非通航孔橋鉆孔平臺(tái)驗(yàn)算書

1、非通航孔橋鉆孔平臺(tái)驗(yàn)算書一、I14工字鋼分配梁計(jì)算選取平臺(tái)上荷載最為集中的位置進(jìn)行分配梁的計(jì)算，鉆機(jī)、泥漿池主要都是平臺(tái)H450×200梁承受，故選取20t鉆桿堆放位置進(jìn)行分配梁的計(jì)算。鉆桿下有3m÷0.5m6根分配梁承受，單根分配梁承受的均布線荷載為：q鉆桿200KN÷3m÷6=11.11KN/m，均布載長度為3m。 單根分配梁自重線荷載為：q自重16.87kg/m=0.17KN/m，均布載長度為3.1m。偏安全考慮，按簡支梁計(jì)算，建模計(jì)算如圖1114。圖11 建模圖圖12 彎矩圖圖13 剪力圖圖14 撓度圖Mmax13.5KNm Qmax16.9KN

2、 fmax9mm M/W132.7MPa<215 MPa，滿足要求。 QS/It16.9×103×1.52×104/7.12×106×5.5×10365.6MPa<125 MPa, 滿足要求。 fmax8mm<3100/30010mm，滿足要求。綜上，選用I14工字梁，間距0.5m，作為平臺(tái)的分配梁完全滿足要求。二、平臺(tái)梁計(jì)算2.1平臺(tái)梁計(jì)算說明1、龍門吊軌道鋪設(shè)1，6梁上行走，1，6梁僅僅作為龍門吊的承重梁，受力唯一，將不參與平臺(tái)荷載的受力；2、2、3梁作為泥漿池、鉆機(jī)、鉆桿的承重梁；3、4、5梁作為空壓機(jī)、泥漿分

3、離器、發(fā)電機(jī)的承重梁；圖212.2 平臺(tái)梁受力計(jì)算2.2.1 單根平臺(tái)梁平臺(tái)荷載計(jì)算1、平臺(tái)鋪設(shè)面板平臺(tái)上鋪設(shè)8mm鋼板，鋪設(shè)面積為278m2，重174.6KN，近似由16梁承受，則單根梁承受的鋼板重量的線荷載為：q鋼板174.6÷6÷17.31.68KN/m2、平臺(tái)分配梁平臺(tái)上鋪設(shè)I14，間距0.5m，單根長度16.5m，共34根，共重94.7KN，近似由16梁承受，則單根梁承受的鋼分配梁重量的線荷載為：q分配梁94.7÷6÷17.30.91KN/m3、平臺(tái)梁自重線荷載平臺(tái)梁均用HN450×200加工，翼板厚14mm，腹板厚9mm，雙肢梁自重

4、線荷載為：q自重2×76kg/m1.52KN/m綜上，qq鋼板q分配梁q自重1.680.911.524.11KN/m2.2.2 1#、6梁受力計(jì)算1#、6梁承受龍門吊自重（400KN）及吊物的荷載。選取起吊最大重物400KN，選取龍門吊在1、6上最不利的工況，對(duì)1、6進(jìn)行驗(yàn)算。龍門吊自重400KN，起吊重物400KN，共計(jì)荷載800KN。其中460KN平均作用在1梁上的兩個(gè)支腿，每個(gè)支腿作用230KN；其中340KN平均作用在6梁上的兩個(gè)支腿，每個(gè)支腿作用170KN。1、1梁：圖22圖23圖24圖25Mmax=286KNm Qmax=208KN fmax=11mm2、6梁：圖26圖2

5、7圖28圖29Mmax=213KNm Qmax=157KN fmax=8mm2.2.3 2#、3梁受力計(jì)算2、3梁承受鉆機(jī)、鉆桿、泥漿池的荷載，鉆機(jī)和鉆桿的荷載均增加0.3倍的動(dòng)荷載系數(shù)，2、3梁平分荷載。q鉆機(jī)（400+200）×1.3÷2÷4.684.8KN/m400鉆機(jī)重；200鉆桿重；1.3動(dòng)荷載系數(shù)；2表示2和3梁共同承載；4.6鉆機(jī)、鉆桿底盤作用在梁上的長度。q泥漿池500÷2÷3.571.4KN/m500泥漿池重；2表示2和3梁共同承載；3.5泥漿池底盤作用在梁上的長度。圖210圖211圖212圖213 Mmax=315KNm Q

6、max=305KN fmax=9mm2.2.4 4#、5梁受力計(jì)算 4、5梁承受空壓機(jī)、泥漿分離器、發(fā)電機(jī)的荷載， 4、5梁平分荷載。q空壓機(jī)50÷2÷1.813.9KN/m；q泥漿凈化器60÷2÷1.816.7KN/mq發(fā)電機(jī)80÷2÷2.317.4KN/m。50、60、80空壓機(jī)、泥漿凈化器、發(fā)電機(jī)的自重；2表示4和5梁共同承載；1.8、1.8、2.3空壓機(jī)、泥漿凈化器、發(fā)電機(jī)底盤作用在梁上的長度。圖214圖215圖216圖217Mmax=35KNm Qmax=42KN fmax=1mm2.3 平臺(tái)梁驗(yàn)算 根據(jù)“2.2”點(diǎn)，對(duì)平臺(tái)

7、梁最大彎矩、剪力、撓度進(jìn)行驗(yàn)算。 Mmax/W315/（2×1500×106）105000KPa105MPa<215 MPa QS/It305×（2×2.11×103）/（2×3.23×104）×（2×9×103）110690KPa=110.7MPa<125 MPa f=11mm<6150/400=15mm綜上，選用6根雙肢HN450×200作為平臺(tái)梁，彎矩、剪力、撓度均滿足要求。三、平臺(tái)扁擔(dān)梁計(jì)算3.1平臺(tái)扁擔(dān)梁計(jì)算說明整個(gè)平臺(tái)共設(shè)13扁擔(dān)梁，單根扁擔(dān)梁采用雙肢H6

8、00×200加工，翼板厚17mm，腹板厚11mm，單根長度17.3m。2#扁擔(dān)梁腹板焊接1cm厚的鋼板加強(qiáng)，平臺(tái)梁與扁擔(dān)梁相交的位置，平臺(tái)梁的反力及為扁擔(dān)梁所受到的力。計(jì)算過程中，取扁擔(dān)梁的自重線荷載為：q自重2.1KN/m3.2平臺(tái)扁擔(dān)梁計(jì)算說明3.2.1 1扁擔(dān)梁受力計(jì)算圖31圖32圖33圖34Mmax=175KNm Qmax=197KN fmax=3mm3.2.2 2扁擔(dān)梁受力計(jì)算圖35圖36圖37圖38Mmax=880KNm Qmax=826KN fmax=12mm3.2.3 3扁擔(dān)梁受力計(jì)算圖39圖310圖311圖312Mmax=134KNm Qmax=117KN fmax

9、=1mm3.3 平臺(tái)扁擔(dān)梁驗(yàn)算 根據(jù)“3.2”點(diǎn)，對(duì)平臺(tái)扁擔(dān)梁最大彎矩、剪力、撓度進(jìn)行驗(yàn)算。 Mmax/W880000/（2×2607×106）168.8 MPa<215 MPa QS/It826000×（2×3.58×103）/（2×7.82×104）×（2×21×103）92230054Pa=92.2MPa<125 MPaf12mm<750/400=19mm綜上，選用3根雙肢HN600×200作為平臺(tái)梁，彎矩、剪力、撓度均滿足要求。四、臨時(shí)樁計(jì)算 平臺(tái)共計(jì)2根80

10、cm（壁厚10mm），7根120cm（壁厚14mm）臨時(shí)樁，樁長均為28m。4.1上部結(jié)構(gòu)對(duì)樁荷載計(jì)算根據(jù)第“三”，得出扁擔(dān)梁的支點(diǎn)反力，即為臨時(shí)樁承受的上部荷載大小。80cm臨時(shí)樁受到的最大荷載為286KN,120cm臨時(shí)樁受到的最大荷載為1015KN。4.2外界對(duì)臨時(shí)樁的作用4.2.1水流壓力計(jì)算根據(jù)青島海灣大橋工程施工招標(biāo)文件-基礎(chǔ)資料提供的數(shù)據(jù)，流水壓力取滄口以東100a的設(shè)計(jì)流速94cm/s，此設(shè)計(jì)流速考慮了潮流最大可能流速以及對(duì)應(yīng)重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)風(fēng)速所引起的風(fēng)海流、余流。根據(jù)港口工程荷載規(guī)范，港口工程的水流壓力為：Fw=Cwm1n1V2A/2其中：Fw為水流壓力，KN Cw為水流阻力系

11、數(shù)，圓形截面取0.73 m1為遮流影響系數(shù)，120鋼管樁取0.54, 60鋼管樁取0.63 n1為淹沒深度影響系數(shù)，取1.0 為水密度t/m3，海水取1.025 V為水流設(shè)計(jì)速度，m/s A為計(jì)算構(gòu)件在與流向垂直平面上的投影面積，m2取鋼管樁1m長度進(jìn)行計(jì)算，則：對(duì)120鋼管樁Fw=Cwm1n1V2A/2=0.73×0.54×1.0×1.025×0.942×1.2/2=0.21KN對(duì)80鋼管樁Fw=Cwm1n1V2A/2=0.73×0.63×1.0×1.025×0.942×0.8/2=0.16K

12、N4.2.2風(fēng)載大小計(jì)算根據(jù)港口工程荷載規(guī)范，港口工程的風(fēng)壓力為：Wk=SW0其中：Wk為港口工程結(jié)構(gòu)風(fēng)壓力，Kpa S為風(fēng)載體型系數(shù)，取1.0 為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.38 W0為基本風(fēng)壓，Kpa； W0=V2/1600,V為港口附近的空曠平坦地面，離地10m高30年一遇10 min平均最大風(fēng)速，m/s根據(jù)青島海灣大橋工程施工招標(biāo)文件-基礎(chǔ)資料提供的數(shù)據(jù)，離地10m高30年一遇10 min平均最大風(fēng)速為32.9m/s則：Wk=SW0=1.0×1.38×32.92/1600=0.94Kpa因風(fēng)速32.9m/s時(shí)風(fēng)力已達(dá)到12級(jí)，根據(jù)港口作業(yè)相關(guān)規(guī)范要求，在風(fēng)力達(dá)到6級(jí)以上

13、時(shí)必須停止作業(yè)，所以32.9m/s的風(fēng)壓力只能作為結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算荷載，而不能作為結(jié)構(gòu)施工時(shí)的風(fēng)荷載。施工時(shí)的風(fēng)荷載取5級(jí)風(fēng)的最大值10.7m/s，其基本風(fēng)壓力為Wk=SW0=1.0×1.38×10.72/1600=0.1Kpa對(duì)120鋼管樁:Fw= 0.1×1.2=0.12KN 4.2.3船舶?？繒r(shí)對(duì)鋼管樁的撞擊力平臺(tái)側(cè)面的所靠重船主要是材料運(yùn)輸船，自重物重約50006000KN，取6000KN，根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)4.4.2公式：FWV/gT6000×0.94÷9.81÷3192KNW漂流物重力（KN）

14、；V水流速度（m/s）；T撞擊時(shí)間(s),應(yīng)根據(jù)實(shí)際資料估計(jì)；g重力加速度，g9.81（m/s2）；因平臺(tái)上設(shè)置有靠船護(hù)舷，撞擊時(shí)間取3s，考慮撞擊力由3根鋼管樁同時(shí)承受，則單根鋼管樁承受的撞擊力為64KN。4.3臨時(shí)樁的受力驗(yàn)算1、臨時(shí)樁承載力驗(yàn)算 臨時(shí)樁長度均為28m，入土深度為18m，根據(jù)地質(zhì)資料計(jì)算承載力如下：80cm臨時(shí)樁： P（Ui×L）/2×0.8×35×18÷2791KN>286KN，滿足要求。120cm臨時(shí)樁：P（Ui×L）/2×1.2×35×18÷21187KN>1015KN，滿足要求。臨時(shí)樁壓應(yīng)力驗(yàn)算80cm臨時(shí)樁：=N/A286000/0.02482=11.52MPa<215MPa，滿足要求。120cm臨時(shí)樁：=N/A1015000/0.05216=19.46MPa<215MPa，滿足要求。2、臨時(shí)樁在外力作用驗(yàn)算 以海床面作為臨時(shí)樁的固結(jié)部位