水上施工平台计算资料Word文件下载.docx

1、钢结构设计规范（GB50017-2003）公路桥涵钢结构及木结构设计规范，TJ025-86港口工程荷载规范 JTJ215-98港口工程桩基规范 JTJ254-98四、计算条件1水文条件及高程根据设计提供的水文资料，确定平台顶标高： 32.00m。根据设计资料，桥区最底河床标高为 15.00m,平均河床高程19.80m。设计水流流速：1.702m/s2地质条件根据设计文件显示，Z1-Z5主墩位置覆盖层厚度在0.5M-1.8M之间。下层为全风化泥质 粉砂岩。3.平台使用荷载平台承载力应满足：一台50t履带吊、一台旋挖钻机、三台 RC-300型钻机及配套设 备重量的要求。4河床冲刷计算考虑到五个主墩

2、的钢平台均布置在湘江的中间， 为了偏安全计算，五个主墩位置的水上钻孔平台的钢管桩冲刷深度均按 XXX过江通道防洪评价报告中提供的最大冲刷深度2.86M采用。由设计图所提供的桥位处的地质资料及以上数据可知： 要实现钢平台的安全渡洪，必须保证在冲刷后钢管桩埋深4.0m,因此总埋深应6.86m,对埋深不足的钢管桩采用锚 桩进行加固。五、计算荷载1作用在钢管上的水流力水流力标准值：Fw=Cw（/2）V 2A式中：Fw水流力标准值，kN;V-水流设计流速，m/s；取断面平均流速v=1.702m/sCW水流阻力系数；p水的密度，1.0t/m ;A投影面积，m2; A = 0.72 18.81 =13.54

3、m2L 5.287.33D 0.72考虑前后墩之间的水流遮挡效应产生的折减,查港口工程荷载规范JTJ215-98表13.0.3-2得后桩m1=0.84,前墩为1墩柱相对水深影响系数： H =26.1, n2 =1D考虑以上所有修正后,迎水面管桩 Cw =0.73 gmzn0.73 1 1.25 1 = 0.91后排管桩 Cw=0.73 mm2n0.73 0.84 1.25 1 =0.77前排720 X 10:Fw=0.91 1 1.7022 13.54 J7.85KN 作用点高程：H=24.63m。2后排720 X 10:Fw=0.77 1 1.7022 13.54 =15.1KN 作用点高程

4、同样为：H=24.63m2作用在钢管顶上的水流力Fw=Cw（/2）V 2A 式中：取断面平均流速v=1.702m/s cw水流阻力系数；A投影面积，m； A = 0.99 6.6 = 6.53m2查表得：Cw =2.32Fw=Cw（V2A=2.32x （1/2 ） x 1.7022x 6.53=21.9KN 作用点在钢管顶部3风荷载包含作用在钢管桩上的及作用在上部结构型钢梁上的风荷载。只考虑在高水位时的横 桥向风荷载作用。根据设计说明，长沙地区历年来最大风力为9级，极端最大风速为24m/s 所以考虑风载不利组合以9级风考虑,并作用于平台钢管顶面。此时风速 V10=24m/s Vd= K2X K

5、5X 24m/s=1.08 X 1.38 x 24=35.77 m/s。K2-高度修正系数，查规范取1.08（A类地表，离水面5米）;K5-阵风风速系数，查规范取1.38（A类地表）;设计基准风压为：. Vd2 0.012017xe00015 X35.772 n _QQI.DWj - 0.783KPa2g 29.81横桥向风压计算：W = k0k1k3w-设计风速重现期换算系数，取1.0 ；Ki风载阻力系数，近似取1.3 ;Kb地形，地理条件系数，取1.0W =1.018 KPa将风荷载转化成集中荷载加载到钢管的顶面。上部结构高度 h = 0.45 0.45 0.09 二 0.99 ,且 L

6、= 6.6m.Fw - 1.018 6.6 0.99 二 6.65 KN4平台上部荷载探 上部结构自重：包括横梁、纵梁、平台面横向分配梁的结构自重完全通过程序自 动加载。探 使用荷载：根据施工需要，平台上除施工作业人员、小型机具外，最主要的是要 承载一台50T履带吊（加吊重后按80T考虑），一台80T旋挖钻机，RC350型回旋钻机三 台、泥浆渣箱三个以及空压机三台的钻孔用机械设备的荷载。-RC-300型钻机的平面几何尺寸：4.3m（长）x 5.4m（宽）;作用在单台钻机上的 荷载包括：钻机自重46T+钻杆自重（按102M长、每3M重0.9T计算）30.6T+钻头 7.5T+ 钻头配重 20T=

7、104.1T丄单个渣箱的平面尺寸：4.5m（长）x 2.4m（宽），单个渣箱重20T- 单台空压机重4.8T右：作用在每台回旋钻机上的最大扭矩300KN-M50T履带吊及旋挖钻机均采用以下荷载图式:J六、平台结构验算i计算步骤选取河床标高最底的Z5主墩的钢平台做整体结构计算。布置最不利三台钻机位置和相应配套设备荷载， 一台50T履带吊、一台80T旋挖钻、 三台钻机的扭矩以及平台侧向水流荷载及风荷载对结构进行受力分析， 求解得到 平台各部位构件的最大受力及最大变形值。将履带吊、旋挖钻机、成孔钻机作为可变荷载，对结构进行屈曲分析验算平台整 体稳定2结构分析计算建立水上钻孔平台模型，平台各部位构件全

8、部采用梁单元模拟。平台计算模型2.1荷载组合LCB1: 1.2 X结构自重+1.4 X履带吊荷载+1.4 X旋挖钻荷载+1.4 X三台成孔钻机荷载+1.2 X三台泥浆渣箱及空压机荷载+1.4 X风荷载+1.4 X流水压力+成孔钻机扭矩荷载。验算整体强度及刚度以及整体稳定性均采用 LCB1荷载组合2.2强度计算结果平台最不利荷载计算模型图平台最不利荷载时的结构组合应力图从应力图可以看出，结构最大组合应力为 179.9（MPa）BEM STRESS2350&4e+D02I SflS9Q7e+W2I 12S3Cta+m2| “1芒仝牝+001I QJOiMtlteH-DnDLl JI3O2e+O0e

9、 卜蛊如丁飭+城I -35134*0QQ -4,4641 Le+MECB： ucaiMAX - 1羽4】MIN :呦的丈祥；平台最不利荷载时的结构剪应力图it朴肓IIXrQ4B3从应力图可以看出，结构最大剪应力为44.8（MPa）水上钻孔平台结构应力表部位最大组合应力（MpQ最小组合应力最大剪应力（Mg）最小剪应力MpQ钢管桥40* 8-165. 292-9. 6钢管横联105. 7-93. 66-1. 4平台横梁79, 3-179. 94L 8-44, 6平台纵梁53-17040* 6-30平台分配梁162.3-95.815. 3-15. 3根据公路桥涵钢结构及木结构设计规范，临时结构荷载组

10、合容许应力提高系数1.3（T W=145X 1.3=188.5Mpa, t =85 X 1.3=110.5 Mpa。因此计算结果均满足强度要求。2.3刚度计算结果DISPLACEMlSNT5.0SSD4e*i004.5SQL3fr*0W4 .D79 21aODO3f5fi233e+IM艮於勺竝士 IM2.544E2e*aO3九赵旳*003.O17B1&*OOO5.009 O4orODl0.000DOfeKIOOi耳啟二玄勿低+001GB：LCB1MAX :浙总MIN I 21Jef?：显和年靑欣舐也：cun日軸 3 L/l D/2010X;-0.4S3 Z平台最不利荷载时 DX方向上的的结构变

11、形图从结构变形图可以看出，结构最大位移为 5.6（cm）平台最不利荷载时 DY方向上的结构变形图从结构变形图可以看出，结构最大位移为 0.57 （cm）平台最不利荷载时 DZ方向上的结构变形图从结构变形图可以看出，结构最大位移为 3.14（cm）19000最大位移也56加叽药厂63知，刚度满足使用要求。2.4整体稳定性计算1.22413rOD5儿l,L35&e-gHDQClOgHSaO 右曲乌7D& -5.5&31e-ID& -7.783670 -aWlGrOK d.22399e h2 = D.000 malta = D.9GGf in = 1SOUOD.UOO, n = LUOD, El =

12、 231 UUQ.QOO m*4 外力P = ia（ia.57D KNr H = 3D.UIIII KhL M=249.9UU KN-m 外着軌】=n.nnor q? = n.nnnr 砒=n.non. qd = o.nnn 蚀m 基底不議入岩石层计算对果：沟曲抽护林弯抓:Mo=2.9 KN hl剪力 惟桂型弯世：Ma = 249.9 KUJ-m 帼面竝隹柱墊碰:水平程暮=-DD23叽 tfttawe： Mh = D.n KN-mdelta = Dr0DZ3 m弯更 鸡力Ho-30.0 KM楼肖=-U.UD?S弧度坐抹位誓D.000.0023也2DD.0019-GM0.0015U.6DU.UU

13、12n.HOn.nnnr1,000,0001.20D.00041.400.00031.600.00011.80o.ooou2.UU-0J0U02.?n.nnaiun-O.UDDl2.60-D.00012.B0-0.00013.DO3.20-0.0U013.JU0.0U011.ED-D.naaii.nno.iion i0Q o.nnn i on29.93D.D255.422J5250J4JZS6.5-2（1.1249.9-4AJDZ3B.?-70,6221.9-91-.6201.9179.9-118/3150-123.213031./1DBJ1 1 /.Il*3.8108,163396.445.382,730.2-6B.D1B.9-53J1L2-38.635-24.1n.BH,e00.E 63139848 G.B.6上.3借fc5s 飪豎舖43.鈴弱-33-46鴛-4G地面臥下各点桩身水平僅移图根据以上计算数据表明，钢管桩的入土深度达到 6.86M，已完全能满足桩基受力需要