泉州晉江大橋主塔施工塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書(shū)(共15頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上泉州晉江大橋主塔施工塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書(shū)計(jì) 算：復(fù) 核：項(xiàng)目負(fù)責(zé)：總工程師:中鐵大橋局集團(tuán)二公司工程技術(shù)部二五年五月專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)一、荷載計(jì)算1、塔吊自身荷載：根據(jù)中升公司提供已知條件可計(jì)算出基底所承受的荷載：塔吊最大自由高度45m時(shí)，垂直力：N=110T； 水平力：Q=5T；彎矩：M=200T·m；扭矩：T=40T·m；塔吊最大起升高度140m時(shí)，垂直力：N=170T； 水平力：Q=5T；彎矩：M=200T·m；扭矩：T=40T·m；2、塔吊基礎(chǔ)連接件自重荷載：G4.5T3、風(fēng)荷載對(duì)樁產(chǎn)生荷載：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)

2、范JTG D60-2004第4.3.7條)： Fwhk0k1k3WdAwhWd=, W0=, Vd=k2k5V10=0.e-0.0001Z式中 Fwh-橫橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；W0-為基本風(fēng)壓(kN/m2),當(dāng)有可靠風(fēng)速記錄時(shí),按W0V2計(jì)算，此處V為設(shè)計(jì)風(fēng)速（m/s）；該橋考慮5級(jí)風(fēng)，風(fēng)速為：8.010.7m/s，W0V2=×10.72=71.56 kN/m2 Wd-設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓(kN/m2) ； Awh-橫向迎風(fēng)面積(m2)，按橋跨結(jié)構(gòu)各部分的實(shí)際尺寸計(jì)算； V10-橋梁所在地區(qū)的設(shè)計(jì)基本風(fēng)速(m/s)，系按平坦空曠地面，離地面10m高，重現(xiàn)期為100年10min平均最大風(fēng)速

3、計(jì)算確定，該橋橋墩部分考慮5級(jí)風(fēng)，風(fēng)速8.010.7m/s； Vd-高度Z處的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速(m/s)； Z-距地面或水面的高度（m）； -空氣重力密度（kN/m3）； k0-設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù),對(duì)于單孔跨徑指標(biāo)為特大橋和大橋的橋梁，k0=1.0，對(duì)其他橋梁，k0=0.9；對(duì)于施工架設(shè)期橋梁k0=0.75；當(dāng)橋梁位于臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況適度提高k0值； k3-地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，按表4.3.7-1取用，本橋取1.00； k5-陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，對(duì)A、B類(lèi)地表k5=1.38，對(duì)C、D雷地表k5=1.70。A、B、C、D地表類(lèi)別對(duì)應(yīng)的地表狀況見(jiàn)表4.3.7-2，本橋?qū)儆贏類(lèi)地形，k5取1.

4、38； k2-考慮地面粗糙度類(lèi)別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)，可按表4.3.7-3取用；位于山間盆地、谷地或峽谷、山口等特殊場(chǎng)合的橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)k2按B類(lèi)地表類(lèi)別取值。本橋?qū)儆贏類(lèi)地形，k2取1.08； k1-風(fēng)載阻力系數(shù)，見(jiàn)表4.3.7-44.3.7-6，本橋取0.5； g-重力加速度，g=9.81m/s2。Vd=k2k5V10=1.08×1.38×10.7=16.0，=0.e-0.0001Z=0.×e-0.0001×2.7=0.012 kN/m3Wd=9.8×10-3kN/m2,W0=6.53×10-3k

5、N/m2, Fwhk0k1k3WdAwh=1.0×0.5×1.0×9.8×10-3×2.7×1.2=0.016 kN即樁身部分的風(fēng)力：其對(duì)樁頂力臂(2.4+0.5)/2=1.45m。風(fēng)荷載相對(duì)比較小，則忽略不計(jì)。4、流水壓力(根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004第4.3.8條)： 作用在橋墩上的流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算: Fw=K·A··v2/2g 式中 Fw流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN); -水的重力密度(kN/m2); V-設(shè)計(jì)流速(m/s), 該橋v=1.35m/s; A-橋墩阻水面積(m2)

6、,計(jì)算至一般沖刷線處,此橋的為1.2×(12-5.82)=7.42 m2; g-重力加速度,g=9.81m/s2; K-橋墩形狀系數(shù),見(jiàn)表4.3.8。 Fw=K·A··v2/2g =0.8×7.42×10×1.352/19.62 =5.52kN流水壓力合力的著力點(diǎn),假定在設(shè)計(jì)水位線以下0.3倍水深處,即為0.3×(11.4-2.9)=2.55m。流水壓力也可以忽略不計(jì)。一、樁的計(jì)算：1、單樁反力計(jì)算(根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范P25)Ni±n4根打入樁的直徑為D=1.2m，內(nèi)徑d=1.18m,U外=D3.77m

7、,U內(nèi)=d=3.71m ；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件：河床面以下3.7m淤泥層，4.8m亞粘土層，由于亞粘土層下面是花崗巖層，打入樁無(wú)法打入，故打入樁入土長(zhǎng)度為：3.7+4.88.5m。單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk（根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范P31）: Quk=Qsk+Qpk=uqsikli+pskAp 式中 u-樁身周長(zhǎng)； qsik-用靜力觸探比貫入阻力值估算的樁周第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值； li-樁穿越第i層土的厚度； -樁端阻力修正系數(shù)； psk-樁端附近的靜力觸探比貫入阻力標(biāo)準(zhǔn)值； Ap-樁端面積； Ap=0.038m2 根據(jù)福建省泉州橋的地質(zhì)資料得樁側(cè)土極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik： 3.7m淤泥層

8、：qsik12kPa； 4.8m亞粘土：qsik70kPa；Quk=3.77×12×3.7+70×4.81434kN143.4T（未考慮樁內(nèi)摩阻） 樁的抗拔力: Vk=iqiskUiLi （根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范P45）=×1.2×0.7×(12×3.7+70×4.8)=1004kN100.4T 塔吊最大自由高度45m時(shí)，N110T，則此時(shí)：鋼管樁抵抗水平力Q所產(chǎn)生的垂直荷載：N1104.5+3.2117.7TM=200T·m；樁基中各單樁受力驗(yàn)算： 對(duì)角方向： （上拔力） 塔吊最大起升高度為140m時(shí)，N

9、170T，則此時(shí)：N1704.5+3.2177.7TM=200T·m；樁基中各單樁受力驗(yàn)算： 對(duì)角方向： 綜上1、2，單樁最大承載壓力為；受最大上拔力為。均滿足要求。由于水平力Q=5T，則與豎向力的合力與鉛垂線的夾角tg=0.0455, =2.60<50,故可不用驗(yàn)算單樁橫向承載力。 2、樁頂縱向水平位移驗(yàn)算(根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范P260)局部沖刷的計(jì)算(根據(jù)橋渡設(shè)計(jì)教材P125)： 設(shè)計(jì)流速：Vp1.35m/s。 橋下一般沖刷后的最大水深：hp=1.2×4.855.82m 2.53>2.5，故hb=0.83KtBt0.6IL1.25v hb=0.83×

10、;1.0×2.30.6×1.241.25×1.352.42m 則局部沖刷標(biāo)高：-2.4-2.42-4.82m。計(jì)算樁頂上外力Pi,Qi,Mi及最大沖刷線處樁上外力P0,Q0,M0 Pi1700kN Qi50kN Mi2000kN換算到最大沖刷線處：P01700kNQ050+0.016+5.5255.54kNM02000+0.016×(4.82+0.5)+5.52×(4.82-2.2-2.79)1998kN 樁在最大沖刷線處水平位移和轉(zhuǎn)角x0和0 =0.7538,E=2.1×108kN/m2，I5.4×10-3m4x0=Ax+

11、Bx=×1.27+×0.551.85mm<10mm（符合規(guī)范要求）。0=A+B=-1.45×10-3rad樁頂縱向水平位移： x1=1.93+1.45×10-3×7.12×10312.25mm 水平位移容許值：0.52.74cm=27.4mm 符合要求。 3、單樁整體穩(wěn)定性由于鋼管樁單樁樁頂最大荷載為，鋼管樁的受壓穩(wěn)定性計(jì)算按照軸心受壓桿件計(jì)算。按下式驗(yàn)算： 式中：N軸心壓力 穩(wěn)定系數(shù)抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比限值，此處按照橋鋼規(guī)定取150代入數(shù)據(jù)： 查表得則二、樁頂分配梁的計(jì)算： 塔吊基礎(chǔ)連接布置圖塔吊底座產(chǎn)生的彎距為 吊

12、臂垂直（平行）分配梁工作： （一邊梁受壓，一邊受拉）吊臂延對(duì)角線方向工作：（一端受壓，一邊端拉）1、分配梁G2的受力計(jì)算：G2采用2I56a的型鋼,下面對(duì)G2進(jìn)行承載力驗(yàn)算：型鋼的橫截面對(duì)中性軸的慣性矩:As=2×1353827076 mm2Ix=×2=mm4 Wz=÷280=mm3 考慮塔吊對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生最不利荷載組合：當(dāng)塔吊起升高度140m時(shí)，總重：170T 彎距：200T.m 扭矩：40T.m工況1：當(dāng)塔臂以垂直G2梁工作產(chǎn)生彎距時(shí)，G2所受的力如下圖所示： （支端反力）G2所受的力如下圖所示： （受拉）工況2：當(dāng)塔臂平行G2梁工作產(chǎn)生彎距時(shí)，G2所受的力如下圖

13、所示： （支端反力） （支端反力）G2所受的力與G2受力一致，即： （支端反力） （支端反力）工況3：當(dāng)塔臂以角線方向工作產(chǎn)生彎距時(shí)，G2一端受拉， 一端受壓。 則G2受力圖如下： （支端反力） （受拉）受力圖如下： （支端反力） （支端反力）綜上對(duì)三個(gè)工況分析G2受最大彎距和最大剪力分別為： （支端反力）均滿足受力要求. 2、分配梁G1的受力計(jì)算：G1采用I56a的型鋼,下面對(duì)G1進(jìn)行承載力驗(yàn)算：型鋼的橫截面對(duì)中性軸的慣性矩:As=13538 mm2Ix= mm4 Wz=mm3 通過(guò)對(duì)G2梁的分析， G1、G1所受荷載如下：工況G1所受荷載（T）G1所受荷載（T）1、吊臂垂直G2B端：95.

14、2A端：92.5D端：-7.5C端：-7.52、吊臂平行G2B端：70.28A端：14.72D端：70.28C端：14.723、吊臂延對(duì)角方向B端：26.6A端：-13.1D端：97.3C端：58.2根據(jù)表格可知，不同工況對(duì)G1產(chǎn)生荷載都比G1大，下面分別對(duì)G1分析計(jì)算：工況1： 工況2： 工況3： 綜上分析G1受最大彎距和最大剪力分別為： （支端反力）均滿足要求。三、焊縫驗(yàn)算：1、塔吊基礎(chǔ)樁頂焊縫驗(yàn)算(公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范P21)：上述表格可知，當(dāng)工況3時(shí)，G1產(chǎn)生最大上拔力，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：此時(shí)受最大上拔力，當(dāng)塔吊在最大自由高度45m時(shí)產(chǎn)生的上拔力為10.67T8.7T，則焊縫驗(yàn)算時(shí)以10.67T計(jì)算。塔吊基礎(chǔ)樁頂焊縫驗(yàn)算，主要是受拉一端的焊縫強(qiáng)度的檢算：焊縫采用直焊縫連接,焊縫受拉側(cè)所收