福建特大橋主橋鋼箱梁拼裝平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、中國(guó)建筑股份有限公司莆田聯(lián)十一線(xiàn)A5標(biāo) PAGE 莆田聯(lián)十一線(xiàn)A5標(biāo)三江口特大橋主橋鋼箱梁拼裝平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)計(jì) 算算 :復(fù) 核核 :審 核核 :審 定定 中國(guó)建筑股股份有限限公司莆莆田聯(lián)十十一線(xiàn)AA5標(biāo)項(xiàng)項(xiàng)目部2016年年4月1. 設(shè)計(jì)計(jì)依據(jù)公路橋橋涵設(shè)計(jì)計(jì)通用規(guī)規(guī)范（JJTG D600-20015）公路橋橋涵地基基與基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（JJTG D633-20007）公路橋橋涵鋼結(jié)結(jié)構(gòu)及木木結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范（JJTJ0025-86）公路橋橋涵施工工技術(shù)規(guī)規(guī)范(JTJJ0411-20000)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（GGB5000177-20003）港口工工程設(shè)計(jì)計(jì)荷載規(guī)規(guī)范（JJTJ2215-98）

2、 黃紹金金 劉陌陌生 裝裝配式公公路鋼橋橋多用途途手冊(cè) 路橋施施工計(jì)算算手冊(cè)（人人民交通通出版社社）ISSBN 7-1114-038855-0水文、地地質(zhì)、潮潮汐、氣氣象資料料：木蘭蘭溪水文文資料：Q=335200m3/s，HH1%=3.770m，VV1%=1.005m/s。簡(jiǎn)簡(jiǎn)要地質(zhì)質(zhì)資料：1-11素填土土 （QQ4mll）；11-3耕耕值土（QQ4mll）；33-1-1淤泥泥 （QQ4mll-m），=555kpaa；3-2淤泥泥質(zhì)黏土土 （QQ4mll-m），=700kpaa；3-3粉質(zhì)質(zhì)黏土 （Q44ml-m）,=2200kkpa；3-44粉砂 （Q44ml-m）,=1110kkpa；3

3、-55中砂 （Q44ml-m），=3000kppa； 3-88卵石 （Q44ml-m），=5550kppa； 6-11全風(fēng)化化花崗巖巖 (52),，=3550kppa； 6-22-1 砂土狀狀強(qiáng)風(fēng)化化花崗巖巖（552），=4550kppa；66-2-2 碎碎塊狀強(qiáng)強(qiáng)風(fēng)化花花崗巖（52）,=7550kppa；66-3 中風(fēng)化化花崗巖巖（553），=18800kkpa；6-44 微風(fēng)風(fēng)化花崗崗巖（53），=38800kkpa。根根據(jù)勘察察地質(zhì)資資料，橋橋址地面面下200m范圍圍內(nèi)主要要為沖海海積層，下下伏基巖巖為燕山山晚期花花崗巖及及其風(fēng)化化層。2. 設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)控控制荷載載：A、50tt履帶

4、吊吊機(jī)，自自重500t，吊吊重200t。B、鋼箱梁梁荷載，重重量約2240tt。C、80tt龍門(mén)吊吊荷載，自自重約665t，吊吊重800t。 設(shè)計(jì)使使用壽命命：3年年 平臺(tái)規(guī)規(guī)格：442m*59.75mm 橋面標(biāo)標(biāo)高：+6 m；3. 設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)明此平臺(tái)為三三江口特特大橋主主橋邊跨跨鋼箱梁梁的拼裝裝平臺(tái)，主主要承受受的作用用有鋼箱箱梁荷載載、龍門(mén)門(mén)吊荷載載、履帶帶吊荷載載、其他他施工機(jī)機(jī)具及堆堆載、平平臺(tái)自重重等。3.1 平平臺(tái)橋型型布置 平臺(tái)臺(tái)規(guī)格為為42mm*599.755m，橋橋跨布置置5排鋼鋼管柱，每每排122根，平平臺(tái)縱橋橋向跨度度為122m+112m+9m+9m。3.2 結(jié)結(jié)構(gòu)說(shuō)明明（

5、1）下部部結(jié)構(gòu) 平臺(tái)基基礎(chǔ)采用用鋼管樁樁，鋼管管樁規(guī)格格為552910mmm，橫橫橋向布布置122根，間間距4.8m。鋼鋼管樁間間用槽鋼鋼橫向連連接，以以提高穩(wěn)穩(wěn)定性。鋼鋼管樁頂頂采用雙雙拼455a工字字鋼作為為橫梁。（2）上部部結(jié)構(gòu) 平平臺(tái)主梁梁采用3321貝貝雷梁，規(guī)規(guī)格為33m*11.5mm，縱橋橋向布置置14片片，貝雷雷梁橫橋橋向布置置25組組，每組組2排，每每排900cm支支撐架連連接成組組，每組組間距為為2.44m。 貝貝雷梁上上鋪I228工字字鋼作為為分配梁梁，分配配梁間距距為500cm，橋橋面板采采用100mm花花紋鋼板板。3.3.荷荷載參數(shù)數(shù)（1）基本本可變荷荷載荷載1：55

6、0t履履帶吊機(jī)機(jī)，自重550t，吊重重20t，接觸面面積為22466607600mm2 q1=（550+220）/2/44.666/0.76=98.8255KN/m2荷載2：鋼鋼箱梁荷荷載，鋼鋼箱梁重重量2440t，箱箱梁尺寸寸9m*36mm。 qq2=2240/9/336=77.4007KNN/m22荷載3：880t龍龍門(mén)吊荷荷載，龍龍門(mén)吊跨跨度400m，共共有4個(gè)個(gè)支座，支支座間距距10mm， 龍龍門(mén)吊自自重655t，最最大吊重重按800t計(jì)算算。 q3=（880+665）/4=3362.5KNN（2）其他他可變作作用行人荷載載：2.5kNN/m；管道荷載載：2.0kNN/m；風(fēng)載：最最大

7、風(fēng)力力按122級(jí)考慮慮，風(fēng)速速為322.6mm/s。風(fēng)載按公公路橋涵涵設(shè)計(jì)通通用規(guī)范范進(jìn)行行計(jì)算，其中：（按按施工架架設(shè)期間間取值）； （桁桁架風(fēng)載載系數(shù)）； （按按最不利利地形地地理?xiàng)l件件選取）；（按A類(lèi)地地表，離離地面或或水面33高度計(jì)計(jì)）； （按按A類(lèi)取陣陣風(fēng)風(fēng)速速系數(shù)）；，12級(jí)風(fēng)載載時(shí)：求得: 單片貝雷片片及橋面面板迎風(fēng)風(fēng)面積：；風(fēng)載為：平臺(tái)風(fēng)載水水平力為為：假定作用點(diǎn)點(diǎn)在沖刷刷線(xiàn)上，鋼管樁樁在沖刷刷線(xiàn)上的的長(zhǎng)度為為10m。水流力：水流流速11.055m/ss，水流流力為, K水流阻阻力系數(shù)數(shù)，樁為為圓形，取取0.663；水容重，取取10kkN/mm；V水流速速度；重力加加速度，取取

8、9.88m/ss；A單樁入入水部分分在垂直直于水流流方向的的投影面面積；棧橋鋼管樁樁水中長(zhǎng)長(zhǎng)度h=10m，水水面流速速為1.05mm/s,河床處處流速為為0m/s。水流力沖刷線(xiàn)以上上樁長(zhǎng) H =10mm，作用用點(diǎn)位于于樁頂11/3HH 4、主要材材料設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo) 根據(jù)據(jù)鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范（GGB5000177-20003) 以及及 裝裝配式公公路鋼橋橋多用途途使作手手冊(cè)主主要材料料的設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)如如下 材料名稱(chēng)材質(zhì)抗彎拉極限限應(yīng)力w（MMPa）抗剪極限應(yīng)應(yīng)力（MPa）一般型鋼構(gòu)構(gòu)件Q235215125貝雷梁16Mn273208平臺(tái)結(jié)構(gòu)驗(yàn)驗(yàn)算 本本次驗(yàn)算算通過(guò)MMIDAAS/CCiviil結(jié)構(gòu)構(gòu)分析

9、軟軟件計(jì)算算完成，平平臺(tái)支架架Middas分分析模型型圖如下下： 圖圖5.11 平臺(tái)臺(tái)Middas模模型圖5.1 、設(shè)計(jì)工況的確定 取平平臺(tái)在使使用過(guò)程程中的如如下幾種種設(shè)計(jì)工工況作平平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)受力分分析： 工況況一：鋼鋼箱梁荷荷載與龍龍門(mén)吊荷荷載同時(shí)時(shí)作用在在平臺(tái)上上。 荷載載組合=1.22*自重重+1.4*（q2+q3） 工況況二：履履帶吊在在12mm跨平臺(tái)臺(tái)中間作作業(yè)，且且作用在在一組貝貝雷梁上上。 荷載載組合=1.22*自重重+1.4*qq1 工況況三：履履帶吊在在鋼管樁樁頂部作作業(yè)。 荷載載組合=1.22*自重重+1.4*qq1下面是以上上幾種工工況下平平臺(tái)的MMidaas模型型圖

10、圖55.2工工況一平平臺(tái)Miidass模型圖圖 圖5.3工況況二平臺(tái)臺(tái)Middas模模型圖（側(cè)側(cè)面圖） 圖55.4工工況三平平臺(tái)Miidass模型圖圖（側(cè)面面圖）5.2 、平臺(tái)臺(tái)面板驗(yàn)驗(yàn)算三種工況下下面板受受力結(jié)果果如下： 圖圖5.55 工況況一平臺(tái)臺(tái)面板應(yīng)應(yīng)力結(jié)果果圖 圖55.6工工況二平平臺(tái)面板板應(yīng)力結(jié)結(jié)果圖 圖圖5.77工況二二平臺(tái)面面板應(yīng)力力結(jié)果圖圖 可知，工工況二面面板應(yīng)力力最大，面面板最大大應(yīng)力，滿(mǎn)足要要求。 5.3 、工字字鋼分配配梁驗(yàn)算算 三種工工況下平平臺(tái)分配配梁受力力結(jié)果如如下： 圖55.8工工況一平平臺(tái)分配配梁應(yīng)力力結(jié)果圖圖 圖圖5.99工況二二平臺(tái)分分配梁應(yīng)應(yīng)力結(jié)果果圖

11、 圖5.10工工況三平平臺(tái)分配配梁應(yīng)力力結(jié)果圖圖可知，工況況二分配配梁應(yīng)力力最大，最最大應(yīng)力力，滿(mǎn)足要要求。 5.44 、貝雷雷梁驗(yàn)算算 三種工況況下平臺(tái)臺(tái)貝雷梁梁受力結(jié)結(jié)果如下下 圖5.11 工況一一貝雷梁梁應(yīng)力結(jié)結(jié)果圖 圖圖5.112 工工況二貝貝雷梁應(yīng)應(yīng)力結(jié)果果圖 圖55.133 工況況三貝雷雷梁應(yīng)力力結(jié)果圖圖 圖圖5.114 工工況一貝貝雷梁位位移結(jié)果果圖 圖55.155 工況況二貝雷雷梁位移移結(jié)果圖圖 圖55.166 工況況三貝雷雷梁位移移結(jié)果圖圖可知，工況況一貝雷雷梁應(yīng)力力最大，最最大應(yīng)力力，滿(mǎn)足要要求。 工況二二貝雷梁梁擾度最最大，最最大擾度度，滿(mǎn)足足要求。5.5 、樁頂頂工字鋼

12、鋼橫梁驗(yàn)驗(yàn)算三種工況下下工字鋼鋼橫梁受受力結(jié)果果圖如下下： 55.177 工況一工字鋼鋼橫梁應(yīng)應(yīng)力結(jié)果果圖 55.188 工況二工字鋼鋼橫梁應(yīng)應(yīng)力結(jié)果果圖 5.119 工況三工字鋼鋼橫梁應(yīng)應(yīng)力結(jié)果果圖 5.220 工工況一工字鋼鋼橫梁位位移結(jié)果果圖 55.211 工況況二工字鋼鋼橫梁位位移結(jié)果果圖 5.22 工況三工字鋼鋼橫梁位位移結(jié)果果圖可知： 工工況二橫橫梁應(yīng)力力最大，最最大應(yīng)力力，滿(mǎn)足要要求。 工況二二橫梁擾擾度最大大，最大大擾度，滿(mǎn)滿(mǎn)足要求求。5.6 、鋼管管樁驗(yàn)算算 三三種工況況下工字字鋼橫梁梁受力結(jié)結(jié)果圖如如下： 55.233 工況況一鋼管樁樁應(yīng)力結(jié)結(jié)果圖 5.224 工工況二鋼管

13、樁樁應(yīng)力結(jié)結(jié)果圖 55.255 工況況三鋼管樁樁應(yīng)力結(jié)結(jié)果圖 5.226 工況一鋼管樁樁反力結(jié)結(jié)果圖 5.27工工況二鋼管樁樁反力結(jié)結(jié)果圖 5.28 工況三鋼管樁樁反力結(jié)結(jié)果圖（1） 鋼鋼管樁強(qiáng)強(qiáng)度分析析 由以以上結(jié)果果圖可知知： 工況二二鋼管樁樁應(yīng)力最最大，最最大應(yīng)力力，滿(mǎn)足要要求。鋼管樁穩(wěn)定定性分析析由上面結(jié)果果圖可知知，工況況二鋼管管樁反力力最大，最最大反力力為7553.44KN。 aa、鋼管樁樁長(zhǎng)細(xì)比比鋼管樁規(guī)格格為6630*10mmm，回回轉(zhuǎn)半徑徑，鋼管樁樁長(zhǎng)度按按30mm計(jì)算，長(zhǎng)細(xì)比=150，鋼管樁長(zhǎng)細(xì)比滿(mǎn)足要求。b、鋼管樁樁穩(wěn)定性性驗(yàn)算： 查鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算算 P5220頁(yè)知

14、知：穩(wěn)定定系數(shù)0.3357， A1194000mmm2， w=2155MPaa，鋼管管樁穩(wěn)定定性滿(mǎn)足足要求。鋼管樁承載載能力分分析 根據(jù)公公路橋涵涵地基與與基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范沉樁樁的單樁樁軸向受受壓容許許承載力力： 鋼鋼管樁參參數(shù)：鋼管樁采用用外徑 D = 6330 mmm，壁壁厚d = 100mm鋼管樁樁底底投影面面積 AA = 0.3312mm2鋼管樁周長(zhǎng)長(zhǎng) U = 1.9799m 土層摩阻阻力統(tǒng)計(jì)計(jì)見(jiàn)下表表： 土層摩摩阻力統(tǒng)統(tǒng)計(jì)表編號(hào)土層名稱(chēng)土層厚度（mm）樁側(cè)土摩阻阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值 (kPaa)地基承載力力基本允允許值 (kPaa)3-1-11淤泥1512553-8卵石3.61805506-

15、2-11砂土狀強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化花崗崗巖9.91104506-2-22碎塊狀強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化花崗崗巖2.1150750 不計(jì)地基基承載力力，鋼管管樁長(zhǎng)度度按穿過(guò)過(guò)淤泥層層與卵石層層，打入入強(qiáng)風(fēng)化化花崗巖巖1m，打打入深度度共199.6mm。鋼管樁單樁樁容許承承載力： 由上面計(jì)算算可知鋼鋼管樁最最大反力力N=7753.4kNN=9228.1151KKN 承載力滿(mǎn)足足要求。5.5、棧棧橋整體體穩(wěn)定性性驗(yàn)算(1)、荷荷載分析析鋼平臺(tái)最不不利受力力為在最最高潮水水位時(shí)水水流力、風(fēng)風(fēng)荷載產(chǎn)產(chǎn)生的同同向傾覆覆彎矩，取取整個(gè)平平臺(tái)進(jìn)行行整體穩(wěn)穩(wěn)定性分分析。(2)、傾傾覆力水流傾覆力力矩：風(fēng)力傾覆力力矩：整體傾覆力力矩：(3)、抗抗傾覆力力水流力、風(fēng)風(fēng)荷載產(chǎn)產(chǎn)生的同同向力矩矩作用下下，平臺(tái)臺(tái)有向水水流方向向傾覆的的趨勢(shì)，平臺(tái)通過(guò)自身重量和鋼管樁與土層的摩阻力產(chǎn)生的抗傾覆彎矩來(lái)保持平臺(tái)穩(wěn)定。平臺(tái)外側(cè)兩根鋼管樁橫橋向間距為57.6m,所以抗傾覆力臂取28.8m。 (4)、整整體穩(wěn)定定分析棧橋整體穩(wěn)穩(wěn)定安全全系數(shù)，滿(mǎn)滿(mǎn)足整體體穩(wěn)定性性要求。結(jié)論 經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)算，鋼鋼平臺(tái)的的結(jié)構(gòu)受受力滿(mǎn)足足要求。 現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)際施施工中，可可對(duì)鋼平平臺(tái)的某某些主要