钻孔平台计算(终)

毛集特大桥149#-160#墩、195#-201#墩钻孔平台计算书

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二〇一六年六月·太原

目录

一、钻孔平台概况 (1)

二、计算依据 (2)

三、检算荷载 (3)

四、结构检算 (5)

1．整体模型 (5)

2．MIDAS结构检算 (6)

（1）桥面钢板 (6)

（2）分配梁I25a (6)

（3）贝雷梁 (7)

（4）桩顶垫梁2I56a (8)

（5）桩间连接系[20a (9)

（6）钢管桩检算 (10)

3.钢管桩承载力计算 (12)

五、计算结论 (12)

毛集特大桥水中墩钻孔平台计算书

1工程概况

毛集特大桥水中墩分两个河段，两个河段钻孔平台设计均为贝雷梁型钻孔平台，根据钻孔灌注桩和承台尺寸，钻孔平台分为四种形式。其中149#-160#墩主墩中心距钢栈桥边线距离拟定为13.1米，195#-201#墩主墩中心线离栈桥边线距离为14.5米。一号钻孔平台：平台尺寸为21m×21m，适用于149#～153#墩施工（承台外形尺寸10.2m×4.8m）；二号钻孔平台：平台尺寸为21m×21m，适用于154#～160#墩施工（承台外形尺寸10.2m×5.6m）；三号钻孔平台：平台尺寸为24.4m×21m，适用于195#～200#墩施工（承台外形尺寸10.8m×8.4m）；四号钻孔平台：平台尺寸为24m×24m，适用于201#墩施工（承台外形尺寸12.3m×9m）。平台分为设作业支道区和平台作业区两部分，钻孔平台中间平台作业区部分待钻孔桩施工完毕后拆除，两侧作业支道作为承台、墩身施工起重设备及车辆作业支道，待该桥墩全部施工完毕后方可拆除。因四种形式平台结构形式基本一致，下面以一号钻孔平台为例检算平台结构受力。

一号钻孔平台尺寸为21m×21m，钢管桩基础为Φ529×8mm钢管，共计18根，桩长18m。钢管桩横梁为2I56c工字钢，工字钢上安放18片（6组）贝雷梁，两组贝雷梁中心距为2.25m和2.90m两种，贝雷梁上按0.375m间距横向布置I25a工字钢作为分配梁，分配梁上纵向满铺8mm钢板，φ48mm钢管作为桥面栏杆。钻孔平台结构见图1所示：

图1 149-153#墩钻孔平台结构图

2计算依据

（1）《毛集特大桥149～153号墩钻孔平台结构图》

（2）《公路桥涵设计通用规范》

（3）《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

（4）《桥涵》(下册)

（5）《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金等编著）人民交通出版社。

对Q235钢取[σ]=215MPa，[τ]=125MPa。

对贝雷梁结构的容许轴力取弦杆560kN，竖杆210kN，斜杆171.5kN。

3计算荷载

（1）结构自重由软件自动计算。

（2）恒载考虑1.2的分配系数，活载考虑1.4的分配系数。

（3）恒载：结构自重。

（4）活载：10m3混凝土罐车，80t旋挖钻机荷载（自重+施工荷载）及50t履带吊（自重+施工荷载30t），详见图2所示。

a.旋挖转机结构尺寸图

b.50t履带吊结构尺寸图

c.10m3混凝土罐车结构尺寸图

图2 设计荷载尺寸图

（5）流水压力

根据《公路桥涵设计通用规范》，作用在桥墩上的流水压力：

作用在桥墩上的流水压力：

g

KA

P

2

2

γν

=(kN)

K——形状系数，圆形取0.8；

γ——水的容重10kN/m3；

g——重力加速度9.81m/s2；

ν——平均水流速度2m/s；

A——阻水面积，取6.0m长度计算，则面积为3.18m2；

施工区域流水流速2m/s，代入公式则流水压力为：

g

KA

P

2

2

γν

=，求得P=4.68kN。

水流力作用在设计水位以下1/3水深处，即为水深2m 处。

（6）风荷载

按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.7条规定

wh d wh A W K K K F 310=

F wh ——横桥向风荷载标准值（kN ）；

K 0——设计风速重现期换算系数，取0.75；

W d ——基准风压，查附录A ，取寿县地区50年一遇，基本风压值0.35kpa 计算； K 3——地形、地理条件系数，根据规范表4.3.7-1，一般地区取1.0；

K 1——风载阻力系数， 单片贝雷桁架净面积：A n =1.25m 2 ，单跨栈桥上部结构贝雷桁架净面积：A n =1.25×7=8.75m 2 ，单跨栈桥上部结构横向分配梁I25迎风向净面积：A n =21/0.375×0.00535=0.30m 2，8mm 钢板迎风面积0.008×21=0.17m 2，单跨栈桥上部结构迎风向轮廓面积：A =21×1.75=36.75m 2，面积比：（8.75+0.30+0.17）/21=0.44，根据规范表4.3.7-4，取1.65。

A wh ——单跨栈桥上部结构横桥向迎风面积，21×1.75=36.75m 2。

单跨栈桥上部结构：

kN F wh 91.1575.3635.00.165.175.0=⨯⨯⨯⨯=

作用于栈桥梁部中心位置，简化为直接作用在钢管桩顶部，则每根钢管桩受到的风压力荷载为5.30kN 。

4结构检算

检算工况：现按结构最不利工况对149～153号墩钻孔平台进行结构受力检算。此工况下，1台履带吊在作业支道上吊装作业，1台旋挖钻在平台上进行钻孔施工，1台10m 3混凝土罐车在作业支道上进行混凝土浇筑施工。

4.1整体模型（以两跨连续梁进行检算模型）见图3所示。