钻孔平台受力计算.doc

钻孔施工平台受力计算及模型分析一、原始资料收集整理1、水文 ⑴、潮汐特性①、潮汐厦门岛海域的潮波受台湾海峡潮波系统控制，为谐振潮，潮汐类型属正规半日潮，桥区潮位特征值采用厦门海洋站（1907～1998）统计数据见表1-1 表1-1 厦门海洋站潮汐特征值 单位:米项 目潮汐特征值资料年限厦门基面56 黄海高程出现时间潮位高潮历年最高7.784.541933.10.201907-19987.694.451996.08.011954-1998多年年最高均值7.003.76低潮历年最低-0.06-3.301921.02.241907-19980.09-3.151983.01.301954-1998多年年最低均值0.27-2.97多年平均海面3.580.341954-1998潮差多年平均潮差4.011960-1998历年最大潮差6.921933.10.201907-19986.871996.08.011960-1998涨潮历年最大6.871996.08.01多年年最大均值6.281960-1990落潮历年最大6.341974.08.19多年年最大均值5.97②、台风暴潮据历史台风和台风暴潮统计，在1956～1998年的40余年间，影响厦门港的台风和热带风暴年平均可达5个左右，其中伴随台风产生50cm以上台风增水者有99次，年平均2.3次。

表1-2为厦门港各级台风增水出现频数，由表可见，厦门港台风增减水幅度在-1.50至2.00m之间，逐时最大台风增水为1.80m（8304号台风期间），高潮相对最大增水为1.43m（5903号台风期间），建国以来的最高台风暴潮水位4.45m表1-2 厦门各级增水频数 / 台 风增 水级(米)台风减水台风增水实 测最 高潮 位(米）最 大增 水极 值(米）高潮相对最大增水值(米)最大减水(米)资料年限≤-1.0-0.99~-0.50.5~0.991.0~1.491.5~1.99≥2.0频数177523107.691.801.43-1.31956~1998为了更好地了解和使用厦门台风增水资料，收集整理了1959～1998年逐年年极值台风增水系列，并按第一型极值分布律方法，计算了厦门港不同重现期的台风增水(表1-3)结果表明，本港重现期二十年一遇的台风增水为1.60m，五十年一遇的台风增水为1.85m，一百年一遇台风增水为2.04m表1-3 厦门港台风暴潮重现期重 现 期1000500300200100502010资料年限台风增水(米)2.652.462.342.222.041.851.601.411959～1998③、潮流高集海峡是东西潮流顶潮地带，开始涨潮时流向由西往东，涨潮后约1.5时左右东西两潮相遇于海堤附近，往后由于东边海域进潮量大于西边。

水流方向转为自东北向西南直到满朝为止退潮时由于东边排潮量较大，水流方向自西南向东北，退潮后约2小时左右，海峡潮流也在海堤附近向东西分流，海堤就建筑在东西两边的会流及分流所自然形成的沙脊淤积地带由于北通道桥区海域无实测流速资料 ，潮流情况根据《厦门航空港物流园区围填工程水动力环境数值模拟专题研究》的计算结果，见表1-4表1-4 计算海流平均流速与最大流速统计表点号涨 潮落 潮平 均最 大平 均最 大流速(m/s)流速(m/s)流向(°)流速(m/s)流速(m/s)流向(°)10.580.693600.640.6818220.850.973180.690.7513830.720.833670.540.6019240.770.903690.740.7918550.820.983770.770.8319560.540.643560.420.4617470.390.423610.370.4517780.160.30530.100.1823190.150.292360.180.2752100.350.462770.320.36103110.640.752920.620.68126120.700.852920.550.62107130.760.933070.720.78127140.881.043170.810.86135桥位处水流平缓，没有急流、旋涡和强大的紊流区。

航道主流纵向流速在0.4m/s以下，为往复流⑵、桥址水文设计值 ①、设计水位根据1954年至1998年（共45年）厦门海洋中心站含有台风增水影响的实测年极值高（低）潮位系列，按第一型极值分布律计算厦门海洋站不同重现期的高（低）水位，结果见表1-5表1-5 厦门海洋站不同重期高、低潮位置 单位：米项 目含有台风增水影响扣除台风增水影响资料年限高潮累计频率10%高水位3.221996.1～1998.12低潮累计频率90%低水位-2.35重现期水位20年一遇高水位4.184.001954～1998低水位-3.1450年一遇高水位4.344.12低水位-3.20100年一遇高水位4.464.21低水位-3.25300年一遇高水位4.66低水位-3.34高 程 基 面’56 黄 海 高 程桥位处设计水位H1/300=8.12m（56黄海高程为4.88m）②、最高最低通航水位按照《通航海轮桥梁通航标准》，跨海桥梁的设计最高通航水位采用当地历年最高潮位设计低水位采用低潮累计频率90%的潮位北通道通航净空标准水位按《通航海轮桥梁通航标准》的规定选取 设计高水位 4.54m （56黄海高程，下同） 设计低水位 -2.35m③、波浪桥区位于厦门岛西北海域，本工程地点风区长度F均小于20km，根据交通部规定的《海港水文规范》规定，波浪计算方法采用小风区方法计算，风向长度量自海图5619号，1：50000，见表1-6。

表1-6 波浪计算结果表50年一遇方向H1%H4%TmNE2.882.465.0NNE1.981.704.2ENE3.102.655.2100年一遇NE3.122.675.2NNE2.151.844.3ENE3.402.915.4⑶、桥墩冲刷计算，见表1-7表1-7 桥墩冲刷计算墩号1~2526~3536~4849~5859~7378~8374757677原床面高程-2.10-4.10-4.38-3.90-2.50-9.95-14.99-12.95-4.17一般冲刷后高程-2.42-4.56-4.86-4.34-2.85-10.82-16.21-14.03-4.63局部冲刷后高程-6.06-7.92-8.31-8.05-6.37-11.57-16.90-14.73-7.72冲止土层淤泥淤泥淤泥淤泥淤泥砂质亚粘土砂质亚粘土砂质亚粘土淤泥2、通航要求与航道条件⑴、设计通航水位设计最高通航水位依据桥区附近长期验潮站资料，按“通航海轮桥梁通航标准”规定采用表1-8 设计通航水位设计最高通航水位设计最低通航水位厦门基面56黄海高程基准厦门基面56黄海高程基准7.784.540.167-2.873⑵、代表船型考虑桥区的航道条件、船舶运输现状和规划，采用100DWT杂货船作为通航代表船型。

表1-9 通航代表船型尺度表船舶类型载重吨(t)总长(m)型宽(m)满载吃水(m)空载水线以上高度(m)杂货船100295.31.55.5⑶、通航孔布置及通航净空尺度通航孔布置依据水道断面现状、预测通航密度、通航要求及桥梁结构布跨特点进行布设通航孔仍布设在现有高崎航道处，航道距高崎岸侧约200m，桥位处平均水深5m双向通航净宽70m；双孔单向通航净宽36.6m净高不小于7.5m控制⑷、航道条件①、通航条件目前除靠近高崎侧航道附近还留有宽约170m的水道外，其余海床标高均在0m线以上高集海堤在高崎侧航道处设有一个通航桥孔，高11.7m，长24.1m，宽13.3m，水深约3m与高集海堤平行的既有厦门大桥位于高集海堤东侧，主桥桥轴中心至海堤公路边缘距离，集美岸为155m，高崎岸为230m主桥为46孔45m等跨等截面预应力混凝土连续箱梁，全长2070m.通航孔净高约14.5m，4个可通航桥孔可通航水深3.9-5m桥墩中心距离45m，墩宽6.4m，通航桥孔净宽38.6m高崎侧航道呈东北-西南走向穿过拟建公铁两用桥推荐桥位，连接高集海堤东侧的东咀湾与西侧的马銮湾，航线在桥区上下游基本顺直航道距高崎岸侧约200m，桥位处平均水深5m，目前只有100t级左右的挖砂船行驶。

航道未进行过治理工程，从海床演变趋势看，淤积比较严重②、水流条件桥位处水流平缓，没有急流、旋涡和强大紊流区航道主流纵向流速在0.40m/s以下，为往复流，对船舶航行影响不大，桥区航道水流条件是比较好的今后集美海堤打开后对桥区航道稳定、水流流态产生的影响，应进行模型试验予以论证二、平台受力计算1、编制依据⑾、《福厦铁路厦门公铁大桥公路桥工程勘察设计初步设计》文件⑿、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）⒀、《桥涵设计规范》（合订本）⒁、《钢结构设计手册》⒂、《公路工程技术标准》JTG B01-2003⑹、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-20042、平台设计⑴、根据设计要求选用KTY4000型钻机，钻机工作荷载包括钻机自重、配重、钻杆重量、空压机重、泥浆池重，考虑1.1的冲击系数⑵、50t吊车需上钻孔工作平台下放钢筋笼，考虑30t的吊重，总重量为80t⑶、除钻机荷载和吊车荷载外，平台其它部位按一般人行荷载和机具荷载计算⑷、平台设计时考虑钢管桩的净距满足钢围堰下沉的要求①、设计基本资料钻孔平台顶标高与栈桥平齐，定为+7.4m资料：设计高水位。