计算书2钻孔平台计算书Word格式.docx

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4.5.9钢管桩平联组合应力-8-

4.5.10钢管桩组合应力-9-

4.5.11钢管桩支撑反力-9-

4.5.12钢管桩稳定性分析-10-

4.5.13钢管桩入土深度计算-12-

5过渡墩钻孔平台计算-13-

5.1结构形式-13-

5.2荷载工况-13-

5.3荷载组合-13-

5.4建立模型-14-

5.4.1模型单元-14-

5.4.2边界条件-14-

5.4.3过渡墩钻孔平台整体模型-14-

5.5过渡墩钻孔平台计算分析-15-

5.5.1钻孔平台整体变形-15-

5.5.2面板组合应力-15-

5.5.3面板分配梁组合应力-16-

5.5.4贝雷梁支撑花架组合应力-16-

5.5.5贝雷片主桁腹杆组合应力-17-

5.5.6贝雷片主桁上弦杆组合应力-17-

5.5.7贝雷片主桁下弦杆组合应力-18-

5.5.8钢管桩桩顶分配梁组合应力-18-

5.5.9钢管桩平联组合应力-19-

5.5.10钢管桩组合应力-19-

5.5.11钢管桩支撑反力-20-

5.5.12钢管桩稳定性分析-20-

5.5.13钢管桩入土深度计算-22-

钻孔平台设计计算书

1工程概况

五峰山过江通道南北公路接线工程是江苏省“五纵九横五联”高速公路网规划中“纵三”组成部分，北接京沪高速公路（G2），南联沪宁高速公路（G42），是京津地区和长三角地区间南北向最便捷的过江通道。

五峰山过江通道南北公路接线工程2标段起讫桩号K6+846.280～K8+821.680，位于江都区滨江新城和广陵区头桥镇，主要施工内容为特大桥一座，即芒稻河特大桥，全长1975.4米。

芒稻河特大桥32#墩～37#墩为水中墩，为便于施工生产，保证施工进度，在线路左侧搭设贝雷梁栈桥，北栈桥长约138m，南栈桥长约387m，总长525m。

为便于钻孔桩施工，每个水中墩均设置一个钻孔平台，钻孔平台两侧设置支栈桥，本桥钻孔平台按主墩、过渡墩分为两种，平面布置见图1-1所示。

图1-1主栈桥、支栈桥及钻孔平台平面布置示意图

2编制依据

⑴《五峰山过江通道南北公路接线工程施工图》；

⑵《WFS-2标栈桥、平台施工方案》；

⑶《钢结构设计规范》（GB500017-2003）；

⑷《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；

⑸《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；

⑹《Midascivil使用手册》。

3钻孔平台施工方案

支栈桥及钻孔平台主要采用“钓鱼法”施工，主栈桥施工完成后，履带吊先停放在主栈桥上，起吊、安装、固定悬臂导向支架，插打支栈桥钢管桩，安装横梁、贝雷片、桥面系，支栈桥施工完成后再将履带吊停放在支栈桥上施工钻孔平台，最后施工桥面附属设施，安装防护栏杆，钻孔平台预留的孔位应采用钢板覆盖或防护栏杆防护。

钢管桩的加工与制造在工厂内进行，用汽车运输到现场，现场接桩。

钢管桩采用装配式悬臂定位导向架定位，履带式起重机配合液压振动桩锤施打，贝雷桁架、桥面板在后场先加工成半成品，水运至前场拼装施工，逐孔向前推进。

栈桥施工流程见图3-1所示。

图3-1栈桥施工流程图

4主墩钻孔平台计算

4.1结构形式

主墩钻孔平台采用贝雷梁+钢管桩结构形式，上部结构从上到下依次是8mm花纹钢板、I12.6纵向分配梁、I25横向分配梁、贝雷主纵梁。

I12.6纵向分配梁间距0.3m，I25横向分配梁间距0.75m，贝雷梁横向共布置20排，最大间距2.8m。

下部结构承重梁采用2I40工字钢，承重梁支撑在φ630×

8mm钢管桩上，桩间距2.75m～3m，钢管桩间采用[20槽钢平联、斜撑连接。

主墩钻孔平台横断面布置形式见图4.1-1所示。

图4.1-1主墩钻孔平台横断面布置示意图

4.2荷载工况

恒载为结构自重，活载由混凝土罐车（50t）、全液压钻机（ZJD2300）及履带吊（含吊重按100t考虑）组成，根据各施工阶段实际情况，可分为以下三种荷载工况。

静力荷载工况：

结构自重（恒载）D；

移动荷载工况1：

履带吊插打钢护筒；

移动荷载工况2：

钻机钻孔的同时灌注混凝土（模型仅2跨，按平台左侧2台钻机钻孔，右侧罐车行车考虑）。

4.3荷载组合

按《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）进行荷载组合，荷载组合如下：

组合一：

1.2D+1.4M1

组合二：

1.2D+1.4M2

刚度验算取最不利组合如下：

组合三：

D+M1

组合四：

D+M2

4.4建立模型

4.4.1模型单元

采用Midascivil对结构进行空间仿真分析，计算模型取2个标准跨（2×

10.5m）建模计算。

贝雷片主桁采用梁单元，销接释放绕单元截面y-y轴的旋转自由度；

支撑架及分配梁用梁单元，面板采用板单元。

4.4.2边界条件

⑴钢管桩底部采用一般支撑：

Dx、Dy、Dz；

⑵钢管桩与桩顶分配梁之间采用共节点连接；

⑶桩顶分配梁与贝雷片主桁之间采用弹性一般连接；

⑷贝雷片与面板横向分配梁之间采用弹性一般连接；

⑸面板纵、横向分配梁之间采用弹性刚性连接；

⑹面板横向分配梁与面板采用共节点连接。

4.4.3主墩钻孔平台整体模型

主墩钻孔平台整体模型中梁单元9257个，板单元1848个，整体模型见图4.4.3-1所示。

4.4.3-1主墩钻孔平台计算模型

4.5主墩钻孔平台计算分析

4.5.1钻孔平台整体变形

钻孔平台最大整体变形见图4.5.1-1所示。

图4.5.1-1钻孔平台整体变形图

最大变形值：

f=7.3mm<

[f]=10500/400=26.3mm满足要求！

工况

工况一

工况二

主墩钻孔平台变形（mm）

5.9

7.3

4.5.2面板组合应力

面板最大组合应力见图4.5.2-1所示。

图4.5.2-1面板组合应力图

最大组合应力：

σ=46.0Pa<

[σ]=215MPa满足要求！

最大组合应力（MPa）

22.0

46.0

4.5.3面板分配梁组合应力

面板分配梁最大组合应力见图4.5.3-1所示。

图4.5.3-1面板分配梁组合应力图

最大组合拉应力：

σ=95.0MPa<

f=215MPa满足要求！

最大组合压应力：

σ=87.1MPa<

最大拉应力（MPa）

73.7

95.0

最大压应力（MPa）

76.0

87.1

4.5.4贝雷梁支撑花架组合应力

贝雷梁支撑花架最大组合应力见图4.5.4-1所示。

图4.5.4-1贝雷梁支撑花架组合应力图

σ=146.9MPa<

σ=190.3MPa<

146.9

104.6

156.0

190.3

4.5.5贝雷片主桁腹杆组合应力

贝雷片主桁腹杆最大组合应力见图4.5.5-1所示。

图4.5.5-1贝雷片主桁腹杆组合应力图

σ=111.3MPa<

f=310MPa满足要求！

σ=285.7MPa<

f=310MPa满足要求！

106.9

111.3

165.7

285.7

4.5.6贝雷片主桁上弦杆组合应力

贝雷片主桁上弦杆最大组合应力见图4.5.6-1所示。

图4.5.6-1贝雷片主桁上弦杆组合应力图

σ=60.1MPa<

σ=77.4MPa<

57.9

60.1

68.4

77.4

4.5.7贝雷片主桁下弦杆组合应力

贝雷片主桁下弦杆最大组合应力见图4.5.7-1所示。

图4.5.7-1贝雷片主桁下弦杆组合应力图

σ=96.4MPa<

σ=141.9MPa<

95.1

96.4

71.4

141.9

4.5.8钢管桩桩顶分配梁组合应力

钢管桩桩顶分配梁最大组合应力见图4.5.8-1所示。

图4.5.8-1钢管桩桩顶分配梁组合应力图

σ=59.2MPa<

σ=106.0MPa<

f=215MPa满足要求！

54.7

59.2

72.4

106.0

4.5.9钢管桩平联组合应力

钢管桩平联最大组合应力见图4.5.9-1所示。

图4.5.9-1钢管桩平联组合应力图

σ=46.3MPa<

σ=33.3MPa<

46.3

22.2

33.3

4.5.10钢管桩组合应力

钢管桩最大组合应力见图4.5.10-1所示。

图4.5.10-1钢管桩组合应力图

σ=74.9MPa<

44.2

74.9

4.5.11钢管桩支撑反力

钢管桩最大支撑反力见图4.5.11-1所示。

图4.5.11-1钢管桩支撑反力图

钢管桩最大支撑反力Fz=590.9kN

最大支撑反力（kN）

366.0

590.9

4.5.12钢管桩稳定性分析

钢管稳定性分析考虑车辆正常行驶荷载、车辆制动荷载、安装误差及动水压力荷载。

⑴钢管桩稳定系数计算

钢管桩采用Φ630×

8mm螺旋钢管：

取单根最大轴力590.9kN，最大水深按16m考虑，并考虑2m冲刷及穿透淤泥质粉质粘土，长度计算系数取μ=1.0，则计算长度L=18