某大橋主墩平臺(tái)設(shè)計(jì)書

某大橋主墩平臺(tái)設(shè)計(jì)書一、工程簡(jiǎn)介某大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為72+2×130+72m“T”型剛構(gòu)，主墩為29～31#墩。每墩12根直徑250cm鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，樁基嵌入微風(fēng)化花崗巖不小于5m，最長(zhǎng)樁長(zhǎng)為85 m；承臺(tái)平面尺寸為9.5m×39.5m，厚度5m（含0.5m封底混凝土），頂面標(biāo)高7.0m。某水道橋位處常水位標(biāo)高3.7～5.1m,最高潮水位6.5m,每天2次漲潮,最大潮差2.0m，主墩處河床標(biāo)高為-1.5m。屬老年期河床，側(cè)蝕作用輕微，底蝕作用已停止，以沉積作用為主。二、平臺(tái)尺寸擬定平臺(tái)標(biāo)高確定，平臺(tái)標(biāo)高主要滿足鉆孔樁護(hù)筒孔內(nèi)水位要求，根據(jù)橋規(guī)要求：當(dāng)處于潮水影響地區(qū)時(shí)，護(hù)筒高度應(yīng)高于最高施工水位1.5～2m?？紤]風(fēng)浪影響，平臺(tái)標(biāo)高確定為8.5m。平臺(tái)平面尺寸確定，平臺(tái)平面尺寸應(yīng)滿足鉆機(jī)施工安全距離需要，擬采用BRM-4A回旋鉆機(jī)，其外形尺寸為7.9×4.5m,每平臺(tái)設(shè)2~3臺(tái)鉆機(jī);滿足施工臨時(shí)材料工具的堆放?；诖?，平臺(tái)平面尺寸擬定為39×12m。三、受力驗(yàn)算基本思路，驗(yàn)算中主要考慮施工平臺(tái)成臺(tái)之后最不利施工荷載組合下作用下鋼管樁基礎(chǔ)的承載力、平臺(tái)縱橫梁的承載力是否滿足受力要求以及整個(gè)平臺(tái)的穩(wěn)定性，同時(shí)也針對(duì)平臺(tái)施工過程中振入鋼管樁、下沉鋼護(hù)筒等工況進(jìn)行驗(yàn)算；驗(yàn)算方法，采用平面簡(jiǎn)算計(jì)算方法（偏于安全）平面計(jì)算基本假定，平臺(tái)上部構(gòu)造的剛度較大，受力后產(chǎn)生的變形與平臺(tái)的樁基礎(chǔ)比較，非常小，且強(qiáng)度如能滿足要求其剛度必能滿足要求，故可略去撓度計(jì)算；平臺(tái)基樁嵌固于地面下適當(dāng)深度處，計(jì)算時(shí)不再考慮樁側(cè)土對(duì)基樁的橫向阻力；根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，上部構(gòu)造與樁頂、樁與連接桿的節(jié)點(diǎn)，均視為固結(jié)，承重梁及工字鋼之間為鉸結(jié)；樁基承載力不考慮淤泥質(zhì)亞粘土的負(fù)摩阻作用（不具備產(chǎn)生負(fù)摩阻的外部條件），根據(jù)地勘資料取該層樁周摩阻力為15KPa。取墩位河床標(biāo)高最低的31#作為驗(yàn)算算例，河床標(biāo)高-1.5m。工況之一、振動(dòng)沉入鋼管樁，驗(yàn)算鋼管樁軸向承載力。鋼管樁直徑800mm，壁厚8mm，Q235鋼板卷制的螺旋管，振動(dòng)錘激振力800KN(考慮偏載系數(shù)1.2)。根據(jù)圖示，自由端計(jì)10+2=12m，則計(jì)算長(zhǎng)度為l0=2×12=24m長(zhǎng)細(xì)比λ=l0/r=24000/256=94，則取縱向彎曲系數(shù)ψ=0.5σ=P/(ψ×A)=800×103/(0.5×18335)=43.6MPa＜[σ]=170MPa,安全。工況之二，下沉鋼護(hù)筒，驗(yàn)算2Ⅰ45a橫梁。護(hù)筒入土深度15m，河床以下10m，總長(zhǎng)25m，厚度14mm，每米重10KN，總重量為250KN。計(jì)算跨中彎矩:a)護(hù)筒M1=62.5×(6-3)/2=187.5KN.mb)自重M2=1/8×0.81×62=3.65KN.m總彎矩為M=M1+M2=97.4KN.mσ=M/W=97400000/1432900=68.0MPa＜[σ]=170MPa,安全。工況之三、鉆機(jī)開孔并下放鋼筋籠，驗(yàn)算橫梁2Ⅰ45a。鉆機(jī)重800KN及鋼筋籠重300KN，鉆機(jī)橫橋向布置,共四個(gè)支點(diǎn),前后支點(diǎn)間距為6m,左右支點(diǎn)間距為3.2m，最不利受力情況是前支點(diǎn)承受整個(gè)鉆機(jī)重量，即鉆機(jī)前左右支點(diǎn)分別承擔(dān)550KN并分別分配于護(hù)筒前后2個(gè)2Ⅰ45a橫梁上。計(jì)算跨中彎矩:a)護(hù)筒M1=435.42KN.mb)自重M2=1/8×0.81×62=3.65KN.m總彎矩為M=M1+M2=439.07KN.mσ=M/W=439070000/(1432900×2)=153.21MPa＜[σ]=170MPa,安全。工況之四、鉆機(jī)開孔并下放鋼筋籠以及龍門吊位于最在彎矩處，驗(yàn)算縱梁（2榀貝雷片）。鉆機(jī)長(zhǎng)度方向垂直于縱梁，按9m跨作為驗(yàn)算件。主要承受荷載為1)工況三中的支點(diǎn)反力;2)龍門吊自重400KN,由內(nèi)外兩組貝雷梁承擔(dān),每組200KN;3)貝雷梁自重及臺(tái)面其他臨時(shí)荷載，貝雷梁（2榀）自重5KN/m，泥漿系統(tǒng)、導(dǎo)管等荷載按10KN/m平均計(jì)。1）最大彎矩計(jì)算a)活載M1=903KN.m（鉆機(jī)、鋼筋籠、龍門吊自重等荷載）b)自重M2=1/8×15×92=152KN.m（承重梁自重、其他臺(tái)面荷載）總彎矩為M=M1+M2=1055KN.m＜[M]=1576.4MPa,安全。2）支點(diǎn)最大剪力計(jì)算Q=427.8+15×9/2=494.3KN＜[Q]=500KN,安全。工況之五、最不利受力狀態(tài)如工況四，驗(yàn)算鋼管樁單樁承載力。主要考慮主部結(jié)構(gòu)的傳遞最大荷載494.3KN;自重,每米為1.57KN,共重66.29KN(入土深度暫定32m,總長(zhǎng)42m);潮差所產(chǎn)生的動(dòng)水壓力Fw=KAγV2/(2g),式中:K——橋墩形狀系數(shù)，0.8;γ——水的重力密度（取11kN/m）V——水流速度（2m/s）A——橋墩阻水面積（10×0.63=6.3m2）G——重力加速度，取9.81m/s2Fw——流水壓力,KN經(jīng)計(jì)算得Fw=11.3kN。單樁最大軸向承載力為494.3+66.29+11.3=571.89KN,小于振動(dòng)沉入樁時(shí)鋼管樁所承受的荷載,且計(jì)算長(zhǎng)度也小于該種工況,故不再作驗(yàn)算。樁基容許承載力[P]=1/2×ΣU×l×τ+A×[σ0]因墩位處淤泥質(zhì)亞粘土較深,偏于安全,樁周摩阻力只取15kPa作為計(jì)算,且略處樁底容許承載力。則[P]=1/2×0.8×3.14×32×15=603.2＞P=568.7,安全本設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)：1、《廣州南沙開發(fā)區(qū)某大橋工程——兩階段施工圖設(shè)計(jì)》2、《廣州南沙開發(fā)