威海主墩平台计算书三(两台大钻机)新改.doc

威海市环海公路长会口大桥工程主墩平台设计计算书编制： 复核：审核：路桥集团国际建设股份有限公司威海市长会口大桥项目部二 OO 六年五月1一、设计条件水文条件、地质特征及设计参数详见主墩平台设计与施工方案二、基本数据Eg=206×109N/m2 [σ]=145MpaWφ80（10）=3676.45cm 3 三、结构计算条件㈠荷载种类⑴平台结构自重⑵施工荷载为 2 台 JZP-300 钻机（平面尺寸：长 7.3m，宽 4.0m）每一台自重按照 78t（主机重 32 吨，钻杆重 16 吨，配重 30 吨）,冲击系数按照 1.3 考虑，因此按照 101t 计⑶施工荷载 2：履带吊自重 50t＋吊重 20t⑷施工荷载 3：混凝土运输车自重 10t＋8m 3混凝土自重 20t⑸施工荷载 4：龙门吊自重 45t＋吊重 25t㈡工况及荷载组合⑴工况一：护筒打设阶段荷载组合：⑴+⑶ ⑵工况二：2 台钻机同时钻孔的施工阶段荷载组合：⑴+⑵⑶工况三：1 根桩基下钢筋笼，1 台钻机就位，其余 1 台钻机实施钻孔作业的施工阶段荷载组合：⑴＋⑵＋⑷四、工况计算（一）桥面系 I14 工字钢计算（1）履带吊履带横桥向布置并且一条履带压在 2 根 I14 工字钢上，受力模式如下：2I14 工字钢工况一得到最大弯距为：Mmax=7.617KN·m 选用 I14 工字钢 W=102cm3δmax=M max/W=7617.2×104/1.02=74.68MPa[σ]=145Mpa此种工况存在于顺桥向靠近栈桥一侧，I32a 工字钢跨径为 4.4m的平台处。

因此，在实际施工时，在靠近护筒的位置加密一根 I32a 工字钢以满足施工要求5）履带吊吊 20t 重物时，履带横桥向布置并且当一条履带压在 5根工字钢上时，受力模式如下：则 I32a 所受最不利荷载为 119271KN10I32a 工字钢工况五（履带吊吊重）Mmax=65.29KN·m，需选用 I32a 工字钢 δmax=M max/W=65294/692=94.3MPa <[σ]=145MpaQ·S/I·d=126574/（27.5×10 -2×9.5×10-3）max=48.5MPa<[σ]=85Mpa（三）贝雷片的计算按最不利荷载位置计算贝雷片受力，当钻机顺桥向布置时，受力模式如下图所示11贝雷片工况（钻机）得到最大弯距为：Mmax=331.875KN·m <[M]=788 KN·m得到最大剪力为：Qmax=131.25KN<[Q]=245.2KN当混凝土罐车横桥向布置，后轮位于跨中位置时，贝雷梁（4 片）受力模式如下所示12贝雷片工况（罐车）得到最大弯距为：Mmax=1120.1/4＝280KN·m <[M]=788 KN·m得到最大剪力为：Qmax=335/4＝83.75KN<[Q]=245.2KN当履带吊顺桥向布置在跨径 9.0m 的贝雷梁跨中时，贝雷梁（4片）受力模式如下所示。

13贝雷片工况（履带吊）得到最大弯距为：Mmax=1208/4＝302KN·m <[M]=788 KN·m得到最大剪力为：Qmax=373/4＝93.25KN<[Q]=245.2KN(四)2I36 工字钢受力计算当钻机正在进行施工，混凝土罐车顺桥向通过时，此时 2I36 工字钢为最不利受力荷载布置形式如下图所示上部构造恒载：钢板 （9×5.6+5.6×6）×78.5/2＝3297kgI14 工字钢 （6.04×12+3.41×12+4.1×4+1.45×12）×16.89/2＝1243 kgI32a 工字钢 （5.6×5+1.45×2+5×5.6）×52.717/2＝1552.5kg14贝雷梁 （14×270）/2＝1890kg恒载合计：（3297+1243+1552.5+1890）×10＝79825N上部活载所传递荷载为：钻机：自重按照 78t（主机重 32 吨，钻杆重 16 吨，配重 30 吨）,冲击系数按照 1.3 考虑，因此按照 101t 计按钻机布置在护筒处，此时传递到计算 2I36 工字钢的力为 389280N混凝土罐车：混凝土罐车自重 10t，装满 8m3混凝土（20t） 共重 30t。

传递到计算 2I36 工字钢的力为 150000N2I36 工字钢工况Mmax=91.75KN·m，需选用 I36a 工字钢 W=875×10 -6m3δmax=M max/W=91752/（875×2）=52.4MPa <[σ]=145MpaQ·S/I·d=289596/（30.7×10 -2×10×10-3×2）max15=47.2MPa<[σ]=85Mpa (五)钢管桩受力计算（1） 、50T 履带吊吊着 20T 的护筒就位时，并且履带吊一条履带正压着一根钢管，此时钢管受力较大得到活载产生的最大支点反力 R=35t，平台自重产生的力为 19t得到支点最大反力为 Rmax=54t2） 、一台钻机在工作时，同时相邻的孔位没有钻机工作时，受力模式为下图：图 5.1得到活载产生的最大支点反力 R=26.7t，平台自重产生的力为15.78t，得到支点最大反力为 Rmax=42.48tⅠ）钢管入土深度计算钢管桩底标高的确定16本桥位处河床平均标高为-6.4m，由于地表层存在不稳定的淤泥，厚度为 5.2～5.7m，易冲刷，淤泥面在潮水的冲刷作用下处于动态变化中，故在计算钢管桩入土深度时，应从淤泥底标高往下计算。

1）钢管桩入土深度计算根据《港口基桩工程规范》4.2.4 式对钢管桩入土深度进行计算Qd=（U∑q f i L i+ q r A）/γR 4.2.4 式根据设计要求则有：Qmax ≤Qd=（U∑q f i L i+ q r A）/γ R其中有：Qd——单桩极限承载力设计值（kN） ；γ R——单桩承载力分布系数；（γ R取 2）U——桩身截面周长（m） ；q f i——单桩第 i 层土的极限侧摩阻力标准值（kPa） ；L i——桩身穿过第 i 层土的桩长（m） ；q r——单桩极限桩端阻力标准值（kPa） ；A——桩身截面面积（m 2） ；本设计单桩极限承载力按摩擦桩计算，不考虑桩底承载力，及可认为上面公式中 q r A 为零故公式变为：Qmax ≤Qd=（U∑q f i l i）/γR初步估算，要满足承载力要求，钢桩须进入碎石层，可假设钢管桩进入碎石层深度为 L，则有：对于 21#桩如采用直径 800mm 的桩：Qd=（U∑q f i l i）/γR≥54t×1.2（安全系数）=2.512×[(3.6×2.5)+ (4×10)+18×L)] /2≥65t解以上不等式可得：L≥0.15m，及钢管桩底标高应为：H=-17.26-0.15=-17.41m 对于 22#桩：17Qd=（U∑q f i l i）/γR≥54t×1.2（安全系数）=2.512×[(1.7×2.5)+ (5.6×7)+16×L)] /2≥65t解以上不等式可得：L≥0.52m，及钢管桩底标高应为：H=-19.60-0.52=-20.12m 1821#主 墩 地 质 柱 状 图20.455.08.152.054.03.605.20层 厚土 层 名 称 及 特 性标 高 /累 计 厚 度柱 状 图土 层序 号⑦⑥⑤④③②①弱 风 化 黑 云 碱 长 片 麻 岩 ： 灰 白 色 杂 黑 色 、 肉 红 色 ， 片 麻 状 构 造 ， 鳞 片粒 状 变 晶 结 构 ， 由 钾 长 石 、 石 英 、 少 量 斜 长 石 及黑 云 母 组 成 ， 晶 体 粒 径 2-6毫 米 ， 局 部 偶 见 大 块 石英 晶 体 ， 呈 岩 脉 状 。

桩 底 标 高 ：-39.50m弱 风 化 -微 风 化 黑 云 碱 长 片 麻 岩 ： 肉 红 色 杂 灰 黑 色 、 灰 白 色 ， 片 麻 状 构 造 ， 鳞片 粒 状 变 晶 结 构 ， 由 钾 长 石 、 石 英 、 灰 黄 色 ， 密实 ， 分 选 性 差 ， 泥 砂 质 充 填 ， 碎 石 成 分 以 石 英 为主 ， 少 量 为 强 -全 风 化 花 岗 片 麻 岩 ， 次 棱 角 状 ，径 20-6毫 米 强 风 化 黑 云 碱 长 片 麻 岩 ： 灰 色 ， 灰 黄 色 ， 灰 黑 色 等 色 相 杂 ， 片 麻 状 构造 ， 鳞 片 粒 状 变 晶 结 构 ， 岩 芯 呈 碎 石 状 ， 裂 隙 发育 ， 倾 角 约 40-5度 ， 锤 击 易 沿 裂 隙 面 开 裂 ， 裂 隙面 呈 锈 黄 色 ， 无 充 填 物 ， 局 部 岩 芯 受 力 易 碎 ， 呈砾 砂 状 碎 石 ： 灰 黄 色 ， 密 实 ， 分 选 性 差 ， 泥 砂 质 充 填 ， 碎石 成 分 以 石 英 为 主 ， 少 量 为 强 -全 风 化 花 岗 片 麻 岩， 次 棱 角 状 ， 径 20-6毫 米 。

砾 砂 ： 灰 黄 色 ， 饱 和 ， 密 实 ， 分 选 性 差 ， 10.45米 以上 为 细 砂 ， 局 部 为 中 性 砂 ， 含 小 砾 石 ， 直 径 -毫 米 ， 偶 见 卵 石 ， 直 径 20-4毫 米 亚 粘 土 ： 青 灰 色 ， 流 塑 ， 土 质 不 均 匀 ， 含 细 砂 及 螺 壳碎 片 ， 局 部 8.40-7米 为 黄 灰 色 粉 砂 ， 粘 砂 含 量较 高 淤 泥 质 亚 粘 土 ： 青 灰 色 ， 流 塑 ， 土 质 较 均 匀 ， 局 部 夹 薄 层 粉砂 ， 含 少 量 云 母 碎 片 9.6/520-13.26/80-17.26/80-19.3/485-27.46/30-32.51/805●●●●●●○○○■■■z■■■○○○○●●●●●-40.6/340-34.70/281-25.60/19-21.30/4796-14.0/74235土 层序 号桩 底 标 高 ：-54.0m柱 状 图 标 高 /累 计 厚 度①②③④⑤⑥⑦⑧土 层 名 称 及 特 性淤 泥 质 亚 粘 土 ： 土 质 较 均 匀 ， 夹 薄 层 细 砂 ， 局 部 为 淤 泥 质 亚粘 土 ， 混 粉 砂 ， 含 贝 壳 碎 石 。

亚 粘 土 ： 土 质 较 均 匀 ， 局 部 见 贝 壳 碎 片 中 砂 ： 中 密 -密 实 ， 分 选 性 一 般 ， 含 少 量 韵 云 母 碎片 13.0米 以 下 含 角 砾 及 碎 石 碎 石 ： 泥 砂 质 充 填 ， 以 石 英 为 主 ， 多 为 次 棱 角 状 强 风 化 黑 云 二 长 片 麻 岩 ： 片 麻 状 构 造 ， 鳞 片 粒 状 变 晶 结 构 ， 岩 芯 碎 石状 ， 手 掰 易 碎 ， 裂 隙 发 育 ， 受 力 易 沿 裂 隙 面 开 裂 弱 风 化 -强 风 化 黑 云 二 长 片 麻 岩 ： 片 麻 状 构 造 ， 鳞 片 粒 状 变 晶 结 构 ， 岩 芯 碎 短柱 状 、 碎 石 状 ， 不 易 用 手 掰 碎 ， 裂 隙 发 育 ， 受 力易 沿 裂 隙 面 开 裂 强 风 化 黑 云 二 长 片 麻 岩 ： 片 麻 状 构 造 ， 鳞 片 粒 状 变 晶 结 构 ， 岩 芯 呈 碎石 状 ， 裂 隙 发 育 ， 手 掰 易 碎 ， 局 部 较 破 碎 ， 岩 芯呈 岩 粉 状 弱 风 化 黑 云 二 长 片 麻 岩 ： 片 麻 状 构 造 ， 鳞 片 粒 状 变 晶 结 构 。

岩 芯 表 面片 麻 理 发 育 ， 呈 碎 石 状 、 短 柱 状 ， 易 碎 ， 裂 隙 较发 育 ， 岩 芯 受 力 易 沿 裂 隙 面 开 裂 层 厚5.701.705.601.704.309.105.9027.502#主 墩 地 质 柱 状 图。