＝务-37.5党m当的标高处，计鸦算桩长巡为工45各m鸟，底端固结，折计算模型如图固六所示。枣图纯六包琴尝施工平台平水方期计算模型煤计算得到桩底龄最大应力恰为渴146MP劲a浩，位置在桩底幻；工字钢最大疏应力期为恒163MP抬a彻；贝雷架最大童应力副为质127MP娇a送。根据上述情嘴况，施工平台津能够满足平水摔期施工的要求豪。民计算时对平台尿初步方案进行事了调整，要求牢保证每根钢管凯桩的桩顶都有尽一根贝雷梁通冶过，同时，要纵求贝雷梁与下糕部的工字钢有抬可靠的连接。疑关于施工过程自平台的抗风的郑问题，由于平往台在水面上不题高，平台处的胳风速相对较低盯，同时，整个差平台是桁式结喜构，迎风面积娱较小，风力也驾较小。当钢套睬箱上去后，整犁个平台与已施即工完成的桩基膛等形成了一个蒜整体，抗风性充能大大提高，栽所以抗风不是撤主要的问题，框下面不再对其衔进行计算。唤c.垫封施工平台在洪骆水期的稳定性脏洪水期来临前吵，要求上下游熟各施工完至追少光1件6充根桩，已抵抗夺洪水和其他可察能的冲击等意聚外情况，保证泥安全度过洪水素期。施工完毕什的桩要求和施硬工平台进行有抚效的连接，整润个体系形成一战个整体。洪水魔期的冲刷深度然按染20矿m遇计算，所以钢键管桩和钢护筒况的计算长度童按踏55钻m舌计算。底端固逆结。钢护筒和昌施工平台之间叫用讲I63茂b萄的工字钢连接芹。计算模型如瘦图七所示。盘洪水期水流的聪计算只考虑钢衡护筒的受力，挎钢护筒内的混商凝土不考虑。夜根据上番面圆a贷)预的计算，钢管帽桩的水流力汪为榨220.4k笔N团，钢护筒的水厉流力逼为阁426.1k懂N条。旬图棒七搭涝计算模型平面城图弦计算得到施工厨平台在水流力武的作用下，钢柜护筒内的最大房应力康为斑38.5MP逮a睛，钢管桩内的致最大应力脉为庙34.7MP拒a忌，工字钢内的顽最大应力古为行129MP桨a纽，贝雷架内的拉最大应力等为挖34.6MP嘴a备，满足施工过宜程的要求。字4.类也钻孔平台抵抗类船舶撞击时的睁安全性竞1祸）洪水烫期称5000淋T欢级船舶撞击力躬计算无钻孔平台抵池抗旧5000申T弹级船舶撞击时凶的稳定性的计士算，考虑施工煎期间至少经历载一个洪水期。芒根据垮《恶*芬*贯大桥主桥施工羡、监理招标参寄考资料》的第持三部分《桥位楼水文情况概要岭》，北主墩的界洪水期最大垂哑线点流速取值竖。暴根据《公路桥谜涵设计通用规粘范》眠（绕JTJ02凯1-8按9衡）附录训四社蛛船只和漂流物议的撞击力绞根据有关资料煤，姥5000佳T汽级船舶的漂流弃物重力券；重力加速度；水流速度；趴无实际资料时燥，撞击时间嘱。鹊2桶）枯水、平水妈期施工脸船倍2000刻T耽船舶撞击力计撒算透钻孔平台抵合抗旬2000掏T裤施工船撞击时胸的稳定性的计跨算。根据《公耍路桥涵设计通妙用规范》研（逮JTJ02扔1-8验9购）附录按四药绢船只和漂流物挽的撞击力将2000关T欢施工船的漂流难物重力笛；重力加速度；水流速度；皱无实际资料时止，撞击时间芦。3）计算结果惠愿族考虑洪水期时兵钢护筒内上下悼游各沫有版1写6戚根桩施工浇注扯完毕，同时，陪水流力的作用钳由施工平台和球钢护筒共同承像受，而船撞力及由平台和混凝际土桩承受。计格算得到洪水穴期凶5000肯T脾级的船以痒的速度撞击作怕用下却，桩基内的最价大拉应力狗为流20.4MP丰a骨，与混凝土桩奴连接的工字钢茫内的最大应力芽高新达兰540MPa嫂,发如果加上水流香力，工字钢内兵的应力超过春了跑600MP陆a缺，我们初步判榨定，平台无法瞎在洪水期承俭受帅5000伪T清级的船舶自由概撞击。在洪水仰期应该采取必停要的导航防撞畅措施。更详细唱的计算应该采悠用非线性时程摇分析。诞海详考虑在枯水期拖、平水期无法饼避免施工船只陷对平台的撞击闹，我们用以上萝同样的模型，嫌计算喝了兆2000拿t膨排水量的船只妈自由撞击的情泰况，撞击速度迷。本局部工字钢内增的应力最大复为缸129MP福a旁，一般均吩在烦90MP彼a学以下，贝雷架还的应力最大院为沃37.6MP承a稿，钢管桩内的汁最大应力安为陷24.4MP苦a寄，混凝土桩基震内的最大拉应逼力并为室1.89MP条a歌。由此看来，搁在枯水期、平四水期施工船在谢低绢于铃2m/福s哈的速度对平台猾的撞击是安全宿的。馋5.傅误钢套箱的强度格和变形验算机汤限在整个施工过笛程中，钢套箱两最不利的情况凶是：封底承台棚混凝土浇注完广毕，为了浇注权承台混凝土，惰把钢套箱内的尽水全部抽出，词此时，钢套箱设承受高袍达疑11.3恒m拨的水压力。验葛德本计算的计算蹄模型把钢套箱抬用板壳来模拟棉，其刚度为上洋下衰层糠6m淹m老钢板的换算刚理度，计算出等凳刚度板的内力押后，再扭用虑Ansy芬s巴本身的计算功溪能计算真实板素的应力。模型网中的钢管内撑虑不考虑其抗弯疮功能，用桁架延来模拟，内撑精的布置参见图泰三。计算模型桶如图八所示。愿兽阵计算得到的钢箭套箱内的最大两应力摘为殊90.8MP院a型，钢管内撑的餐最大应力召为牧33.4MP裤a械。钢套箱的最障大位移步为潮1.29c歼m灾。计算表明钢包