鉆孔平臺受力轉(zhuǎn)換計算書

1、鉆孔平臺受力轉(zhuǎn)換計算書目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc58189425 1 工程概況 PAGEREF _Toc58189425 h 1 HYPERLINK l _Toc58189426 2 設(shè)計規(guī)范及依據(jù) PAGEREF _Toc58189426 h 1 HYPERLINK l _Toc58189427 2.1 設(shè)計規(guī)范及依據(jù) PAGEREF _Toc58189427 h 1 HYPERLINK l _Toc58189428 2.2 地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc58189428 h 1 HYPERLINK l _Toc58189429 2.3 流速

2、PAGEREF _Toc58189429 h 2 HYPERLINK l _Toc58189430 2.4 水位 PAGEREF _Toc58189430 h 2 HYPERLINK l _Toc58189431 3 結(jié)構(gòu)布置及材料特性 PAGEREF _Toc58189431 h 2 HYPERLINK l _Toc58189432 3.1 結(jié)構(gòu)布置 PAGEREF _Toc58189432 h 2 HYPERLINK l _Toc58189433 3.2 材料特性 PAGEREF _Toc58189433 h 3 HYPERLINK l _Toc58189434 3.3 鋼材強度設(shè)計值 P

3、AGEREF _Toc58189434 h 3 HYPERLINK l _Toc58189435 4 荷載分析及材料特性 PAGEREF _Toc58189435 h 4 HYPERLINK l _Toc58189436 4.1 結(jié)構(gòu)自重 PAGEREF _Toc58189436 h 4 HYPERLINK l _Toc58189437 4.2 施工荷載 PAGEREF _Toc58189437 h 4 HYPERLINK l _Toc58189438 4.3 履帶吊荷載 PAGEREF _Toc58189438 h 4 HYPERLINK l _Toc58189439 4.4 旋挖鉆荷載 P

4、AGEREF _Toc58189439 h 4 HYPERLINK l _Toc58189440 4.5 振動錘 PAGEREF _Toc58189440 h 7 HYPERLINK l _Toc58189441 4.6 車輛荷載 PAGEREF _Toc58189441 h 7 HYPERLINK l _Toc58189442 4.7 水流力計算 PAGEREF _Toc58189442 h 7 HYPERLINK l _Toc58189443 4.8 風(fēng)荷載 PAGEREF _Toc58189443 h 7 HYPERLINK l _Toc58189444 4.9 荷載組合 PAGEREF

5、 _Toc58189444 h 8 HYPERLINK l _Toc58189445 5 結(jié)構(gòu)受力計算 PAGEREF _Toc58189445 h 9 HYPERLINK l _Toc58189446 5.1 上部結(jié)構(gòu)受力計算 PAGEREF _Toc58189446 h 9 HYPERLINK l _Toc58189447 5.2 鋼管樁承載能力計算 PAGEREF _Toc58189447 h 15 HYPERLINK l _Toc58189448 5.3 鋼管樁穩(wěn)定性計算 PAGEREF _Toc58189448 h 15第 PAGE13 頁 共 = NUMPAGES 15 -411

6、頁工程概況鉆孔平臺為鋼管樁受力，且鋼管樁為板凳樁，在承臺四周卵石清理后，其受力無法滿足要求，本次設(shè)計對原平臺進行改進設(shè)計，平臺設(shè)計標(biāo)高為+208m，河床底平均標(biāo)高為+202m，枯水期水位平均標(biāo)高為+204m。設(shè)計規(guī)范及依據(jù)設(shè)計規(guī)范及依據(jù)1、施工圖設(shè)計文件2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50017-2017）3、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2012）4、港口工程荷載規(guī)范（JTS 144-1-2010）5、碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTS+167-2018）地質(zhì)條件島礁至2#主墩地質(zhì)情況如 REF _Ref56601373 h 表 2.21、 REF _Ref56601374 h 表 2.22所示。表 STY

7、LEREF 2 s 2.2 SEQ 表 * ARABIC s 2 1 ZK10地質(zhì)參數(shù)表地層代號巖土名稱層厚（m）層底標(biāo)高狀態(tài)樁極限摩阻力qfi （kPa）極限端承力qR（kPa）Q4al卵石2.5198.95稍密/7000J2S細砂巖3195.95強風(fēng)化300/J2S細砂巖1.6194.35中風(fēng)化15004000J2S粉砂質(zhì)泥巖32.5161.85中風(fēng)化8001500孔深5.5m以上為強風(fēng)化巖層，以下為中風(fēng)化巖層。表 STYLEREF 2 s 2.2 SEQ 表 * ARABIC s 2 2 ZK12地質(zhì)參數(shù)表地層代號巖土名稱層厚（m）層底標(biāo)高狀態(tài)樁極限摩阻力qfi （kPa）極限端承力qR

8、（kPa）Q4al卵石3.7197.65稍密/7000J2S粉砂質(zhì)泥巖4.8192.85強風(fēng)化250/J2S粉砂質(zhì)泥巖22.7170.15中風(fēng)化8001500水位枯水期搶工水位+204m鉆孔平臺設(shè)計標(biāo)高為+208m結(jié)構(gòu)布置及材料特性結(jié)構(gòu)布置2#鉆孔平臺通過在鋼護筒上焊接牛腿，讓平臺結(jié)構(gòu)受力從鋼管柱轉(zhuǎn)換至鋼護筒，具體布置見 REF _Ref58188145 h 圖 3.11、 REF _Ref58188147 h 圖 3.12。圖 STYLEREF 2 s 3.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 1 2#鉆孔平臺斷面圖（單位：cm）圖 STYLEREF 2 s 3.1 SEQ 圖 * AR

9、ABIC s 2 2 2#鉆孔平臺樁位平面布置圖（單位：cm）材料特性主要材料特性見 REF _Ref56602334 h 表 3.21。表 STYLEREF 2 s 3.2 SEQ 表 * ARABIC s 2 1 主要材料特性表序號名 稱A(cm2)W(cm3)I(cm4)備注1HN700300231.54553219362002I40a86.1109021720鋼材強度設(shè)計值臨時工程Q235B鋼材的強度設(shè)計值，Q235鋼材板厚時：彎應(yīng)力、組合應(yīng)力 剪應(yīng)力 Q235鋼材板厚時：彎應(yīng)力、組合應(yīng)力 剪應(yīng)力 荷載分析及材料特性結(jié)構(gòu)自重按各構(gòu)件實際重量計，。施工荷載除其他施工荷載外所有區(qū)域：履帶吊

10、荷載履帶吊采用QUY850A履帶吊，整機質(zhì)量重83t，配重質(zhì)量31.6t，總重114.6t，最大吊重計20t。履帶寬80cm，履帶長度635.8cm，履帶著地長度526cm，其外形如 REF _Ref57035613 h 圖 4.31所示。圖 STYLEREF 2 s 4.3 SEQ 圖 * ARABIC s 2 1 80t履帶吊外形尺寸圖（單位：mm）旋挖鉆荷載承臺引孔施工采用SWDM360型旋挖鉆，整機自重116t，履帶寬90cm，履帶長度612cm，著地長度512cm，最大提升力為37t，其外形如 REF _Ref57037990 h 圖 4.42所示。圖 STYLEREF 2 s 4.

11、4 SEQ 圖 * ARABIC s 2 2 SWDM360H旋挖鉆外形尺寸圖表 STYLEREF 2 s 4.4 SEQ 表 * ARABIC s 2 2 SWDM360H旋挖鉆尺寸參數(shù)表車輛荷載棧橋行駛車輛主要為運渣車和罐車，運渣車重量小于罐車重量，按罐車荷載進行計算。罐車滿載400kN，空載120kN，罐車前輪著地面積為2030cm，后輪著地面積為2060cm，如 REF _Ref56608658 h 圖 4.61所示。圖 STYLEREF 2 s 4.6 SEQ 圖 * ARABIC s 2 1 罐車平面尺寸示意圖（單位：cm）荷載組合按極限狀態(tài)法計算，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50

12、009-2012）中3.2節(jié)，基本組合：標(biāo)準(zhǔn)組合：由永久荷載控制的效應(yīng)組合，同時本工程使用年限5年，永久荷載分項系數(shù)由可變荷載控制時，由永久荷載控制時；可變荷載分項系數(shù)，荷載組合值系數(shù)對于車輛荷載取1。故本計算中：荷載設(shè)計值=1.35永久荷載+1.4可變荷載本計算采用有限元分析軟件Midas/civil 2015 8.3.2版。結(jié)構(gòu)受力計算上部結(jié)構(gòu)受力計算上部采用型鋼結(jié)構(gòu)，從上至下依次為：10mm厚花紋鋼面板，分配梁采用I40a，間距350mm，縱梁選用2HN700型鋼，在正常使用的各個最不利工況下，上部結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力見 REF _Ref58189310 h 表 5.11。表 STYLEREF

13、 2 s 5.1 SEQ 表 * ARABIC s 2 1 平臺上部結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力匯總表構(gòu)件名稱及規(guī)格受力最大工況彎曲應(yīng)力容許值剪應(yīng)力容許值備注（MPa）（MPa）（MPa）（MPa）10mm鋼面板罐車145.2215-滿足要求I40a橫向分配粱履帶吊190.720561.1120滿足要求2HN700縱梁旋挖鉆90.620554.6120滿足要求10mm橋面板計算鋼板厚度為10mm，I40a橫向向分配梁間距為35cm，面板為單向板，取1m板寬計算。1、荷載計算（1）40t罐車：（2）SWDM360型旋挖鉆，考慮70%偏載：（3）85t履帶吊，考慮70%偏載：（4）10mm寬鋼板自重2、強度計算對

14、比可知面板強度計算由40t罐車控制彎矩：彎應(yīng)力：，滿足要求。I40a橫向分配梁HN700300型鋼最大橫向間距為380cm，將I40a橫向分配梁考慮為簡支梁進行計算。1、荷載計算（1）40t罐車：（2）SWDM360型旋挖鉆作業(yè)，考慮70%偏載：（5）85t履帶吊，考慮70%偏載：（6）鋼板及I40a自重為2、受力圖示各個工況下I40a受力情況如 REF _Ref57045383 h 圖 5.11所示。圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 1 I40a受力示意圖（單位：cm）3、強度計算彎矩：彎應(yīng)力：，滿足要求。剪力：剪切應(yīng)力：，滿足要求。2HN700縱梁

15、1、荷載計算（1）40t罐車，簡化為集中荷載：（2）SWDM360型旋挖鉆施工，考慮70%偏載：（3）85t履帶吊，考慮70%偏載：（4）鋼板、I40a及主橫梁自重為2、受力分析根據(jù)分析，SWDM360型旋挖鉆施工在順著HN700方向布置和垂直布置均有可能產(chǎn)生最不利荷載，故對這兩種工況進行分析。（1）SWDM360型旋挖鉆垂直于HN700時，最少有4根HN700（2組）型鋼受力。將該反力置于HN700分配梁跨中時有最大彎曲應(yīng)力，位于支點處有最大剪切應(yīng)力。作用力：，如 REF _Ref57909697 h 圖 5.12所示。圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s

16、2 2 SWDM360工況一受力示意圖（單位：cm）（2）SWDM360型旋挖鉆平行于HN700時，最不利時由兩根HN700承受，根據(jù)分析，SWDM360型旋挖鉆施工縱向布置時，其兩種受力較大的工況分別見 REF _Ref57056951 h 圖 5.13、 REF _Ref57056952 h 圖 5.14。圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 3 SWDM360工況二受力示意圖（單位：cm）圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 4 SWDM360工況三受力示意圖（單位：cm）3、強度計算（1）SWDM360工況一彎

17、曲應(yīng)力：，滿足要求剪切應(yīng)力：，滿足要求支反力：圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 5 HN700分配梁彎曲應(yīng)力（單位：MPa）圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 6 HN700分配梁剪切應(yīng)力（單位：MPa）圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 7 HN700分配梁支反力（單位：kN）（2）SWDM360工況二彎曲應(yīng)力：，滿足要求剪切應(yīng)力：，滿足要求支反力：圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 8 HN700分配梁彎曲應(yīng)力（單位：MPa）圖

18、STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 9 HN700分配梁剪切應(yīng)力（單位：MPa）圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 10 HN700分配梁支反力（單位：kN）（3）SWDM360工況三彎曲應(yīng)力：，滿足要求剪切應(yīng)力：，滿足要求支反力：圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 11 HN700分配梁彎曲應(yīng)力（單位：MPa）圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * ARABIC s 2 12 HN700分配梁剪切應(yīng)力（單位：MPa）圖 STYLEREF 2 s 5.1 SEQ 圖 * AR