水上作业平台计算书.docx
《水上作业平台计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水上作业平台计算书.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
水上作业平台计算书
省道263线南北长山联岛大桥
钢平台计算书
编制：
审核：
审批：
中铁十四局集团有限公司南北长山联岛大桥项目经理部
2011年12月24日
1概述错误!
未定义书签。
1设计说明错误!
未定义书签。
设计依据错误!
未定义书签。
技术标准错误!
未定义书签。
2荷载布置错误!
未定义书签。
上部结构恒重错误!
未定义书签。
车辆荷载错误!
未定义书签。
9m罐车荷载错误!
未定义书签。
履带吊50t（计算中考虑最大吊重20t）错误!
未定义书签。
35t吊车荷载错误!
未定义书签。
钻机荷载.错误!
未定义书签。
泥浆池荷载.错误!
未定义书签。
施工荷载及人群荷载.错误!
未定义书签。
3上部结构内力计算.错误!
未定义书签。
支撑反力计算错误!
未定义书签。
汽车荷载.错误!
未定义书签。
支承反力.错误!
未定义书签。
桥面I12工字钢承载力计算错误!
未定义书签。
I16工字钢分配横梁承载力计算错误!
未定义书签。
汽车荷载.错误!
未定义书签。
计算分析.错误!
未定义书签。
贝雷梁计算错误!
未定义书签。
4下部结构内力计算.错误!
未定义书签。
2I25工字钢计算错误!
未定义书签。
①630钢管计算错误!
未定义书签。
入土深度计算错误!
未定义书签。
钢管桩稳定性计算错误!
未定义书签。
单根钢管桩流水压力计算.错误!
未定义书签。
单根钢管桩横桥向风力计算错误!
未定义书签。
钢栈桥横桥向风力计算.错误!
未定义书签。
单根钢管桩顺桥向风力计算错误!
未定义书签。
波浪力.错误!
未定义书签。
结论错误!
未定义书签。
钻孔平台计算书
一概述
1设计说明
根据省道263线南北长山联岛大桥的具体地质情况、水文情况和气候情况，施工海域受季风、大雾及风浪影响较大，为满足施工总体进度要求以及安全生产和环保方面的需要，下部结构施工我部拟采用钢平台施工方案。
钢平台根据桥梁墩台的形式钻孔平台共分为三种形式。
钢平台的下部为壁厚8mmt勺①720螺旋钢管，钢管桩上部采用2145工字钢作为主纵梁，使用贝雷片作为横梁，使用120工字钢作为分配横梁，上部铺设1cm厚钢板作为平台工作面，使用①48x3.5mm钢管作为护栏使用。
主墩钻孔平台的主要尺寸为21nX15m共5个,主、引桥共用墩钻孔平台主要尺寸为18mx15m共2个，引桥墩钻孔平台为23mx12m共18个。
三种钻孔平台立面图
侧面图
设计依据
2）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）
3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
4）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）
5）《海港水文规范》（JTJ213-98）
6）省道263线南北长山联岛大桥施工图（）
技术标准
1）设计顶标高+5.40m,与设计桥梁重合;
2）设计控制荷载：
9m罐车、50t车（最大吊重按20t考虑）、20t钻机；
3）设计使用寿命：
2年；
4）水位：
取20年一遇最高水位+3.04m;
5）河床高程取-5.20m,最大冲刷深度考虑3m即冲刷后地面线高程为-8.2m；
6）流速:
v=1.53m/s;
7）河床覆盖层：
淤泥，厚度4.5m;
8）基本风速：
27.3m/s;
9）浪高：
3.01m;
10）设计行车速度5km/h。
二荷载布置
上部结构恒重
1）面层：
平台上部铺设icm厚钢板荷载为：
m；
2）面层横向分配梁：
I?
。
，m，间距0.35m；
3）纵向主梁：
321型贝雷梁，KN/m;
4）桩顶分配主梁：
2145a，m
车辆荷载
2.2.19m3罐车荷载
9m罐车荷载模型
主要参数：
整备车重140kN;载重9m砼重216kN;轴距为3545mm+1350mm；前轴重76kN,后轴重140kN,前轮轮胎着地尺寸为300mmX200mm；后轮轮胎着地面积600mX200mm；后轮轮距为1.8m。
按照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）要求，结构重
要系数丫0取为，汽车荷载效应系数丫Q1取为，冲击系数□取为，前轮
2.2.2履带吊50t（计算中考虑最大吊重20t）
2.2.335t吊车荷载
现按照35t汽车吊吊装20t荷载，支腿全部打开的形式来考虑,
荷载模型为:
荷载模型
支腿B处的反力最大为393kN,按照支腿下部支垫imx1m垫板
考虑将支腿荷载均匀分散至钻孔平台上。
因此在计算时考虑三根I20
工字钢受力，每根承受的荷载值为qk吊139普131kN/m，考虑系数
为后荷载取值为q吊i1311.45=189.95kN/m。
其他按照43kN计算
43103
qk吊214.33kN/m,q吊214.331.4520.783kN/m。
31
2.2.4钻机荷载
钻机按照10t考虑，钻机尺寸为10mK3m按照均布荷载计算为:
3
qk10罟3.33kN/m2，计算时按照下部7根120工字钢受力长度为
非工作状态
工作状态
225泥浆池荷载
泥浆池尺寸为3m^4m^2m,泥浆的密度为1.2g/cm3,按照满布
计算。
泥浆池为钢模板拼装制作，自身重量为42kN,泥浆重量为
2.2.6施工荷载及人群荷载
施工荷载及人群荷载：
4KN/m
根据现场施工实际，履带吊与9m罐车是主要的荷载，对整个平台的强度、刚度、稳定性影响较大，因此，计算时主要考虑两者
履带吊与9m3罐车的主要技术指标
主要指标
单位
履带-50
9mi罐车
车辆重力
kN
500
356
履带数或车轴数
个
2
3
各条履带压力或每个车轴重力
kN
56kN/m
140
履带着地长度或纵向轴距
m
+
每个车轴的车轮组数目
组
2
4
履带或车轮横向中距
m
履带宽度或每对车轮着地宽和长
m
X
三上部结构内力计算
1cm面板计算
3.1.1汽车荷载
单边车轮作用在跨中时，1cm厚钢板弯矩最大，轮压力为均布荷
载来计算。
荷载分析：
1）自重均布荷载：
m；
2）施工及人群荷载：
不考虑与汽车同时作用；
3）汽车轮压：
最大轴重为140kN,每轴2组车轮，则单组车轮荷载为76kN,车轮着地宽度和长度为O.6mx0.2m，单组车轮作用在1个单位宽度钢板上，汽车的冲击系数取为，则1cm厚钢板受到的荷
载为:
3.1.2支承反力
为每个轮胎位于一根工字钢上此处，若考虑1cm厚钢板的应力分散最钢板的受力更为有利现不在计算钢板的受力，仅计算钢板的支承反力作为计算120分配纵梁使用。
1cm厚钢板的计算模型可以简化为三跨连续梁来计算，车轮位于产生的支反力模型如下：
受力简图一
反力图一
受力简图二
反力图二
最大反力RmaxR0.2347.690.269.538kN
桥面I20工字钢承载力计算
最不利情况为单个后轴车轮位于同一根I12工字钢上部，即qR347.69kN/m，作用长度为0.2m。
同时I20分配横梁的跨度也是最大时最为不利该情况的计算模型为：
最不利弯矩模型图
最不利弯矩图
最不利剪力图
最不利弯矩反力图
最大弯矩：
Mmax32.72kNm
正应力：
最大剪应力：
Qmax74.1kN
32374.1103
2bh20.20.007
贝雷梁计算
通过荷载分析，当履带吊与钢护筒平行时，即只有两组贝雷梁受
力时最为不利，按照该工况计算受力对于结构比较有利，同时在靠近钢护筒的位置处设置抱箍，作为牛腿使用支撑贝雷梁。
q1.45qk
1.45
564.5
20.7
261kN/m
受力简图
弯矩图
剪力图
反力图
最大弯矩：
Mmax
143.9kN
m
最大剪力：
Qmax
215.03kN
支反力为：
Rmax215.03kN
788.2kNm,
查贝雷梁参数得，单层单片贝雷梁承受的参数M
最大剪力为Qmax245.2kN，满足要求。
四下部结构内力计算
2I45工字钢计算
2I45工字钢所承受的荷载主要为贝雷梁传递的结构自重和车辆
荷载，施工中考虑9m罐车偏载的现象及车辆位于2125工字钢跨度中心两种不利情况。
结构自重：
主要为桥梁上部结构自重及2I25工字钢自重两种，
其中上部结构的荷载主要重量为：
LI
1111
||
1
X（>J
讣亠
偏载断面示意图
当履带吊偏载时，即一条履带位于单片贝雷梁顶部时：
按照整个
履带吊的重量全部由一排钢管桩来承重，由于其他相邻两排钢管桩也
为受力，采用该模型较为有利。
4.556
q1.45qk1.45522kN/m
0.7
受力模型
反力图
将贝雷梁的支承反力转化为2125的荷载，每个荷载值为:
R13.58+46.57250.152kN，R2-15.33+46.572=31.24永N
R3317.39+46.572363.962kN，R447.94+46.57294.512kN
R5174.45+46.572221.022kN，R6203.28+46.572249.852kN
受力模型图
弯矩图
剪力图
反力图
最大弯矩为：
Mmax112.35kNm
最大剪力为：
Qmax313.86kN
90.149MPa[]125MPa（满足强度要求）
QS313.86103230.7210
8
lb2502010-20.008
最大反力为：
Rmax465.96kN
通过以上计算2I25工字钢满足荷载要求
①630钢管计算
通过以上计算①630钢管桩基础最大承重荷载为，施工时使用
DZJ-90振动锤打设。
表DZJ-90振动锤性能表
电机功率
偏心力矩
振动频率r/min
激振力
机重
允许拔桩力
（kW）
N•m
kN
kg
kN
90
0〜403
1100
546
7300
254
入土深度计算
根据《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）第424条:
1
Qd（UqfihqRA）
R
式中：
Q—单桩垂直极限承载力设计值（kN）;
d—单桩垂直承载力分项系数，取；
U—桩身截面周长（m）,本处为1.978m；
qfi—单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值（kPa）；
li—桩身穿过第i层土的长度（m）；qR—单桩极限桩端阻力标准值（kPa）；
2
A—桩身截面面积，①630X12mm钢管桩A=232.981cm；
查看地质资料可得下表
序号
土层名称
极限摩阻力标准值
顶层标高
底层标高
层厚
承载力
1
卵石
0
2
粉质粘土
35
7
3
粘土
40
4
中风化石英岩
由计算得知：
2.64米厚的卵石层作为从刷层，钢管桩入土深度
10米，即穿过粉质粘土7米、进入粘土层3米即可满足承载力要求
钢管桩稳定性计算
河床面高程为-7.36m，按3m冲刷深度考虑，则可假定钢管桩悬臂固结点在-10m处，桩顶标高取+4.0m,钢管悬臂长度为15m
4.2.1单根钢管桩流水压力计算
单根桩流水压力计算：
FwCw-V2A
2
式中：
Fw――流水压力标准值（kN）;
Cw――形状系数（钢管桩取）；
a――阻水面积（m）计算至一般冲刷线处；
3
海水的重力密度（kN/m）；
V――设计流速（1.53m/s））
FwCw—V2A=0.810251.5320.6313=7.861kN
22
4.2.2单根钢管桩横桥向风力计算
根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ-02189）第2.3.8条计算横桥向风压：
Fwhk0k1k3WdAwh
k。
一设计风速重现期系数取；
k1—风载阻力系数，取；
k3—地形地理条件系数，；
Wd—设计基准风压取为；
2
Awh—迎风面积11.39m；
横桥向风载：
Fwhkok1k3WdAwh=1.O1.01.00.811.39=9.112kN
4.2.3钢栈桥横桥向风力计算
Fwhk0k1k3WdAwh=1.01.01.00.812.626=10.1kN
4.2.4单根钢管桩顺桥向风力计算
纵桥向风压按横桥向风压的70%+算。
横桥向风载：
Fwhk°k1k3WdAwh=1.01.01.00.80.714.95=8.372kN
4.2.5波浪力
浪高按3.01m计算，根据盖拉德经验公式计算浪长：
L9~15H
（H为浪高），取L12H=12.30仁36.12m。
对于圆形柱桩当D/LW时
为小尺寸桩柱（D为桩径）用下式计算波浪力:
2
pDMax0.167kv
DH214d
Lsinh（平）
PLMax°.785kv
D2Htanh2^
L
式中:
PDMax――水平波压速度分力的最大值，出现在波峰位置处t0；
PIMax——水平波压惯性分力（由加速度引起）的最大值，出现在
波峰和1/4波长之间t270；
kv——建筑物附近速度修正值，D0.0370.12，所以kv恥
D——桩径，取为0.63m;
d――静水水深，取7.36m;
H――浪高3.01m;
——水的容重10kN/m";
pLMax0.7851.0100.63023.01tanh23.147.36=6.71kN
36.12
当PDMax》PLMax时，取大波压FMax可用下式计算:
0.671、
PMax=PDMax（1
0.25）=15.38kN
13.7
受力模型
应力图
反力图
结论
经过以上计算，该结构简单，受力合理，满足使用要求。
升级会员 