廣賀北江橋鋼管樁水上平臺(tái)計(jì)算

1、鋼管樁水上平臺(tái)施工方案及計(jì)算書(shū)（31墩、32墩、33#墩）根據(jù)我合同段實(shí)際情況，本著便于施工和有利于施工的原則，對(duì)水中樁基施工采用鋼管支架平臺(tái)形式，采用貝雷桁架作縱梁，36號(hào)工字鋼（a）作橫梁組合方式。按水流方向，鉆機(jī)在平臺(tái)采取直置形式布置，有利于鉆機(jī)移動(dòng)和平臺(tái)穩(wěn)定性較好，防船碰撞能力較強(qiáng)。一、鋼管樁平臺(tái)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)荷載設(shè)計(jì)荷載包括平臺(tái)自重（縱、橫梁、臺(tái)面）、鉆機(jī)和輔助施工機(jī)械重力，如泥漿系統(tǒng)的儲(chǔ)漿桶和其它施工荷載。并考慮1.2的附加系數(shù)作為水流沖擊力和風(fēng)力的影響，平臺(tái)的設(shè)計(jì)總荷載為1.2q（q為總荷載）。驗(yàn)算傾覆時(shí)，傾覆系數(shù)不小于1.3。2、鋼管樁構(gòu)造鋼管樁直徑為0.8米，用8毫米厚的鋼板在

2、工廠加工而成，再用船運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。鋼管樁接頭可用電焊連接。3、鋼管樁沉入深度鋼管樁采用29噸的振動(dòng)錘擊力打入，達(dá)到最后的停錘標(biāo)準(zhǔn)（一般連續(xù)錘擊10次20次，樁頂標(biāo)高無(wú)明顯變化）即可，根據(jù)實(shí)際施工地點(diǎn)地質(zhì)情況，鋼管樁入土深度一般為810米。4、平臺(tái)縱、橫梁設(shè)計(jì)按一般的材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的原理進(jìn)行，設(shè)計(jì)要點(diǎn)：、桁架梁上荷載應(yīng)布置在桁架節(jié)點(diǎn)上，若需布設(shè)集中荷載于非節(jié)點(diǎn)上時(shí)，其桿件應(yīng)加強(qiáng)；、縱、橫梁與鋼管樁頭之間，縱梁與橫梁之間必須用抱箍（25鋼筋）定位；、在鋼管樁頭之間除用6米的工字鋼橫梁連接外，在每一個(gè)樁頭上再并一根長(zhǎng)1.2米的工字鋼以使鋼管樁更好受力；、當(dāng)平臺(tái)距水面較高和流速較大時(shí)，鋼管樁除在墩

3、頂設(shè)橫梁外，要求在水流方向用20槽鋼焊接成剪刀撐，形成框架體系以保證穩(wěn)定和施工安全。、泥漿柜應(yīng)盡量靠近鋼管樁附近擱置，以減少縱、橫梁的變形。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、鋼管樁計(jì)算、鋼管樁實(shí)際承載： p實(shí) = 1.2q / n =1.2（ q1 + q2 + q3 +q4）/n = 1.2（1.332 + 30 + 18 + 10）/10 = 11.952 噸 30 噸 （滿足施工受力要求） ：鉆機(jī)沖擊荷載 q1：兩臺(tái)鉆機(jī)自重（帶沖擊錘），共32噸 q2：平臺(tái)上所有工字鋼重量（含移鉆機(jī)軌道），30噸 q3：平臺(tái)上貝雷梁重量，共18噸（按300公斤計(jì)算，含銷子，共60片） q4：兩套輔助施工設(shè)備重量，共10噸

4、（每套按5噸計(jì)算）、鋼管樁（用沙或混凝土填實(shí)）的容許承載力按下列公式計(jì)算：p = fr/klp = 0.8ht=0.812=9.6 mlp/d=12 12時(shí)，=1.0 p =fr/k=1.00.0199235106/2.5 =1870.6 kn 300 kn （滿足施工受力要求）注：p：樁的容許承載力，knf：鋼管截面的計(jì)算面積：縱向去曲折減系數(shù)lp：樁的計(jì)算長(zhǎng)度ht：樁出土長(zhǎng)度d：鋼管樁外徑k：安全系數(shù)，取2.5r：鋼的屈服強(qiáng)度,取235 mpa、鋼管樁的抗彎能力（按副航道通航船泊的撞擊力計(jì)算） 、順橋向抗彎能力計(jì)算(順橋向樁間距為4米，橫橋向樁間距為9米，共有10根樁，按四根樁受力計(jì)算，撞

5、擊力取175kn計(jì)算) m = （q/n）lp = （175/4）9.6 = 420 knm w = 0.0982（d4-d4）/d = 0.0982(0.84-0.7844)/0.8 = 0.0039 m3 = m / w = 420 / 0.0039 = 107692.3 kn/ m2 = 107.7 mpa 145 mpa （滿足施工受力要求） 、橫橋向計(jì)算（順橋向樁間距為4米，橫橋向樁間距為9米，共有10根樁，按八根樁受力計(jì)算，撞擊力取400kn計(jì)算） m = （q/n）lp = （400/8）9.6 = 480 knm w = 0.0982（d4-d4）/d = 0.0982(0.8

6、4-0.7844)/0.8 = 0.0039 m3 = m / w = 480 / 0.0039 = 123076.9 kn/ m2 = 123.1 mpa 145 mpa 故滿足施工受力要求。、貝雷桁架的抗彎、抗剪能力計(jì)算由于貝雷桁架采用雙排單層不加強(qiáng)的組合方式，查表可得，雙排單層不加強(qiáng)貝雷桁架的按掛車-80（汽-20）驗(yàn)算，其最大跨徑可達(dá)18米（24米），而在水上平臺(tái)，計(jì)算跨徑最大僅為12米，而施工荷載在計(jì)算跨徑內(nèi)只可能有一臺(tái)鉆機(jī)（加上輔助機(jī)械設(shè)施及沖擊荷載）不足20噸，故遠(yuǎn)滿足施工受力要求。3、橫梁計(jì)算、橫梁強(qiáng)度計(jì)算（計(jì)算橫梁最大彎矩，近似取靜載的跨中彎矩與集中荷載產(chǎn)生的最大彎矩進(jìn)行疊加

7、，計(jì)算結(jié)果偏于安全），鉆機(jī)自重16噸（帶沖擊錘），加上其它附屬施工設(shè)施（5噸計(jì)）及沖擊系數(shù)（1.3），在鉆機(jī)下按施工布置，有五根橫梁，結(jié)合實(shí)際情況考慮，按4根均勻受力計(jì)算，具體如下： p = 1.3（160+50）/8 = 34.1 knrb =（ p1.6+p3.6）/10= 17.7 kn ra =2p-rb = 50.5 kn m = ql2/8 +（ ra3.6-p2） = 0.60037102/8 +（ 50.53.6-34.12） = 121.1 knm = m / w = 121.1 / 0.000875 = 138400 kn/ m2 = 138.4 mpa 145 mpa （

8、故滿足施工受力要求）、橫梁剛度計(jì)算 根據(jù)上圖示，由下列公式計(jì)算 f1 = 5ql4/(384ei) = 50.60037103104/(3842.110111580010(-8) = 0.0024 m f2 = pc(2 c +a）l2-4c2l+ 2c3-ac2-a3/(6eil) = 34.11036.4(26.4+1.6)102-46.4210+26.43-1.66.42-1.63/(62.110111580010(-8)10) = 0.0281 mf = f1 + f2 =0.031 f/l= 0.031/10=1/323 f/l=1/250故滿足施工受力要求，改選36號(hào)工字鋼(a)三

9、、施工平臺(tái)穩(wěn)定性計(jì)算（按不利情況只放置一臺(tái)鉆機(jī)計(jì)算及副航道通航船舶撞擊力計(jì)算）1、順橋向（撞擊力取175kn計(jì)算） k = m穩(wěn)/m撞 = g總b/2 /（ q撞 h） = （q1+q2+q3+q4）5/（1751.5） = （160+300+180+50）5/（1751.5） = 13.1 k=1.32、橫橋向 （撞擊力取400kn計(jì)算） k = m穩(wěn)/m撞= g總l/2 /（ q撞 h） = （160+300+180+50）19.5/（4001.5） = 25.43 k=1.3q1：一臺(tái)鉆機(jī)自重（帶沖擊錘），共16噸 q2：平臺(tái)上所有工字鋼重量（含移鉆機(jī)軌道），30噸 q3：平臺(tái)上貝雷梁重

10、量，共18噸（按300公斤計(jì)算，含銷子，共60片） q4：一套輔助施工設(shè)備重量，按5噸計(jì)算 g總：平臺(tái)總重量 b/2：平臺(tái)順橋向側(cè)翻，重心到側(cè)翻中心線為5米 l/2：平臺(tái)橫橋向側(cè)翻，重心到側(cè)翻中心線為19.5米 h： 平臺(tái)高度，按桁架高度1.5米計(jì)算3、滑移失穩(wěn)計(jì)算（：鋼和鋼的摩擦系數(shù)，取=0.16）n = （q1+q2+q3+q4） = 0.16 （160+300+180+50） = 110.4 kn 175 kn 以上計(jì)算結(jié)果表明，貝雷梁被船撞擊后容易發(fā)生滑移失穩(wěn)，而傾覆側(cè)翻的可能性不大，為保證施工安全，必須加強(qiáng)貝雷梁和樁頂橫梁的連接。 四、鋼管樁平臺(tái)施工 1、鋼管樁施工 、鋼管樁的定位：

11、首先測(cè)定樁位，當(dāng)定位船拋錨定位后，先選用支架平臺(tái)中的拐角點(diǎn)的一根鋼管樁作定位樁，先行振入，然后依次振入其它三根拐角點(diǎn)上的鋼管樁，最后以這四根樁作為其它鋼管樁定位依據(jù)。 、鋼管樁處理：因?yàn)殇摴軜侗诤駜H8mm,根據(jù)受力要求，在鋼管樁頂50公分范圍內(nèi)澆30號(hào)混凝土搗實(shí)。2、鋼管樁施工技術(shù)要求：、鋼管樁傾斜率： 1、鋼管樁平面位置偏差： 300mm 、平臺(tái)必須平整，各聯(lián)結(jié)處要牢固，并定期測(cè)量鋼管樁周圍河床面標(biāo)高，沖刷是否超過(guò)允許程度，根據(jù)施工需要可在鋼管樁周圍拋沙袋。、嚴(yán)禁船只碰撞施工平臺(tái)，夜間開(kāi)啟首尾示警燈，設(shè)置救生圈以保證施工人員安全。、所有的鋼管樁要求必須做灌砂處理,留50公分高度澆混凝土(c30)。3、