灌注桩施工平台计算书.docx
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1、编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第17页 共17页目 录第一章施工平台计算说明一、设计依据二、主要技术标准三、技术规范四、主要材料五、设计要点六、结构计算内容七、使用注意事项第二章施工平台结构计算书一 工程概况二 设计参数三 贝雷纵梁计算四 纵梁工字钢I36计算五 桩顶横垫梁(工字钢I40)强度验算六 钢管桩竖向承载力计算七、平台的稳定性验算。八、平台抗9级风稳定性验算。第一章主桥施工平台计算说明一、设计依据本施工平台上部纵、横梁采用2I36c和2I40b的工字钢,下部桩基采用6308mm钢管作为桩基础,满足平台的使用功能要求。二、主要技术标准1、桥梁用途:满
2、足本工程项目冲孔灌注桩施工使用的钢平台,使用寿命为3个月。2、设计单跨标准跨径5.5m6m,平台长度84.5m,度宽24.5m。3、设计荷载: 成孔桩机(100 KN/台,15台桩机总重1500KN), 500KN履带吊车, 才来材料堆放及电缆等荷载:2KN/m。本设计未设人行道荷载,暂不考虑人群荷载。4、平台面标高:+8.41m5、设计风速:24.4m/s(9级风20.824.4m/s)三、技术规范1、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵设计通用规范JTJ021-89。2、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵结构及木结构设计规范JTJ025-86。3、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵地基与基础
3、设计规范(JTG D63-2007)。4、中华人民共和国交通部战备办装备式公路钢桥使用手册(交通部战备办发布,1998年6月)。5、中华人民共和国交通部部标准公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000。四、主要材料1、钢材钢管桩采用Q235A钢板卷制,其技术标准应符合国家标准(GB699-65)的有关规定。型钢应符合国家标准(GB2101-80)的有关规定。钢材容许应力及弹性模量按JTJ025-86标准(page4页 表1.2.5)A3钢(Q235):弯曲应力w= 145MPa剪应力= 85MPa轴向应力= 140MPa弹性模量E= 2.1*105MPa 16Mn钢:弯曲应力w= 210MPa
4、剪应力= 160MPa轴向应力= 200MPa弹性模量E= 2.1*105MPa五、设计要点本施工平台计算简支梁计算。设计单跨标准跨径5.56m。本平台基础为打入式钢管桩,每个排架设4根6308mm钢管桩,单桩允许承载力P(计算时按壁厚7mm计算,以确保安全)计算:取6308mm螺旋焊钢管材料进行验算,壁厚按=7mm进行计算,其钢管截面特性如下:A=136.935cm2I=13288.3cm4i31.15cmW=4218.7cm3M107.5Kg/m 单根630mm,=7mm钢管截面承受的允许压力N N(A ) 136.93510-41401031917kN 由于钢管桩为压杆,要考虑压弯失稳,
5、故进行稳定性校核按两端铰支计算钢管稳定容许应力,该处钢管最大自由长度为L22.5m(根据勘测资料从强风化岩面标高在-14-15.0之间,取强风化岩面起至钢管墩顶止-14.5+7.5)。按照路桥施工计算手册表12-2公式,则钢管稳定容许应力: 0.810*140113.4MPa 式中:压杆稳定系数; L/i122/0.3115=70.62680; 压杆的长度系数,该处取1; L压杆的自由长度,该处L=22m; i压杆对轴的惯性半径,该处i0.3115; 压杆材料的容许应力,钢管140MPa。查钢结构设计规范得,0.810。单根钢管的稳定容许压力:PA113.4106136.93510-41552
6、.8 kN 式中:钢管的稳定容许应力(由上式求得); A钢管壁的横截面面积(直径0.8m,壁厚0.007m)故单根钢管稳定允许承载力P= 1552.8 kN,所以后续检算钢管的竖向荷载必须小于P1552.8 kN。六、结构计算内容结构计算书中,荷载按成孔桩机(100KN/台,总重1500KN),500KN履带吊车,水管及电缆等其他荷载:2KN/m。本设计未设人行道,荷载暂不考虑人群荷载。按最不利情况进行布载和荷载组合,单跨标准跨径6m计算如下内容:1、贝雷纵梁计算2、纵梁工字钢I36计算3、桩顶横垫梁(工字钢I40)强度验算。4、钢管桩竖向承载力计算。5、平台的稳定性验算。6、平台抗9级风稳定
7、性验算。七、使用注意事项在平台施工过程中, 大于9级风时平台停止使用,过后必须对平台作全面检查后方可恢复工作。平台使用期必须经常检查平台状况,如有异常情况,必须查明原因,经处理后方可继续使用。严禁外来荷载碰撞平台,严禁在平台上进行船舶系缆。第二章平台结构计算书一 工程概况厦金客运码头客滚改造水工、土建工程水工工程码头为高桩墩式结构,外接钢趸船,外侧可停靠50m船舶;另有钢引桥一座,接客货滚装船。桩基为1200mm、1500mm灌注桩,码头全长为83m,共有19根水上冲孔灌注桩,4根钢趸船定位桩为嵌岩钢管桩,其上墩台为转接平台一个和吊桥架支墩2个。 该工程主要位于厦门国旅码头泊位港池区域,该部分
8、港池原来为炸礁区,体现地质特征为全分化和强分化岩。桩基护筒直接打入岩层有一定的难度,且客滚泊位的工期紧,因此平台搭设成功与否成为整个工程最为关键的一步。为确保工程施工进度满足要求,需加大桩机数量,基本上安排每两根桩一台机。同时为了搭设灌注桩护筒,需在平台上行走50t履带吊。平台上的荷载主要考虑施工荷载包括机械设备、打桩应力、材料堆放等。平台采用全平面设计,整个码头范围均搭设施工平台结合考虑以上因素,需要全面搭设平台才能完成施工任务,平台搭设面积为1510m2,见冲孔桩平台平面布置图。平台结构从上至下依次为5cm厚的松木板,10cm厚贝雷纵梁,2I36c工字钢纵梁,2I40b工字钢横梁,桩基为6
9、308mm钢管桩。每个排架使用4根钢管桩,平台顶面标高为+8.41米。平台设计荷载:成孔桩机(100KN/台,总重1500KN),500KN履带吊车,堆货及电缆等荷载:2KN/m。本设计未设人行道荷载暂不考虑人群荷载。计算按6米跨径简支梁计算。二 设计参数1、荷载.恒载(每跨):松木面板(5cm):630=180/m=0.18t/m=1.8 KN/m贝雷纵梁:6105/3210/m=0.210t/m=2.1 KN/mI36 纵梁 61/1.559.9239.6kg/m=0.239t/m=2.396 KN/mI40横垫梁 667.6405.6kg=0.4056t= 4.056KN.活载: 500
10、KN履带吊机(QUY50A) 总重500KN,并吊重物为120KN,重物冲击系数为1.3,履带尺寸4.66m0.76m,见尺寸图。 成孔桩机 总重1500KN。三 贝雷纵梁检算平台面板由厚5cm松木铺成,桥面板底由贝雷纵梁铺设而成,单根贝雷纵梁结构尺寸为30.772m,底部纵梁跨径为1.5m,成孔桩机和履带吊不可能同时作用在同一跨上,取500KN履带吊机(QUY50A)作业时验算贝雷纵梁的抗弯和抗剪强度,度单根贝雷纵梁进行计算,松木板自重q=0.772*1.8/6=0.24KN/m,贝雷纵梁自重q=2.1/6=0.35KN/m,按500KN履带吊机(QUY50A)作业时进行计算。计算500KN
11、履带吊机(QUY50A)时:按一根贝雷纵梁上的荷载为满布计算,履带的着地宽度及长度为0.764.66m,吊机工作时吊重1201.3156KN(吊重冲击系数取0.3),吊机自重500KN,作用在一根贝雷纵梁上的线荷载为:恒载q1=0.59KN/m 活载q2=(156+500)0.772/(20.764.66)=71.49KN/m qq1+q2=71.490.5972.08KN/m 按1.5m跨径简支梁计算(1)弯距:Mmax=ql2/8=72.08*1.52/8=20.27KN.m。(2)剪力:Qmax=ql/2=72.08*1.5/2=54.06 KN(3)截面应力=M/W=20.27*103
12、/(3*39.7*10-6)=170.19Pa210MPa= Q/(h腹*d)=54.06*103/(3*8.56*0.45*10-4)=46.78 MPa160MPaf=5ql4/(384EI)=5*72.08*103*1504/(384*2.1*106*198*10-4)=0.15cml/200=0.8cm满足规范要求四 纵向I36纵梁检算 作用在I36分配梁上的静荷载为松木板、贝雷纵梁和工字钢I36纵梁自重,动荷载100KN成孔桩机或500KN履带吊机(QUY50A)。I36分配梁的间距为1.5m松木板自重荷载为q11.5*0.05*0.6*103Kg/m =0.45KN/m,贝雷纵梁自
13、重荷载为q2105/2Kg /m =0.525KN/m,工字钢I36自重荷载为q359.9 Kg /m =0.599KN/m。作用在I36分配梁上恒载线荷载:q合 q1+q2q3 =1.574KN/m。按500KN履带吊机(QUY50A)作业时进行计算。工况一:当履带吊履带垂直与纵梁作业时,应有3纵梁分担履带重力50t履带吊机横向履带中距为3.54m,工作时应位于桥面中间,其履带着地长宽为4.660.76m,单根工字钢I36b承受的荷载为活载:P=(500+1201.3)/3=218.6KN 恒载:q=1.574KN/m 受力简图如图二、三按图二计算: (1)弯距:Mmax=ql2/8+Pl/
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