方案及計(jì)算書(shū)

1、鉆孔平臺(tái)施工方案一、鉆孔平臺(tái)組成簡(jiǎn)述根據(jù)山東海陽(yáng)連理島大橋樁接柱形式，綜合考慮具體樁接柱系梁尺寸及后續(xù)工程的施工進(jìn)行鉆孔平臺(tái)的設(shè)計(jì)。鉆孔平臺(tái)尺寸分別為12×6m。全橋鉆孔平臺(tái)設(shè)置3排共6顆630*8mm鋼管樁或2排共4顆720*8mm鋼管樁。鋼管樁縱橫向設(shè)置有20a鋼的剪刀撐及平聯(lián)。鋼管樁頂面采用I45c的橫向連接分配梁，頂面鋪設(shè)“321”型貝雷片組，貝雷片組中心間距同橫向鋼管樁中心間距，片與片間距為0.45m，設(shè)置貝雷花架連接。上面設(shè)置I20a橫向分配梁，間距為0.35m.橋面板采用=10mm鋼板（平臺(tái)結(jié)構(gòu)計(jì)算見(jiàn)附件二、平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，詳細(xì)結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)平臺(tái)型式布置圖）。二、鉆孔平臺(tái)施

2、工方案水中橋墩采取在水上建立鉆孔平臺(tái)進(jìn)行鉆孔樁施工方案，施工平臺(tái)的標(biāo)高同便橋標(biāo)高為8.5米。鉆孔平臺(tái)由鋼管樁、貝雷梁、分配梁及面板等組成。每個(gè)鉆孔平臺(tái)按各橋橋墩基礎(chǔ)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，并滿足施工作業(yè)要求。平臺(tái)面層鋪10mm鋼板，鋼板間采用間斷焊接連接。鉆孔平臺(tái)搭設(shè)工藝流程：鋼管樁制作插打整修橫梁安放連接貝雷梁安裝、聯(lián)結(jié)導(dǎo)向架安裝平臺(tái)梁、下聯(lián)結(jié)桿焊接平臺(tái)分配縱橫梁安裝橋面板安裝。(1) 鉆孔平臺(tái)的施工鉆孔平臺(tái)鋼管樁采用履帶吊施打，為提高作業(yè)效率和沉樁質(zhì)量，鋼管樁采取整根沉放。鋼管樁插打前根據(jù)樁位圖計(jì)算每一根樁中心平面坐標(biāo)，采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀交匯定位。履帶吊將鋼管樁吊起后，使鋼管樁的平面位置到達(dá)設(shè)計(jì)位置處，

3、滿足設(shè)計(jì)要求后下樁、穩(wěn)樁、插打。鋼管樁插打采取標(biāo)高和貫入度雙控。(2) 鉆孔平臺(tái)的拆除 鉆孔平臺(tái)上的縱、橫梁，樁間連接在解除連接后，利用履帶吊機(jī)進(jìn)行拆除。 鉆孔平臺(tái)的鋼管樁利用50t履帶吊配合DZ90震動(dòng)打樁錘，進(jìn)行拔除。拆除過(guò)程中采取一定的措施避免對(duì)已建的永久性工程造成影響。三、計(jì)算書(shū)（一）、設(shè)計(jì)依據(jù)1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004）2）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ024-85）3）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ025-86）4）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （JTJ0412000）5）海港水文規(guī)范 （JTJ213-98）6）山東海陽(yáng)連理島大橋橋梁工程圖紙（二）

4、、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)荷載：40t砼車(chē)；2）設(shè)計(jì)行車(chē)速度：15km/h；3）設(shè)計(jì)使用壽命：2年；4）水位：最高水位+4.27m；（三）、荷載布置1、上部結(jié)構(gòu)恒重（12米×9米(橫橋向×順橋向)）(1)10鋼板：12.0×1×7.85×10×0.01=9.42KN/m(2)貝雷梁:6.66KN/m(3)橫向分配梁I20a：3.35KN/根2、活荷載；(1)驗(yàn)算荷載：10m3砼車(chē)40t；(2)鉆機(jī)重量：21t（自重12t，鉆桿3t，鉆頭6t）(3)鋼筋籠重：8t(4)導(dǎo)管及其內(nèi)砼重：12t(5)施工荷載及人群荷載：4KN/m2三、上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力

5、計(jì)算<一> 橋面鋼板內(nèi)力工況分析通過(guò)對(duì)鉆孔、下放鋼筋籠、砼澆注三種工況進(jìn)行分析比較，在砼澆注過(guò)程中滿載的砼車(chē)對(duì)面板產(chǎn)生最不利荷載受力簡(jiǎn)圖如下：q35 35 35 35荷載分析（計(jì)算寬度取1m）：自重均布荷載：q1=1×0.01×10×7.85=0.785KN/m施工及人群荷載：4KN/m2 ×1=4KN/m砼車(chē)壓力：后輪單軸單側(cè)85KN，則q2=85/0.6=141.7kN/mI20a工字鋼計(jì)算寬度100輪跡2060353535自重荷載忽略不計(jì)，施工荷載不考慮與砼車(chē)同時(shí)作用 q=q2=141.7kN/m跨中彎矩 M=ql2/8=0.125&#

6、215;141.7×0.352=2.170KN·mW=bh2/6=1×0.012/6=16.7×106m3=M/W=127.6MPa<1.3 =1.3×145=188.5Mpa滿足要求。結(jié)論：通過(guò)以上計(jì)算分析，橋面板采用10的鋼板滿足受力要求。<二> I20a 橫向分配梁驗(yàn)算工況分析工況1:鉆孔狀態(tài)時(shí),鉆機(jī)加鉆桿重21t作用在6根分配梁上，每根梁受力為21/6=3.5t,對(duì)稱(chēng)于跨中作用在兩個(gè)作用點(diǎn)上；工況2:下放鋼筋籠時(shí)，鉆機(jī)自重12t,作用在6根分配梁上，每根梁受力為12/6=2t,對(duì)稱(chēng)于跨中作用在兩個(gè)作用點(diǎn)上；25t吊機(jī)加

7、鋼筋籠總重30t,作用在4根分配梁上，每根分配梁受力為30/4=7.5t，對(duì)稱(chēng)于中間一根貝雷梁作用；工況3:灌注混凝土?xí)r，鉆機(jī)除去鉆桿重量加上導(dǎo)管總重為15-3+12=24t,作用在6根分配梁上，每根梁受力為24/6=4t,對(duì)稱(chēng)于跨中作用在兩個(gè)作用點(diǎn)上；工況4:灌注混凝土?xí)r，混凝土車(chē)后軸作用在兩根分配梁上，每根分配梁受力為17/2=8.5t，對(duì)稱(chēng)于跨中作用在兩個(gè)作用點(diǎn)上。通過(guò)以上工況分析可知，工況4狀態(tài)下分配梁受力最為不利。荷載分析：自重及施工和人群荷載可忽略不計(jì)，按簡(jiǎn)支梁近似計(jì)算。砼車(chē)輪壓面按單軸壓兩根I32a計(jì)算。荷載：Q1Q285KN當(dāng)兩組車(chē)輪布置在跨中時(shí)剪力最大，Q85KN當(dāng)一組車(chē)輪作

8、用在跨中時(shí)，彎矩最大：M85×4.5495.62KN.mI32a:w=692cm3 IX=11080cm4 iX=12.8cm S=400.5 cm3 I/S=27.5cm b=13cm=95.62/2/400.5=119.3MPa<1.3 =1.3×145=188.5Mpa <=85MPa滿足要求。<四> 下橫梁內(nèi)力驗(yàn)算在計(jì)算時(shí)只考慮澆注混凝土?xí)r，砼車(chē)滿載工況即可，鋼管樁中心間距7.25m，計(jì)算跨徑取7.3m，荷載分析：自重均布荷載： q =19.17Kn/m （將鋼管樁以上結(jié)構(gòu)的重量沿下橫梁分配）施工及人群荷載: 不考慮與砼車(chē)同時(shí)作用鉆機(jī)加導(dǎo)管總

9、重24t，砼車(chē)40t，由兩組貝雷梁分擔(dān)，每組貝雷梁承擔(dān)32t的力；鉆孔中心到兩邊下橫梁的距離分別為2.55m，6.95m。則中間一組貝雷梁受到的支點(diǎn)反力分別為： R1=234KNR2=86KN即下橫梁跨中受到最大的集中力為234KN，則：Mmax=ql2/8+QL/4=19.17×7.32/8+234×7.3/4=444.6kN·mQ=187Kn 選用雙支I45c工字鋼，Wx=1432.9cm3,I=32241 cm4 ，S=836.4 cm3 ，I/S=38.5cm，b=2.3cm=Mmax/Wx=444.6/2/1432.9=155.2MPa<1.3 =

10、1.3×145=188.5Mpa <=85MPa滿足要求。結(jié)論：通過(guò)以上計(jì)算分析，下橫梁采用雙肢I(xiàn)45c工字鋼滿足受力要求。四、鋼管樁驗(yàn)算荷載分析平臺(tái)自重：35t（包括下橫梁、貝雷梁、分配梁、面板）鉆機(jī)：36t（包括鉆機(jī)自重、鉆桿、鉆頭、導(dǎo)管、灌注時(shí)導(dǎo)管內(nèi)砼）泥漿及其他附屬設(shè)備：15t砼車(chē)：40t1、4顆720*8mm鋼管樁則單樁豎向受力為： F=(35+36+15) ×1.2+40×1.5/4=40.8t=408KN取1.5的安全系數(shù)，按單樁承載力600 KN 計(jì)算。 1.1、按地質(zhì)資料計(jì)算的單樁承載力確定鋼管樁長(zhǎng)度鋼管樁入土深度計(jì)算根據(jù)橋型布置圖地質(zhì)分層

11、情況分析，連理島大橋最不利地質(zhì)情況出現(xiàn)在32號(hào)墩位置，該位置根據(jù)圖紙分析，該位置淤泥質(zhì)粘土厚約3米；粉質(zhì)粘土3.5米，粗砂1米，粉質(zhì)粘土1.5米 礫砂1.5米，強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖3米，中風(fēng)化細(xì)砂巖3.5米，微風(fēng)化細(xì)砂巖2米樁周土的極限摩阻力fi分別為淤泥質(zhì)粘土20kPa、粉質(zhì)粘土55kPa、粗砂60kPa、粉質(zhì)粘土55kPa、礫砂80kPa，持力層選為礫砂層。-周長(zhǎng) 取=2.26 -安全系數(shù) 取2 -影響系數(shù)，對(duì)于錘擊沉樁，取1.0 - 極限摩阻力， -樁的截面面積0.0202m2 -樁尖承載力 =2200 KPa（砂礫） -開(kāi)口樁樁尖承載力影響系數(shù)對(duì)于錘擊沉樁，取1.0=（2P- AR）/（Ui）

12、=(600×2-0.0202×2200)/2.26=511.4KN/m 又=3×20+3.5×55+1×60+1.5×55+80X則鋼管樁進(jìn)入砂礫層的深度X=1.45m1.5m故鋼管樁打穿砂礫層即可則鋼管樁的埋深為3+3.5+1+1.5+1.5=10.5m故鋼管樁的總長(zhǎng)為6.5(樁頂標(biāo)高)-(-2.192-1-10.5)(樁底標(biāo)高)=20.2米，取20.5米。1.2、按樁身強(qiáng)度檢算單樁承載力D=720mm、壁厚t=8mm。（I=113408cm4 A=202.2cm2 i(I/ A)1/225.5cm）鋼管樁按一端自由，一端嵌固的等截

13、面壓桿考慮,按本段最深海水深度-5.2米計(jì)算，則鋼管自由段長(zhǎng)度L=20.5-10.5=10米；桿件長(zhǎng)細(xì)比10/i10/0.25539.22150按長(zhǎng)細(xì)桿計(jì)算，利用歐拉公式臨界荷載Pcr2EI/（4l2）2×210×109×113408×10-8/4/1029791kN取安全系數(shù)nst4則鋼管樁容許荷載 PcrPcr /nst r9791/42447kN>600kN結(jié)論：經(jīng)計(jì)算用720鋼管總長(zhǎng)取20.5米，滿足要求。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼管樁的實(shí)際打入情況進(jìn)行長(zhǎng)度調(diào)整。2、6顆630*8mm鋼管樁則單樁豎向受力為： F=(35+36+15) ×1

14、.2+40×1.5/6=27.2t=272KN取1.5的安全系數(shù)，按單樁承載力410 KN 計(jì)算。 2.1、按地質(zhì)資料計(jì)算的單樁承載力確定鋼管樁長(zhǎng)度鋼管樁入土深度計(jì)算根據(jù)橋型布置圖地質(zhì)分層情況分析，連理島大橋最不利地質(zhì)情況出現(xiàn)在32號(hào)墩位置，該位置根據(jù)圖紙分析，該位置淤泥質(zhì)粘土厚約3米；粉質(zhì)粘土3.5米，粗砂1米，粉質(zhì)粘土1.5米 礫砂1.5米，強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖3米，中風(fēng)化細(xì)砂巖3.5米，微風(fēng)化細(xì)砂巖2米樁周土的極限摩阻力fi分別為淤泥質(zhì)粘土20kPa、粉質(zhì)粘土55kPa、粗砂60kPa、粉質(zhì)粘土55kPa、礫砂80kPa，持力層選為粘土層。-周長(zhǎng) 取=1.97 -安全系數(shù) 取2 -影響

15、系數(shù)，對(duì)于錘擊沉樁，取1.0 - 極限摩阻力， -樁的截面面積0.0202m2 -樁尖承載力 =2200 KPa（粘土） -開(kāi)口樁樁尖承載力影響系數(shù)對(duì)于錘擊沉樁，取1.0=（2P- AR）/（Ui）=(410×2-0.0202×2200)/1.97=394KN/m 又=3×20+3.5×55+1×60+55x則鋼管樁進(jìn)入粘土層的深度X=1.48m1.5m故鋼管樁打穿粘土層即可則鋼管樁的埋深為3+3.5+1+1.5=9m故鋼管樁的總長(zhǎng)為6.5(樁頂標(biāo)高)-(-2.192-1-9)(樁底標(biāo)高)=18.692米，取19米。2.2、按樁身強(qiáng)度檢算單樁承載力D=720mm、壁厚t=8mm。（I=75612cm4 A=202.2cm2 i(I/ A)1/218.6cm）鋼管樁按一端自由，一端嵌固的等截面壓桿考慮,按本段最