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 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 1概述1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 2、計(jì)算依據(jù)1 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 3、基本資料1 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 4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5 HYPERLINK l boo

2、kmark66 o Current Document 5.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

3、：（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：Fw = C | v2A = 2.92kN / m式中：Fw水流力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）；v水流設(shè)計(jì)速度（m/s）；Cw 水流阻力系數(shù)，平臺(tái)樁斷面為圓形斷面，其Cw= 0.73 ；p水的密度，淡水取1t/m3；A 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)支承，各支點(diǎn)受力均為：200 x1.2-4=60kN；（3）平臺(tái)堆載：2kN/m2

4、（4）風(fēng)荷載：取10年一遇基本風(fēng)壓W= 300Pa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 X 1.3 = 3.5kN，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)

5、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：60X1.2：5=36kN；貝雷梁計(jì)算結(jié)果建立鉆孔平臺(tái)模型如下：0 明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:MIDAS/GxilPOET3R.O：ZESSDF!.DIEFAtZErvIHMT4.2分配梁計(jì)算結(jié)果4.2鋼管樁計(jì)算結(jié)果鋼管樁變形如下:-0 0 71壬UU3CB;潔果M.AX : 13E7SM

6、IN : 13220件瞪明交單日表示-方向X :-0.48 3Y1-0.83 7Z: 0.2S9最大變形為11mmMIDAS/QX4IPCm 戶 FQZEESK-BEWSTRESS-最大應(yīng)力為59MPa組咨（最大笛）CB;潔果M.6X : 24131MIN : 24131文件；1單也 N/mrrr- 2日期；。矛0M2C1斗表示-方向X:-1.000Y; O.OOQZi 0.000鋼管樁最大軸力如下:樁頂最大變形4mmpMlIDAS/aMl口 O&T-PROCESEORDIEFLAtlEMBJT分析結(jié)果B4.O10O4e+CXXJ 3,eAEBe+OUO 3.2804e+000 2.91SB9

7、e+COO 2.SElE4e+CX)0 2.187HOe+000 1.8227Ee+COO L4S82Om+OOO i.oszese+ooo 7.29Or001 3.eAEBerOO 1O.OOOCOe+OOO3. 1172E+CC2:ZR.I結(jié)果M.a： ： 14CCSMIN I 1B9S7交件：！單 ; m m日.明；。習(xí)0以3Q14 表示-方向X i-O.-48 3Y:-O.B37Zi 0.259樁頂最大軸力537kN鋼管樁最大彎矩如下:pMlIDAS/aMl口 O&T-PROCESEORBEAM DIA，：3F：.AMB7.QO28&e+QOl4.93113e+OOl2.8E-41e+

8、001O.OOCCOe+OOO-1,壬4O4m+0013.3SS77e+001S.42749e+CCl7.49S22e+CX)l9.S7O94e+001-1. ie427e+002 -1.37144e+CX)2-l.S78e.le+002:ZR.i結(jié)果: 24112MIN i 24107交件：！單kN：+xm日.明；。習(xí)0以3Q14 表示-方向X1-0.-48 3Y:-O.B37Zi 0.259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？ 800X 10mm鋼管，考慮海水的腐蝕作用，計(jì)算詢800X 8mm鋼管考慮。軸力N=537kN，計(jì)算長(zhǎng)度取l

9、 = 18 + 3 + 2T ，其中18m為考慮水深，3m為C小錨固深度為T =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，樁底最蘭=1.45m，最小錨固深度為為4T=5.8m，假象嵌固點(diǎn)為 b m2T=2.9m,故鋼管計(jì)算長(zhǎng)度為l = 18 + 3 + 2T = 23.9m，其長(zhǎng)細(xì)比x = 23-9/0-28 = 85C對(duì)于彎曲結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算7lmN* 1*N)E其中N1E*兀2 EA1.1 人 2兀 2 x 206 x 103 x 199051.1x852=5087kNc= N + 甲A1x537 x1031x 158 x1060.655 x 19905+7V =

10、41.2 + 44.2 = 85.4M尸。(537 1x 3902201 x 1 - 0.85087)通過計(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c = 170MP。如采用？ 600X 6mm鋼管，計(jì)算結(jié)果如下:人=23.9/0.21 = 114偵兀 2EA 兀 2 x 206 x 103 x11196N =E* 1.1 人 21.1x1142= 1590kN* 1*PmM_N N)E537 x103F0.47 x 111961x158x1067T = 102 +131.5 = 233.5MPa(537 A1x 1646241 x 1 - 0.8 1590)鋼管樁的最大穩(wěn)定應(yīng)力

11、為233.5MPa大于容許應(yīng)力 = 170MPa，不滿足受力要求。4.2.2鋼管樁承載力計(jì)算070003.02021.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)砂1.2014.00N =25

12、.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 =兀 X 0.80 = 2.51 mAp =兀 X 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)入s = 0.87樁端進(jìn)入持力層深度 hb = 1.00 m , hb/ds5,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)入p:hb1.00如=0.16丁入s = 0.16 X - X 0.87 = 0.17ds0.80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 = XsEqsikli = 0.87 X 2.51 X (12 X 3.50 + 45 X 1.10 + 24 X 8.20 + 58 X 1.20 + 69 X 1.00) = 1059 kN 總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：Qpk =入 pqpkAp