海上鉆孔平臺(tái)計(jì)算書

1、.拉各斯輕軌四期跨海橋鉆孔平臺(tái)結(jié)構(gòu)計(jì)算中國(guó)鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司二O一四年八月*;目 錄1概述02、計(jì)算依據(jù)13、基本資料14鉆孔平臺(tái)計(jì)算24.1貝雷梁計(jì)算結(jié)果34.2分配梁計(jì)算結(jié)果54.2鋼管樁計(jì)算結(jié)果55.結(jié)論91概述平臺(tái)采用可拆裝式貝雷梁拼裝而成，鉆孔平臺(tái)平面布置圖如下。平臺(tái)布置圖2、計(jì)算依據(jù) 1、拉各斯輕軌四期跨海橋施工設(shè)計(jì)圖2、工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范4、鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范5、港口工程技術(shù)規(guī)范6、簡(jiǎn)明施工計(jì)算手則7、鐵路橋涵施工規(guī)范8、裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)3、基本資料1、設(shè)計(jì)水位：根據(jù)委托方提供的水文資料確定鉆孔施工期間水位標(biāo)高取+0.94米。2、材料：除貝雷

2、梁外，其他材料均采用Q235b；由于平臺(tái)為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，Q235b鋼材彎曲容許應(yīng)力取170MPa，剪切容許應(yīng)力取100MPa，局部承壓應(yīng)力為210MPa。3、荷載：（1）水流荷載設(shè)計(jì)水流速度為1.0m/s ，考慮最大水深為17m，計(jì)算水流力如下：作用于結(jié)構(gòu)上的水流力按下式計(jì)算：式中：水流力標(biāo)準(zhǔn)值(KN)； 水流設(shè)計(jì)速度(m/s)； 水流阻力系數(shù)，平臺(tái)樁斷面為圓形斷面，其； 水的密度，淡水取1t/m3； 計(jì)算構(gòu)件與水流方向垂直平面上的投影面積(m2)。其作用點(diǎn)位于水面以下1/3處。（2）鉆機(jī)荷載考慮三臺(tái)GPS15B鉆機(jī)交錯(cuò)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，單臺(tái)鉆機(jī)按自重200kN計(jì)，考慮1.2沖擊系數(shù)，鉆機(jī)荷載由四點(diǎn)支

3、承，各支點(diǎn)受力均為：200×1.2÷4=60kN； （3）平臺(tái)堆載：2kN/m2（4）風(fēng)荷載：取10年一遇基本風(fēng)壓4.計(jì)算內(nèi)容（1）驗(yàn)算平臺(tái)梁的強(qiáng)度、剛度；（2）驗(yàn)算樁的承載能力；4鉆孔平臺(tái)計(jì)算為簡(jiǎn)化計(jì)算，鉆機(jī)施工時(shí)荷載以集中荷載形式作用于貝雷梁上，以一片貝雷梁計(jì)算，一片3m貝雷梁自重為2.7kN，考慮附屬結(jié)構(gòu)及連接系對(duì)貝雷梁取1.3自重系數(shù)，則一片貝雷梁的自重荷載為2.7×1.33.5kN，換算成線性均布荷載為3.5/3=1.2kN/m。根據(jù)裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)知道貝雷梁弦桿能承受的最大軸力為560kN,豎桿能承受的最大軸力為210kN，斜桿能承受的最大

4、軸力為171.5kN。鉆機(jī)下貝雷梁荷載：鉆機(jī)荷載貝雷梁自重鉆機(jī)集中荷載：一個(gè)支點(diǎn)下由2片貝雷梁承受，考慮1.2的偏載系數(shù)得到每片貝雷梁上的荷載為：60×1.2÷5=36kN；貝雷梁計(jì)算結(jié)果建立鉆孔平臺(tái)模型如下：4.1貝雷梁計(jì)算結(jié)果貝雷梁計(jì)算結(jié)果如下：上弦桿最大軸力180kN下弦桿最大軸力196kN斜桿最大軸力121 kN豎桿最大軸力120 kN通過(guò)計(jì)算貝雷梁弦桿的最大軸力為196kN，斜桿最大軸力為121kN，豎桿最大軸力為120kN，均小于結(jié)構(gòu)容許值。貝雷梁變形如下：最大變形為11mm4.2分配梁計(jì)算結(jié)果最大應(yīng)力為59MPa4.2鋼管樁計(jì)算結(jié)果鋼管樁變形如下：樁頂最大變形

5、4mm鋼管樁最大軸力如下：樁頂最大軸力537kN鋼管樁最大彎矩如下：樁頂最大彎矩158kN.m4.2.1鋼管樁穩(wěn)定計(jì)算按壓彎構(gòu)件計(jì)算單根樁的穩(wěn)定性：鋼管樁采用800×10mm鋼管，考慮海水的腐蝕作用，計(jì)算按800×8mm鋼管考慮。軸力N537kN，計(jì)算長(zhǎng)度取，其中18m為考慮水深，3m為淤泥覆蓋層，0.8m為樁徑，根據(jù)此處地質(zhì)情況鋼管樁作為彈性樁計(jì)算考慮，樁底最小錨固深度為1.45m，最小錨固深度為為4T=5.8m,假象嵌固點(diǎn)為2T=2.9m,故鋼管計(jì)算長(zhǎng)度為，其長(zhǎng)細(xì)比對(duì)于彎曲結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算其中 通過(guò)計(jì)算知道鋼管樁的最大穩(wěn)定應(yīng)力為85.4MPa小于容許應(yīng)力。如采用600

6、15;6mm鋼管，計(jì)算結(jié)果如下：鋼管樁的最大穩(wěn)定應(yīng)力為233.5MPa大于容許應(yīng)力，不滿足受力要求。4.2.2鋼管樁承載力計(jì)算1. 基樁設(shè)計(jì)參數(shù)成樁工藝: 鋼管樁承載力設(shè)計(jì)參數(shù)取值: 根據(jù)建筑樁基規(guī)范查表孔口標(biāo)高0.00 m樁頂標(biāo)高0.00 m樁身設(shè)計(jì)直徑: d = 0.80 m樁身長(zhǎng)度: l = 15.00 m樁尖端部構(gòu)造形式: 敞口2. 巖土設(shè)計(jì)參數(shù)層號(hào)土層名稱層厚(m)層底埋深(m)巖土物理力學(xué)指標(biāo)極限側(cè)阻力qsik(kPa)極限端阻力qpk(kPa)1淤泥3.503.50e =1.7012-2細(xì)砂1.104.60N =25.0045-3淤泥質(zhì)土8.2012.80e =1.2024-4細(xì)

7、砂1.2014.00N =25.0058-5粘性土7.0021.00IL =0.506923006中砂30.0051.00N =25.0067-3. 計(jì)算參數(shù)表土層計(jì)算厚度li(m)極限側(cè)阻力qsik(kPa)極限端阻力qpk(kPa)13.5012021.1045038.2024041.2058051.006923004. 樁身周長(zhǎng)u、樁端面積Ap計(jì)算u = p × 0.80 = 2.51 mAp = p × 0.802 / 4 = 0.50 m25.單樁豎向抗壓承載力估算鋼管樁外直徑ds = 0.80 m根據(jù)建筑樁基規(guī)范表5.2.10 查表，側(cè)阻擠土效應(yīng)系數(shù)ls = 0

8、.87樁端進(jìn)入持力層深度hb = 1.00 m，hb/ds<5，根據(jù)建筑樁基規(guī)范公式5.2.10-2，計(jì)算樁端閉塞效用系數(shù)lp: lp = 0.17根據(jù)樁基規(guī)范5.2.10按下式估算單樁承載力Quk = Qsk + Qpk土的總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：Qsk = lsmåqsikli = 0.87 × 2.51 × (12 × 3.50 + 45 × 1.10 + 24 × 8.20 + 58 × 1.20 + 69 × 1.00) = 1059 kN總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：Qpk = lpqpkAp = 0.17 × 2300 × 0.50 = 201 kN 單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：Quk = Qsk + Qpk = 1059 + 20