跨海大橋棧橋及引橋鉆孔平臺設計計算書

XX海峽大橋臨時工程棧橋及引橋鉆孔平臺設計計算書中交XX工程設計研究院有限公司XX年十二月目錄TOC\o"1-1"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc191637476"一、設計依據(jù)-2-HYPERLINK\l"_Toc191637477"二、計算基本條件-2-HYPERLINK\l"_Toc191637478"三、施工棧橋及引橋平臺結構尺寸-4-HYPERLINK\l"_Toc191637479"四、平臺鋼構的力學特性-6-HYPERLINK\l"_Toc191637480"五、荷載分析及計算-7-HYPERLINK\l"_Toc191637481"六、工況分析-10-HYPERLINK\l"_Toc191637482"七、各工況下的計算結果-18-一、設計依據(jù)1、《XX大橋棧橋及鉆孔平臺設計驗算委托書》2、《港口工程荷載規(guī)范》（JTJ215－98）3、《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254－98）4、《海港水文規(guī)范》（JTJ213－98）5、《港口工程鋼結構設計規(guī)范》（JTJ283－99）6、《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）二、計算基本條件1、地質條件地質條件參見《XXXX海峽大橋及接線公路工程地質勘察報告》，各樁基計算時參照相近2地質鉆孔點，按最不利孔的地質特性值。2、波浪深槽區(qū)：抗臺期波高H=2.89m對應周期T=5.7s正常工作期波高H13%=2.03m對應周期T=5.7s淺灘區(qū)：抗臺期波高H=2.49m對應周期T=5.7s正常工作期波高H13%=2.03m對應周期T=5.7s3、流速V=1.55m/s4、風速正常工作風速：V=20.7m/s抗臺風速：V=30.9m/s5、潮位正常工作：設計高潮位：2.27m設計低潮位：-1.97m抗臺：設計高潮位：3.29m設計低潮位：-3.0m施工潮位：0.0m6、泥面標高由于該區(qū)域地址條件較為復雜，樁基有打入樁跟嵌巖樁兩種，而根據(jù)水深的不同，所用樁基有所不同，因此泥面標高根據(jù)計算情況作具體分析。7、護筒1?！?3＃墩、59?！?2～墩護筒尺寸：φ2150×20；14＃墩、21?！?8＃墩、51?！?8＃墩護筒尺寸：φ2350×20；19?！?0＃墩、29＃～38＃、50＃、15?！?8＃、39?！?1＃、47?！?9＃墩護筒尺寸：φ2650×20。護筒頂標高：6.50m三、施工棧橋及引橋平臺結構尺寸施工棧橋及引橋平臺結構尺寸見平面布置圖。（一）棧橋計算在棧橋計算建模中，100m區(qū)間（三墩區(qū)間）棧橋作為模型對象建模，由于考慮到引橋平臺轉運的需要，因此棧橋建模計算時不考慮平臺基礎在棧橋穩(wěn)定中的作為。棧橋計算分兩種：第一類為淺灘區(qū)，其計算結構按下圖建模計算：淺灘區(qū)又根據(jù)泥面標高及樁型不同，分以下情況：計算模型編號樁型計算泥面標高嵌固點標高強風化巖頂標高高備注1φ1000×122打入樁-10.0m-15.5m/2φ1000×122打入樁-15.0m-20.5m/3φ1000×122打入樁-20.0m-25.5m/4φ1000×122嵌巖樁-7.0-12.0-10.775φ1000×122嵌巖樁-13.5-22.0-20.7第二類為深槽區(qū)，其計算結構按下圖建模計算：深槽區(qū)又根據(jù)泥面標高及樁型不同，分以下情況：計算模型編號樁型計算泥面標高嵌固點標高強風化巖頂標高高備注6φ1500×166打入樁-25.0m-32.0m/7φ1500×166打入樁-32.0m-39.0m/8φ1500×166嵌巖樁-30.15mm-31.5-30.15（二）引橋平臺計算由于引橋平臺對棧橋抵抗水平力有相當?shù)淖饔?，因此在建模時不可忽略棧橋對引橋平臺受力的影響。引橋平臺計算仍與棧橋計算一樣，根據(jù)設計泥面標高的不同分為兩類：第一類為淺灘區(qū)，其計算結構按下圖建模計算：第二類為深槽區(qū)，其計算結構按下圖建模計算：四、平臺鋼構的力學特性樁的嵌固點計算樁的嵌固點計算公式：（見樁基規(guī)范附錄C）采用φ1500×16mm鋼管樁式中：地質條件較差，泥質屬淤泥質亞粘土，呈流塑狀，取m=2000kN/m4b0=2d其中d為樁徑d=1.5mb0=3.0mIE=2.06×108KN/m2嵌固點深度：（）取=8.0m同理可求得鋼護筒的嵌固點平臺鋼構材料的力學特性見下表：名稱A(m2)W(m3)I(m4)嵌固點深度t(m)φ2700×200.16838890.111999100φ2400×2000.1495440.08824410.1058889149.5φ2700×2000.13697730.07397780.0813775929.0φ1500×1660.07459940.02738820.0205336778.0φ1000×1660.04946610.01197760.0059887976.0φ1000×1440.04336670.01054420.0052771166.0φ600×80.01487790.00217730.0006552/φ426×60.00791170.0008220.00017746/HN900×33000.03640.00910.0041/HM588×33000.0192550.0040220.001188/五、荷載分析及及計算1、施工荷載及人群群荷載：44kN/mm22、履帶吊的基本資資料：55t履帶吊吊尺寸：55.4mm3.766m55.4mm0.655m2如下圖示：履帶著地地面積554006650mmm履帶中心心距33.76mm最大接地地比壓0.1800Mpa（按起重重量1200t.m估算）一般接地地比壓00.1200Mpa空載行走走比壓0.07Mpaa3、砼運輸車(330t)砼運輸車空載時時約10t，載重重時30tt，按汽30級考慮慮總重300kN（空載時時200kN）前軸壓力力60kkN（空載時40kNN）后軸壓力力2×1220kNN（空載時80kNN）輪距1.8m軸距4.0m+1.4m前輪著地地面積0.330m×0.200m后輪著地地面積0.660m×0.200m4、鉆機荷載鉆機采用KTYY3000型鉆機，整整個平臺形形成時同時時上1臺鉆機。單單臺鉆機荷荷重1200kN，動力系系數(shù)1.3。5、龍門吊荷載龍門吊由四組滾滾輪支撐，每每組包含間間距分別為為0.6664m、0.7336m、0.6664m的滾滾輪四只，每每只滾輪輪輪壓300kkN，軌距：：12.0mm，支腿間間距：155.0m。6、波浪力樁及護筒的波浪浪力按《海海港水文規(guī)規(guī)范》（JTJ213--98）8.3“波浪對樁樁基和墩柱柱建筑物的的作用”來計算：：工況波浪泥面標高高潮位樁波浪力(kN))作用點標高(mm)正常工作H=2.82mmT=5.5s-20.0m3.9φ1000×1422.6-3.0φ2200×18109.5抗臺H=4.24mmT=5.5s-20.04.23φ1000×1433.9φ2200×18164.3正常工作H=2.82mmT=5.5s-33.0m3.9φ1500×1651.1-3.4φ2700×20109.9抗臺H=4.24mmT=5.5s-33.04.23φ1500×1676.6φ2700×20164.87、水流力水流力按《港口口工程荷載載規(guī)范》（JTJ215--98）13.00.1式計計算Fw=CWΡv2AA/2一、泥面標高--17.00m時水流流力計算：：φ1000輔助樁水流力標標準值：Fw=CWΡv2AA/2=41.55kNN作用點標高：--3.877mφ2200鋼護筒水流力標標準值：Fw=CWΡv2AA/2=91.3kN作用點標高：--3.877m二．泥面標高--33.0mm時水流力力計算：φ1500輔助樁樁水流力標標準值：Fw=CWΡv2AA/2=90.2kN作用點標高：--8.188mφ2700鋼護筒筒水流力標標準值：Fw=CWΡv2AA/2=172.2kNN作用點標高：--8.188m8、風荷載風荷載載按《港口口工程荷載載規(guī)范》（JTJ215--98）11.00.1式計計算=1.177×0.77×2522/16000=0.322kPa風荷載載遠小于水水流力及波波浪力，故故可忽略不不計。六、工況分析（一）泥面標高高-17.0m：工況一：單樁穩(wěn)穩(wěn)定（1）沖刷后泥面標標高：-15.5m（2）水流流速：VV=1.001m/s（3）波浪：H=11.5m，T=5.55s工況二：棧橋正正常工作（1）沖刷后泥面標高高：-20.0mm（2）水流流速：V==2.14m/s（3）波浪：H=2..82m，T=5.55s（4）均布荷載：4kkN/m2（5）55t履帶吊荷荷載（空載載）（6）6m3混凝土輸輸送車（7）8級風荷載計算模型：工況三：棧橋抗抗臺（1）沖刷后泥面標標高：-20.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）風速V＝388.8m//s計算模型：工況四：引橋平平臺正常工工作（1）沖刷后泥面標標高：-20.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=22.82mm，T=5..5s（4）均布荷載：110kN//m2（5）55t履帶吊荷荷載（滿載載作業(yè)）（7）8級風荷載計算模型：工況五：引橋平平臺抗臺（1）沖刷后泥面標標高：-20.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）均布荷載：110kN//m2（5）55t履帶吊荷荷載（滿載載作業(yè)）（6）風速V＝38.8m/ss計算模型：（二）泥面標高高-33.0mm：工況一：單樁穩(wěn)穩(wěn)定（1）沖刷后泥面標標高：-28.55m（2）水流流速：VV=1.001m/ss（3）波浪：H=11.5m，T=5..5s工況二：棧橋正正常工作（1）沖刷后泥面標標高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=22.82mm，T=5..5s（4）均布荷載：44kN/mm2（5）55t履帶吊荷荷載（空載載）（6）6m3混凝土輸輸送車（7）8級風荷載計算模型：工況三：棧橋抗抗臺（1）沖刷后泥面標標高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）風速V＝388.8m//s計算模型：工況四：引橋平平臺正常工工作（1）沖刷后泥面標標高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=22.82mm，T=5..5s（4）均布荷載：110kN//m2（5）55t履帶吊荷荷載（滿載載作業(yè)）（6）8級風荷載計算模型：工況五：引橋平平臺抗臺（1）沖刷后泥面標標高：-33.0mm（2）水流流速：VV=2.114m/ss（3）波浪：H=44.24mm，T=5..5s（4）均布荷載：110kN//m2（5）55t履帶吊荷荷載（滿載載作業(yè)）（6）風速V＝38.8m/ss計算模型：七、各工況下的的計算結果果（一）單樁穩(wěn)定定計算1、φ1000×14單樁樁穩(wěn)定計算算考慮沖沖刷0.55m，沖刷后后泥面標高高：-15.55m水流力作用點：水面以以下6.55m標高-2.6m波浪力P=112.0kkN（作用點點標高：--2.5m）風載（忽略不計）滿足強度要求。2、φ1500×166單樁穩(wěn)定定計算考慮沖沖刷0.55m，沖刷刷后泥面標標高：-333.5mm水流力作用點：標高--8.6mm波浪力P=227.2kkN（作用點點標高：--3.5mm）風載（忽略不計）滿足強度要求。（二）工況二、三三、四、五五、六的電電算結果匯匯總1、模型1電算結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ800×10最大綜合應力σσmax(MPa))72.886.4143116最大壓力(t))65.918.186.854.7最大拔力(t))1.78.09.19.0鋼護筒φ2200×188最大綜合應力σσmax(MPa))//29.838.6最大壓力(t))//59.347.3龍門吊軌道梁22HM5888×300最大綜合應應力σmax(MPa))//12473.0鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//91.296.8鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//41.339.3棧橋下橫梁2HHN6000×200最大綜綜合應力σσmax(MPa))72.28.744.269.5平聯(lián)φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))30.660.235.761.1斜撐φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))17.040.516.139.8平臺最大位移（cm）3.45.70.91.22、模型2電算結結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ800×10最大綜合應力σσmax(MPa))97.0122150128最大壓力(t))65.823.287.554.7最大拔力(t))7.612.18.913.4鋼護筒φ2200×188最大綜合應力σσmax(MPa))//42.452.4最大壓力(t))//68.853.9龍門吊軌道梁22HM5888×3000最大綜合應應力σmax(MPa))//12372.7鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//91.391.3鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//51.547.6棧橋下橫梁2HHN6000×200最大綜綜合應力σσmax(MPa))72.311.770.172.1平聯(lián)φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))47.382.848.082.8斜撐φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))28.328.228.654.8平臺最大位移（cm）8.312.52.011.53、模型3電算結結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ1000×122最大綜合應力σσmax(MPa))70.488.497.693.6最大壓力(t))64.930.382.860.3最大拔力(t))014.67.914.2鋼護筒φ2200×188最大綜合應力σσmax(MPa))//47.459.1最大壓力(t))//67.853.6龍門吊軌道梁22HM5888×3000最大綜合應應力σmax(MPa))//11769.5鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//92.792.7鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//46.545.7棧橋下橫梁2HHN6000×200最大綜綜合應力σσmax(MPa))83.013.485.881.9平聯(lián)φ600×8最大大綜合應力力σmax(MPa))38.967.046.568.5斜撐φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))26.153.322.444.4平臺最大位移（cm）7.110.82.83.74、模型4電算結結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ800×10最大綜合應力σσmax(MPa))58.061.4144111最大壓力(t))67.014.386.454.7最大拔力(t))2.55.09.69.4鋼護筒φ2200×188最大綜合應力σσmax(MPa))//21.928.3最大壓力(t))//51.841.5龍門吊軌道梁22HM5888×3000最大綜合應應力σmax(MPa))//12573.6鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//91.391.3鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//35.833.2棧橋下橫梁2HHN6000×200最大綜綜合應力σσmax(MPa))72.36.466.367.6平聯(lián)φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))25.943.635.344.8斜撐φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))14.129.015.028.5平臺最大位移（cm）1.52.60.450.65、模型5電算結結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ800×10最大綜合應力σσmax(MPa))97.1125151130最大壓力(t))65.824.387.654.8最大拔力(t))0.613.08.514.6鋼護筒φ2200×188最大綜合應力σσmax(MPa))//42.853.8最大壓力(t))//70.455.1龍門吊軌道梁22HM5888×3000最大綜合應應力σmax(MPa))//12372.6鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//91.291.3鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//52.649.6棧橋下橫梁2HHN6000×200最大綜綜合應力σσmax(MPa))72.312.470.172.5平聯(lián)φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))48.387.948.887.8斜撐φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))29.159.929.158.3平臺最大位移（cm）9.014.12.02.76、模型6電算結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ1200×144最大綜合應力σσmax(MPa))74.399.367.974.5最大壓力(t))55.450.663.859.0最大拔力(t))23.232.325.328.4鋼護筒φ2700×200最大綜合應力σσmax(MPa))//52.867.6最大壓力(t))//139125龍門吊軌道梁22HM5888×3000最大綜合應應力σmax(MPa))//11919.1鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//141158鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//65.777.3棧橋下橫梁2HHM5888×300最大綜綜合應力σσmax(MPa))66.218.192.794.2平聯(lián)φ600×8最大綜綜合應力σσmax(MPa))65.686.563.677.2斜撐φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))49.062.344.258.4平臺最大位移（cm）8.913.84.16.47、模型7電算結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ1500×166最大綜合應力σσmax(MPa))61.277.150.256.2最大壓力(t))78.374.380.276.8最大拔力(t))24.636.625.328.6鋼護筒φ2700×200最大綜合應力σσmax(MPa))//56.870.6最大壓力(t))//144132龍門吊軌道梁22HM5888×3000最大綜合應應力σmax(MPa))//12223.5鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//146163鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//66.071.4棧橋下橫梁2HHM5888×300最大綜綜合應力σσmax(MPa))68.422.3101100平聯(lián)φ800×10最最大綜合應應力σmax(MPa))60.875.274.197.6斜撐φ426×6最大大綜合應力力σmax(MPa))41.651.245.157.8平臺最大位移（cm）9.412.96.47.98、模型8電算結果匯總工況二工況三工況四工況五鋼管樁φ1200×14最大綜合應力σσmax(MPa))82.210981.7109最大壓力(t))57.269.063.568.8最大拔力(t))18.645.931.948.2鋼護筒φ2700×200最大綜合應力σσmax(MPa))//54.168.2最大壓力(t))//139124龍門吊軌道梁22HM5888×3000最大綜合應應力σmax(MPa))//11919.7鉆機軌道梁HMM588××300最大綜合應應力σmax(MPa))//145163鉆機軌道支撐梁梁2HM5588×3300最大大綜合應力力σmax(MPa))//65.468.8棧橋下橫梁2HHM5888×3000最大綜合合應力σma