便橋棧橋平臺吊箱計算說明915

1、附件一：柬埔寨洞里薩河大橋8#墩承臺鋼套箱施工過程結(jié)結(jié)構(gòu)分析析委托單位：杭交工工集團柬柬埔寨大大橋工程程項目部部承擔單位：浙江大大學結(jié)構(gòu)構(gòu)研究所所編寫：王金金昌審核：汪建建竹 PAGE 31工程概況況柬埔寨洞里里薩大橋橋主墩為為梭形，平平面尺寸寸11.3m10.3m，承承臺高66m，底底標高為為-5.3m。承承臺施工工擬采用用鋼套箱箱方案，鋼鋼套箱外外圍尺度度為111.3mm10.3m6m。2工況描述述2.1水文文條件（1）水位位和流速速該橋所處河河流的水水位及流流速見2.1所示。表2.1潮潮位特征征值項目特征值最高水位10.5mm設(shè)計水位6.5m最大流速0.70mm2.2計算算工況根據(jù)鋼套箱

2、箱的施工工方案，在在實際施施工過程程中遇到到的各種種荷載組組合，總總結(jié)了以以下四種不利利荷載工工況：1、階段一一、套箱箱起吊結(jié)構(gòu)組成：底板及及底板主主次梁、吊架、內(nèi)部桁架梁。作用荷載：結(jié)構(gòu)自自重。2、階段二二、套箱箱安裝結(jié)結(jié)束尚未未澆封底底砼（加加固已結(jié)結(jié)束）結(jié)構(gòu)組成：底板及及底板主主次梁、內(nèi)部桁架梁、吊架、樁。作用荷載：結(jié)構(gòu)自自重、波波流力。3、階段三三、澆注注封底砼砼，但砼砼尚未有有強度結(jié)構(gòu)組成：底板及及底板主主次梁、內(nèi)部桁架梁、吊架、樁。作用荷載載：結(jié)構(gòu)構(gòu)自重、封封底砼自自重、封封底砼側(cè)側(cè)壓力、波波流力、靜水浮浮力。4、階段四四、澆注注下層砼砼，但砼砼尚未有有強度結(jié)構(gòu)組成：封底砼砼、內(nèi)部

3、部桁架梁梁、吊架、樁。作用荷載載：結(jié)構(gòu)構(gòu)自重、封封底砼自自重、下下層砼自自重、下下層砼側(cè)側(cè)壓力、波波流力、靜靜水浮力力、靜水側(cè)壓壓力。3計算參數(shù)數(shù)鋼套箱鋼結(jié)結(jié)構(gòu)，描描述其本本構(gòu)行為為采用彈彈性模型型進行模模擬，彈彈性本構(gòu)構(gòu)模型的的材料參參數(shù)為： 彈彈性模量量E=2.0110111Pa泊松比=0.33質(zhì)量密度=78550kgg/m3混凝土材料料作為荷荷載施加加于鋼套套箱上，混混凝土材材料的質(zhì)質(zhì)量密度度取為225000kg/m3。4計算模型型4.1計算算方法1、承臺套套箱、樁樁基的波波流力計計算根據(jù)水力學學動量計計算公式式，流體體與固體體邊界的的相互作作用力可可以按下下式計算算。式中，i 為1，2

4、，3方向；初始水水流速度度修正系系數(shù)，取取值為1；初始水水流速度度（m/s）；與結(jié)構(gòu)構(gòu)物碰撞撞后水流流速度修修正系數(shù)數(shù)，取值值為1；與結(jié)構(gòu)構(gòu)物碰撞撞后水流流速度（m/s）。水的密密度（kg/m3）；，面積A上上單位時時間通過過的水流流量（m3/s）。計算時，取取最不利利情況，即即假定水水流與套套箱接觸觸后速度度為0，從而而有（N）2、計算模模型的尺尺寸根據(jù)設(shè)計資資料可得得數(shù)模分分析的鋼鋼套箱外外圍尺度度為111.3mm10.3m6m的鋼套套箱。分析方方法為三三維有限限單元法法，具體體分析時時采用空空間梁單單元和殼殼單元對對物理模模型進行行離散。4.2模型型參數(shù)主要構(gòu)件件模型類類型及參參數(shù)詳見見

5、表4.1。表4.1主主要構(gòu)件件模型參參數(shù)表序號構(gòu)件名稱材料構(gòu)件尺寸單元類型1底板主、次次梁鋼材56a 116梁2套箱側(cè)板鋼材厚6mm板殼3吊架鋼材口6004000梁板殼4套箱豎向肋肋梁鋼材 16 梁5水平肋鋼材 16梁6封底砼砼C25厚800mmm板殼7下層砼砼C25厚35000mm8鋼管樁鋼材直徑27000mmm，厚1000mmm梁9內(nèi)部桁架梁梁主梁鋼材2998梁10內(nèi)部桁架梁梁聯(lián)系鋼材2998梁鋼套箱的材材料遵循循彈性變變形規(guī)律律，彈性性本構(gòu)模模型基本本力學參參數(shù)為彈彈性模量量和泊松松比，鋼鋼的彈性性模量取取為2.001005MPa，泊松松比為0.3。完成鋼套箱箱各個階階段的計計算后，要要

6、判斷鋼鋼材是否否達到屈屈服應(yīng)力力，鋼的的屈服應(yīng)應(yīng)力為1955MPaa。5鋼套箱計計算結(jié)果果現(xiàn)將鋼套套箱結(jié)構(gòu)構(gòu)的主要要構(gòu)件在在各個階階段計算算荷載作作用下的的內(nèi)力結(jié)結(jié)果及位位移結(jié)果果匯總整整理如下下。內(nèi)容容包括每每一階段段中，鋼鋼套箱各各構(gòu)件的的具體內(nèi)內(nèi)力數(shù)值值及內(nèi)力力分布情情況。5.1階段段一：起起吊階段段起吊階段，鋼鋼套箱和和鋼內(nèi)支支撐的有有限元模模型見圖圖5.11.1所所示，其其中鋼套套箱側(cè)板板采用四四結(jié)點縮縮減積分分殼單元元進行網(wǎng)網(wǎng)格劃分分，其余余的加勁勁肋和底底部縱橫橫向梁采采用空間間兩結(jié)點點梁單元元進行網(wǎng)網(wǎng)格劃分分。起吊吊階段受受到的荷荷載為結(jié)結(jié)構(gòu)自重重，通過過定義質(zhì)質(zhì)量密度度和激活

7、活豎向重重力加速速度即可可。根據(jù)據(jù)試算，在在八根I56aa縱梁端端部設(shè)置置鉸結(jié)約約束外，在在外側(cè)兩兩根I56aa工字鋼鋼中部設(shè)設(shè)置吊點點，提供供豎向約約束條件件。圖5.1.2給出出了在自自重荷載載作用下下的Misses等效應(yīng)應(yīng)力分布布，鋼套套箱底部部靠近中中間位置置應(yīng)力較較大，Misses等效應(yīng)應(yīng)力達69.23MMPa，這是由由于在此此處施加加吊點約約束的緣緣故，最最小Misses等效應(yīng)應(yīng)力為19.59kkPa，但是這這些值都都還在工工字鋼極極限應(yīng)力力范圍之之內(nèi)。在在起吊階階段，結(jié)結(jié)構(gòu)雖然然在工字字鋼和套套箱側(cè)壁壁的一些些部位產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力力集中現(xiàn)現(xiàn)象，但但是集中中的應(yīng)力力值都不不是很大大。圖5.

8、1.3為整個結(jié)結(jié)構(gòu)豎向向最大位位移分布布圖，由由圖可知知，鋼套套箱的最最大豎向向位移為為7.663mmm。圖5.1.4為水流流方向（2方向）位位移分布布，位移移較小。圖5.1.1起吊吊階段鋼鋼套模型型圖5.1.2Miisess應(yīng)力云云圖圖5.1.3豎向位移移云圖圖5.1.4水流流方向（2方向）水水平位移移云圖5.2 階階段二：套箱安安裝結(jié)束束尚未澆澆封底砼砼起吊安裝好好，但未未澆注混混凝土時時結(jié)構(gòu)計計算結(jié)果果。受到到的荷載載有：結(jié)結(jié)構(gòu)自重重，波流流力。在在這些荷荷載作用用下，套套箱受到到重力方方向與水水平荷載載作用下下的應(yīng)力力及位移移分布如如圖5.2.11圖5.22.3所示，與與圖5.11.2

9、圖5.11.4對比可可知，考考慮波流流力作用用后，套套箱應(yīng)力力有所增增加，集集中力的的位置基基本上沒沒有變化化，波流流力影響響有限。圖5.2.1Miisess應(yīng)力分布布圖5.2.2豎向向位移方方分布圖5.2.3水流流方向（2方向）水水平位移移云圖5.3 階階段三：澆注封封底砼，但但砼尚未未有強度度澆注下層混混凝土，但但此時還還未有強強度達到到70%。受到到的荷載載有：結(jié)結(jié)構(gòu)自重重，波流流力，未未達到70%的平臺臺混凝土土自重，浮浮力。因因設(shè)計時時在每根根工程樁樁頂部設(shè)設(shè)置套箍箍，從而而底部縱縱橫向梁梁受到豎豎向約束束作用，采采用有限限元進行行分析時時，將該該約束簡簡化為彈彈簧，彈彈簧剛度度取為

10、2.001009N/m，見圖圖5.33.1所所示。激激活這些些彈簧約約束后，施施加澆注注的下層層混凝土土形成的的荷載。圖5.3.1設(shè)置置豎向彈彈簧示意意計算得到的的Misses等效應(yīng)應(yīng)力見圖圖5.33.2所所示，最最大Misses等效應(yīng)應(yīng)力達1477.7MMPa，有有典型的的應(yīng)力集集中現(xiàn)象象，但鋼鋼材尚未未達到屈屈服應(yīng)力力。豎向向位移分分布見圖圖5.11.3所示，最最大豎向向位移為為1.225cmm。圖5.3.2Miisess應(yīng)力云云圖圖5.3.3豎向向位移方方分布5.4 階階段四：澆注下下層砼，但但砼尚未未有強度度平臺混凝土土澆注完完成，同同時澆注注上層混混凝土，受受到的荷荷載有：結(jié)構(gòu)自自重

11、，波波流力，套套箱靜水水壓力，浮浮力，平平臺混凝凝土自重重，強度度未達到到70%的上層層混凝土土自重。在平臺混凝凝土強度度達到70%以后，可可以在上上部澆注注厚度為為3.55m為上上層混凝凝土。在在澆注上上層混凝凝土之前前，需要要將套箱箱內(nèi)部的的水排出出。在上上層混凝凝土強度度未達到到70%時，混混凝土對對套箱側(cè)側(cè)壁還有有側(cè)向壓壓力作用用。同時時，由于于套箱內(nèi)內(nèi)部水排排出，套套箱側(cè)壁壁內(nèi)外受受到靜水水壓力也也不一樣樣。下部部平臺混混凝土起起作用后后，下部部相當于于密閉，套套箱還受受到水的的浮力作作用。此時80ccm下層層混凝土土已達到到設(shè)計強強度，形形成板體體，此有有限元分分析步中中激活底底板

12、殼，整整體受力力好。計計算得到到的Misses等效應(yīng)應(yīng)力見圖圖5.44.1，最最大等效效應(yīng)力為為1533.0MMPa，最大大豎向位位移為11.2669cmm。圖5.4.1Miisess等效應(yīng)應(yīng)力分布布圖5.4.2豎向向位移分分布5.5 割割除鋼護護筒內(nèi)支支撐澆筑完成承承臺混凝凝土且混混凝土強強度達到到70%后，割割除內(nèi)支支撐。拆拆撐后等等效Misses應(yīng)力分分布見圖圖5.55.1所所示，最最大等效效應(yīng)力為為1322.3MMPa，因為為應(yīng)力重重新分配配，最大大等效應(yīng)應(yīng)力有所所減小。圖5.5.1Miisess等效應(yīng)應(yīng)力分布布豎向位移分分布如圖圖5.55.2所所示，與與拆撐前前相差不不大，說明明拆撐

13、對對豎向位位移分布布影響較較小。圖5.5.2豎向向位移分分布圖5.5.3圖5.55.6分別為為拆撐前前后兩個個水平方方向的位位移分布布，1方向最最大位移移增加較較多，拆拆撐后最最大位移移為1.6833cm。圖5.5.3拆撐撐前1方向位位移分布布 圖5.5.4拆撐撐后1方向位位移分布布圖5.5.5拆撐前2方向位位移分布布 圖5.5.6拆撐后2方向位位移分布布雖然應(yīng)力滿滿足要求求，但為為了增加加鋼套箱箱的良好好受力，應(yīng)應(yīng)在承臺臺混凝土土與鋼套套箱間增增設(shè)水平平或斜向向支撐。7吊桿內(nèi)力力復核吊桿內(nèi)力由由最不利利工況決決定，作作用于吊吊桿上的的力為鋼鋼套箱上上約束節(jié)節(jié)點的反反力。澆澆筑封底底混凝土土且

14、混凝凝土未達達到強度度時對應(yīng)應(yīng)的支反反力最大大，如圖6.1所示（非非框中數(shù)數(shù)字單位位為kN）。由公公路鋼筋筋混凝土土及預應(yīng)應(yīng)力混凝凝土橋涵涵設(shè)計規(guī)規(guī)范（JTGG D662-220044）可知知，32精軋螺螺紋鋼筋筋抗拉強強度設(shè)計計值為7700MPaa，標準值值為9300MPaa，所以單單根32精軋螺螺紋鋼筋筋抗拉力力設(shè)計值值為單根322精軋螺螺紋鋼筋筋抗拉力力標準值值為從而雙根32精軋螺螺紋鋼筋筋抗拉力力設(shè)計值值為12338.554kNN。所以采用32精軋螺螺紋鋼筋筋作為吊吊桿時，采采用設(shè)計計值時定定義安全全系數(shù)時時，安全全系數(shù)為為采用標準值值定義安安全系數(shù)數(shù)時，安安全系數(shù)數(shù)為圖7.1 所有工

15、工況中反反力分布布7 結(jié)論雖然整個鋼鋼平臺高高度較大大，但是是整體剛剛度很大大，所以以整個平平臺在重重力、水水流力、水水浮力以以及套箱箱外靜水水壓力作作用下，應(yīng)應(yīng)力都在在極限允允許值范范圍內(nèi)。在在底板（工工字鋼和和槽鋼）與與套箱側(cè)側(cè)壁接觸觸的區(qū)域域以及兩兩個側(cè)壁壁面連接接的附近近有應(yīng)力力集中現(xiàn)現(xiàn)象，但但是這些些應(yīng)力集集中值都都不是很很大，結(jié)結(jié)構(gòu)在安安裝、澆澆注底部部混凝土土，澆注注上層混混凝土的的過程中中都在應(yīng)應(yīng)力控制制范圍之之內(nèi)。在澆注底部部混凝土土結(jié)束后后，由于于混凝土土自重，上上部套箱箱重量和和本身自自重作用用，底板板中部在在豎向位位移有些些偏大。但但在下層層混凝土土強度達達到要求求，套

16、箱箱中水體體排出后后，受到到下部浮浮力作用用，底板板（工字字鋼和槽槽鋼）豎豎向位移移又有較較大恢復復。對于于這些位位移較大大的位置置，需要要關(guān)注，可可以在中中部加固固，提高高底板剛剛度，減減小位移移。保證證平臺施施工時的的穩(wěn)定性。整個結(jié)構(gòu)在在整個施施工階段段中強度度均能滿滿足要求求。附件二：柬柬埔寨洞洞里薩河河大橋便便橋的計計算委托單位：杭交工工集團柬柬埔寨大大橋工程程項目部部承擔單位：浙江大大學結(jié)構(gòu)構(gòu)研究所所編寫：王金金昌審核：汪建建竹1. 便橋橋的基本本概況（1）便橋橋基礎(chǔ)便橋基礎(chǔ)采采用6099，壁厚厚為100mm的的鋼管樁樁，鋼管管入土至至強風化化巖頂面面，長度度根據(jù)相相應(yīng)的地地質(zhì)勘察察

17、資料而而定。橫橫向兩根根樁，縱縱向樁間間距為111.55m+44122.0mm+1.55m（支支點中心心間距）。（2）便橋橋上部結(jié)結(jié)構(gòu) 采用用I56aa作為便便橋上橫橫梁，在在其上擱擱置“321”軍用貝貝雷片2組，兩兩組間距距為6.60mm，每組組兩片，兩兩片間距距為455cm，貝貝雷梁上上擱置I40a橫向分分配梁，間間距為1150ccm，其其上擱置置I25aa縱向分分配梁，間間距30cmm，橋面 8mmm厚鋼板板鋪設(shè)。（3）便橋橋荷載：履帶吊25t，加最最大吊重重25t，共計50tt。2計算時時材料參參數(shù)和幾幾何參數(shù)數(shù)（1）力學學參數(shù) 本本次計算算對象為為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)，采用用彈性本本構(gòu)模型型，所

18、以以涉及的的材料參參數(shù)為： 彈彈性模量量E=2.0110111Pa泊松比=0.33質(zhì)量密度=78550kgg/m3（2）貝雷雷片貝雷片主要要由主弦弦桿和斜斜豎桿構(gòu)構(gòu)成，其其中主弦弦桿：410槽鋼16MMN錳鋼；斜豎桿桿：18槽鋼16MMN錳鋼。主弦桿中心心距：11.500M，每片有有效長度度：3.000M，每片有有自重：275。主方向抗彎彎剛度II1=25005000cm4，次方方向抗彎彎剛度II22199.6 cm44。主方向的允允許彎矩矩M=7888.22kNN.m，剪力力Q=2445.22kNN。3上部結(jié)結(jié)構(gòu)分配配梁的受受力計算算根據(jù)設(shè)計資資料可知知，不論論是履帶帶車還是是汽車，荷荷載均

19、直直接作用用于鋼板板，這88mm厚厚的鋼板板將荷載載分攤到到I25aa縱梁上上，而II25aa縱梁由I40a梁支撐撐，本次次計算時時偏于保保守將II40a和I25aa分別簡簡化為簡簡支梁。I40a的計算簡圖如圖3.1所示，其中在跨中施加的荷載集度為12.5t，計算結(jié)果見圖3.2所示和圖3.3所示，鋼材尚未屈服。圖3.1II40a鋼計算算簡圖圖3.2II40a鋼Misses應(yīng)應(yīng)力圖3.3II40a鋼豎向向撓度I25a鋼鋼縱向支支撐于II40a，支撐撐間距為為1500cm，偏偏于保守守計算時時簡化為為150跨徑的的簡支梁梁，I25aa鋼橫向向間距為為30ccm，考考慮12.5t由三根I25aa承擔

20、，所所以作用用于I25aa上的集集中荷載載為46666.77N，計算算簡圖如如圖3.4所示，計計算結(jié)果果見圖3.5和圖3.6所示，工工字鋼尚尚未屈服服。圖3.4II25aa鋼計算算簡圖圖3.5II25aa鋼Misses應(yīng)應(yīng)力圖3.6II25aa鋼豎向向撓度實際上分配配梁縱橫橫交錯，且且上面鋪鋪設(shè)了88mm鋼鋼板，所所以對于于I40a和I25aa鋼的承承載能夠夠滿足使使用要求求。4有限元元分析模模型的建建立和荷荷載場的的確定對上下部結(jié)結(jié)構(gòu)共同同作用進進行分析析時，主主要考慮慮了鋼管管樁、I56aa橫梁、貝貝雷片構(gòu)構(gòu)成的梁梁和地基基（側(cè)向向簡化為為彈簧）。上上部其余余部分換換算為荷荷載施加加于I5

21、6aa橫梁和和貝雷梁梁上。4.1 荷荷載場的的計算（1）自重重荷載的的計算I56a橫橫梁和I56aa橫向分分配梁，共9根，每根長7m，每延米重106.316kg，共重：6697.8kg；I25a縱縱梁，每每跨31根，每每根長112.00m，每每延米重重38.1055kg，共共重：1141775.11kg；橋面鋼板厚厚8mmm，長122m，寬寬6m，共共重：556522.0kkg；貝雷片，每每片2775kgg，每跨16片，共共重：444000kg。總共重：3309224.99kg。（2）水流流力 在在有水流流作用范范圍內(nèi)，水水流力集集度為6615.8N/m。4.2 有有限元分分析模型型的建立立采

22、用空間梁梁單元和和彈簧單單元對便便橋上下下部結(jié)構(gòu)構(gòu)共同作作用進行行模擬，其中彈簧用來模擬土對樁的作用，樁可能發(fā)生兩個平面上兩個方向的變形，所以設(shè)置了雙向彈簧，其中彈簧的剛度通過”m”法確定，即k=mZ式中，m為為抗力系系數(shù)，粘粘土取為為61106N/m，淤泥泥取為61106N/m。Z為自地表表向下深深度。I56a、鋼鋼管樁和和貝雷梁梁采用兩兩結(jié)點空空間單元元進行離離散，為為了更符符合實際際工況，梁梁與梁之之間采用用鉸接耦耦合（如如圖中的的圓圈所所示），即即約束三三個平動動自由度度，轉(zhuǎn)角角自由度度放松。有有限元模模型如圖圖4.1所示。圖4.1 有限元元模型邊界條件：樁底施施加豎向向約束，土土彈簧

23、另另一端（未未與樁相相連的端端點）施施加三個個方向的的平動自自由度約約束。荷載的施加加：自重荷載平平均分布布作用于于貝雷梁梁上，線線荷載集集度為1128885.44N/m。將履帶吊荷荷載均勻勻分布到到貝雷梁梁上。將水流力以以均布荷荷載的形形式施加加于每側(cè)側(cè)的迎水水面?zhèn)?。具體見圖44.2所示。圖4.2 荷載及及邊界條條件5計算結(jié)結(jié)果及分分析 通過鋼板板的分散散作用，所所以將履履帶等荷荷載平均均傳遞至至兩側(cè)貝貝雷片上上，線荷荷載集度度為218800NN/m。通過有限元元計算，可可得到應(yīng)應(yīng)力場和和位移場場。圖55.1為為Misses等等效應(yīng)力力分布，最最大應(yīng)力力為4.08MMPa，圖5.1MMise

24、es應(yīng)力力分布主方向的剪剪力和彎彎矩分布布分別見見圖5.2和圖圖5.33所示，由由圖可知知，最大大剪力為為2300.5kkN，最大大彎矩為為3577.8kkN.mm，遠小小于兩片片貝雷片片的允許許彎矩和和剪力。圖5.2 主方向向的剪力力分布圖5.3 主方向向的彎矩矩分布便橋的豎向向位移和和水流方方向的水水平位移移分布分分別見圖圖5.44和圖5.5所示示。最大大豎向位位移為55.8224mmm，最大大水平位位移為00.3776mm，說說明側(cè)向向水流力力對變形形的影響響不大。圖5.4 豎向位位移等值值線圖5.5水水流方向向側(cè)向位位移等值值線圖5.6給給出了豎豎向反力力分布，由由圖可知知，最大大豎向

25、支支反力為為3288.8kkN，將由由樁側(cè)摩摩阻力和和樁端支支承反力力承擔。圖5.6樁樁底豎向向反力分分布6. 單樁樁承載力力的計算算6.1 單單樁承載載力計算算公式參照公路路橋梁地地基與基基礎(chǔ)設(shè)計計規(guī)范（JTJ024-1985）鉆孔灌注樁的極限承載力可按下式計算：式中單樁軸軸向受壓壓容許承承載力（kN）；樁的周周長（m）；樁在局局部沖刷刷線以下下的有效效長度（m）；樁底橫橫截面面面積（m2）；樁壁土土的平均均極限摩摩阻力（kPa），可可按下式式計算：土層層層數(shù)；承臺底面面或局部部沖刷線線以下各各土層的的厚度（m）；與對應(yīng)應(yīng)的各土土層與樁樁壁的極極限摩阻阻力（kPa）；樁尖處處土的極極限承載載

26、力（kPa），可可按下式式計算：樁尖處處土的容容許承載載力（kPa）；樁尖的的埋置深深度（m）；地面土土容許承承載力隨隨深度的的修正系系數(shù)，取取1.0；樁尖以以上土的的容重（kN/mm3）;修正系系數(shù)，取取0.885；清底系系數(shù)，取取1.0。鋼管樁樁底底均位于于好的下下臥層，本次計算所涉及的土層或巖層的參數(shù)見表7.1所示，其余指標如厚度見地質(zhì)報告。表6.1 巖土參參數(shù)分層代號巖土名稱地基土允許許承載力力(kPaa)鉆孔灌注樁樁樁側(cè)土土極限摩摩阻力(kPaa)1淤泥4082粘土140403亞粘土160453淤泥質(zhì)亞粘粘土60151中砂、粗砂砂200552礫砂250601全風化砂巖巖4001006

27、.2 單單樁承載載計算對于樁端未未進入巖巖層的鋼鋼管樁，不不考慮端端承力。（1）樁周周長：（2）鋼管管樁截面面積：（3）鋼管管樁內(nèi)芯芯中空面面積： （4）樁側(cè)側(cè)平均摩摩阻力的的計算： （5）單樁樁豎向極極限承載載力從7#墩至至8#墩，至至巖層頂頂面上覆覆土層厚厚度在13.7224.33m。所所以僅考考慮側(cè)摩摩阻力時時單樁承承載力為為（7）單樁樁計算自自重根據(jù)JTJJ0244-19985，位于于局部沖沖刷線以以下部分分的樁身身自重的的一半作作為外力力考慮，地地面以上上樁長44.4mm，地面面以下至至樁端長長24.3m，所所以單樁樁計算自自重為（8）單樁樁豎向承承載的安安全系數(shù)數(shù)7. 結(jié)論論由以上

28、分析析結(jié)果可可知，便便橋滿足足施工中中使用要要求。對于鋼管樁樁插入深深度不足足，應(yīng)根根據(jù)相應(yīng)應(yīng)的地質(zhì)質(zhì)土層分分布重新新進行計計算，再再決定是是否要加加打鋼管管樁。附件三：柬柬埔寨洞洞里薩河河大橋棧棧橋的計計算委托單位：杭交工工集團柬柬埔寨大大橋工程程項目部部承擔單位：浙江大大學結(jié)構(gòu)構(gòu)研究所所編寫：王金金昌審核：汪建建竹1. 棧橋橋的基本本概況（1）棧基基礎(chǔ)棧橋采用2999，壁厚厚為5mmm的鋼鋼管拼接接而成，鋼管長度等定。拼接的形式詳見相關(guān)的設(shè)計圖紙。（2）棧橋橋上部結(jié)結(jié)構(gòu) 采用用兩片貝雷雷片，貝貝雷片的的間距為為1800cm，橫橫向通過過桿件連連接在一一下，整整體受力力。棧橋橋的導管管架縱向

29、向間距為為21mm。在貝貝雷片頂頂面鋪設(shè)設(shè)8mmm厚鋼板板。（3）棧橋橋上的輸輸送混凝凝土導管管 棧棧橋主要要是用來來輸送混混凝土，考考慮兩根根輸送混混凝土的的導管，導導管直徑徑為200cm，壁壁厚為55mm，考考慮兩根根導管滿滿充混凝凝土。2計算時時材料參參數(shù)和幾幾何參數(shù)數(shù)（1）力學學參數(shù) 本本次計算算對象為為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)，采用用彈性本本構(gòu)模型型，所以以涉及的的材料參參數(shù)為： 彈彈性模量量E=2.0110111Pa泊松比=0.33質(zhì)量密度=78550kgg/m3（2）貝雷雷片貝雷片主要要由主弦弦桿和斜斜豎桿構(gòu)構(gòu)成，其其中主弦弦桿：410槽鋼16MMN錳鋼；斜豎桿桿：18槽鋼16MMN錳鋼。主弦桿

30、中心心距：11.500M，每片有有效長度度：3.000M，每片有有自重：275。主方向抗彎彎剛度II1=25005000cm4，次方方向抗彎彎剛度II22199.6 cm44。主方向的允允許彎矩矩M=7888.22kNN.m，剪力力Q=2445.22kNN。3荷載場場的計算算以單跨為單單位進行行計算。（1）輸運運混凝土土導管的的重量：15448.55kg；（2）輸運運混凝土土的最大大重量：73772.66kg；（3）鋪設(shè)設(shè)鋼板的的重量：19778 kkg；（4）貝雷雷片總重重量：338500kg。（5）在有有水流作作用范圍圍內(nèi)，水水流力集集度為6155.8NN/m。4貝雷梁梁承載能能力的計計算

31、考慮到鋼板板分攤作作用，兩兩片貝雷雷片平均均分擔荷荷載，均均布荷載載集度為為42884.00N。偏于安安全和計計算簡介介，將貝貝雷梁簡簡化為簡簡支梁，計算結(jié)果見圖4.1和圖4.2所示，由圖可知最大彎矩為425.1kN.m，最大剪力為40.48kN，最大撓度為2.097cm。滿足貝雷片允許彎矩和剪力要求。圖4.1 主彎矩矩分布圖4.2 剪力分分布圖4.3 撓度等等值線5導管架架的計算算導管架兩側(cè)側(cè)受到偏偏載作用用時，即即一側(cè)混混凝土輸輸運管運運輸混凝凝土，同同時受到到水流力力的作用用。有限元計算算模型見見圖4.1所示，鋼鋼管架底底部為三三個方向向的鉸接接約束，貝雷片兩端受到鉸接約束作用，從而使棧

32、橋水平向受到三個位置的約束，從而增加了抗水平的變形能力。由圖可知，最最大Miisess等效應(yīng)應(yīng)力為665.229MPPa，最大豎豎向位移移為1.2444cm，最大大水平位位移為33.3777cmm。同時由計算算結(jié)果得得到約束束反力，豎豎向約束束反力在在-3.83kkN1118.8kNN，僅在在局部位位置出現(xiàn)現(xiàn)，影響響不大。水平向約束反力在-28.35kN8.97kN之間，為了增加水平向抗滑能力，應(yīng)在中間導管架及貝雷片兩端采取一些加固措施。圖4.1 有限元元計算模模型圖5.5鋼鋼管架MMisees等效效應(yīng)力圖5.6鋼鋼管架豎豎向位移移分布圖5.7 鋼管架架水流方方向水平平位移分分布圖5.8 鋼管

33、架架豎向反反力分布布圖5.9 鋼管架架水流方方向反力力分布6結(jié)論與與建議如果導管架架底部置置于力學學性能參參數(shù)好的的砂粒層層或巖層層頂上，此此時導管管架不會會出現(xiàn)因因為水流流力作用用而產(chǎn)生生傾覆，這部分水平力由底部摩擦力提供，底部能提供多大摩擦力，有待于進一步驗證，否則為了限制導管架的側(cè)向移位，應(yīng)采用一些附加措施。由地質(zhì)資料可知，一些導管架底部為淤泥或淤泥質(zhì)亞粘土，由最大豎向荷載高達75kN，由設(shè)計圖紙可知，在導管架底部設(shè)計了三角形墊板，墊板面積為2.00m2，如果導管架底部直接支承于淤泥層頂，而淤泥的地基允許承載力為50kPa，所以由墊板大小的淤泥提供的支反力為100kN，因淤泥頂受到一定厚

34、度水流作用，地基承載力會有所提高，所以導管架的豎向承載能夠滿足要求，但為了抵抗水平力的作用，導管架豎向鋼管應(yīng)插入下覆土層一定的深度，至少2.00m。附件四：柬柬埔寨洞洞里薩河河大橋88#墩施工工平臺的的計算委托單位：杭交工工集團柬柬埔寨大大橋工程程項目部部承擔單位：浙江大大學結(jié)構(gòu)構(gòu)研究所所編寫：王金金昌審核：汪建建竹18#墩墩施工平平臺基本本概況平臺基礎(chǔ)采采用鋼管管樁排架架式，鋼鋼管樁直直徑6099，壁厚厚為8mmm，鋼鋼管入土土至強風風化巖頂頂面，長長度根據(jù)據(jù)相應(yīng)的的地質(zhì)勘勘察資料料而定。2計算時時材料參參數(shù)和幾幾何參數(shù)數(shù)（1）力學學參數(shù) 本本次計算算對象為為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)，采用用彈性本本構(gòu)模型型

35、，所以以涉及的的材料參參數(shù)為： 彈彈性模量量E=2.0110111Pa泊松比=0.33質(zhì)量密度=78550kgg/m3（2）貝雷雷片貝雷片主要要由主弦弦桿和斜斜豎桿構(gòu)構(gòu)成，其其中主弦弦桿：410槽鋼16MMN錳鋼；斜豎桿桿：18槽鋼16MMN錳鋼。主弦桿中心心距：11.500M，每片有有效長度度：3.000M，每片有有自重：275。主方向抗彎彎剛度II1=25005000cm4，次方方向抗彎彎剛度II22199.6 cm44。單片貝雷片片主方向向的允許許彎矩M=7888.2kN.m，剪力力Q=2445.22kNN，兩片片貝雷片片主方向向的允許許彎矩M=15776.44kN.m，剪力力Q=499

36、0.44kN。3荷載的的確定（1）上部部自重荷荷載的計計算36C槽槽鋼每延延米重量量為755.311kg，共共有25根，每每根長度度為200.5mm，共重重385596.4kgg。I56a每每延米重重量為1106.3166kg，共共有10根，每每根長度度為133.5mm，共重重143352.7kgg。甲板的鋼板板厚為88mm，重重量為1157008.88kg。貝雷片，共共有56片，重重量為1154000kgg。所以上部荷荷載自重重總共為為840057.9kgg。（2）人群群荷載，考考慮在平平臺上同同時有20個人，每每個人重重量考慮慮為1000kgg，共重重20000kgg。（3）考慮慮兩臺鉆鉆

37、機同時時施工，每每臺鉆機機重量考考慮為115t，附屬屬設(shè)備為為15t，共共45t。（4）在有有水流作作用范圍圍內(nèi)，水水流力集集度為6155.8NN/m。（5）船只只撞擊力力，順橋橋向為4000kN，橫橋橋向為5500kN。4. 平臺臺施工時時計算結(jié)結(jié)果及分分析4.1 有有限元模模型的建建立采用空間梁梁單元和和彈簧單單元對便便橋上下下部結(jié)構(gòu)構(gòu)共同作作用進行行模擬，其其中彈簧簧用來模模擬土對對樁的作作用，樁樁可能發(fā)發(fā)生兩個個平面上上兩個方方向的變變形，所所以設(shè)置置了雙向向彈簧，其其中彈簧簧的剛度度通過”m”法確定定，即k=mZ式中，m為為抗力系系數(shù)，粘粘土取為為61106N/m，淤泥泥取為6110

38、6N/m。Z為自地表表向下深深度。 II56aa、鋼管管樁和貝貝雷梁采采用兩結(jié)結(jié)點空間間單元進進行離散散，為了了更符合合實際工工況，梁梁與梁之之間采用用鉸接耦耦合（如如圖中的的圓圈所所示），即即約束三三個平動動自由度度，轉(zhuǎn)角角自由度度放松。有有限元模模型如圖圖4.1所示。圖4.1 有限元元模型邊界條件：樁底施施加豎向向約束，土彈簧另一端（未與樁相連的端點）施加三個方向的平動自由度約束。荷載的施加加：自重荷載（包包括人群群荷載）平平均分布布作用于于貝雷梁梁上，線線荷載集集度為130039NN/m。鉆機及附屬屬設(shè)備按按不利情情況布置置于平臺臺中央，以以集中荷荷載的形形式施加加于四個個結(jié)點上上。 將

39、水流力以以均布荷荷載的形形式施加加于每側(cè)側(cè)的迎水水面?zhèn)?。具體見圖44.2所示。圖4.2 荷載及及邊界條條件4.2計算算結(jié)果及及分析通過有限元元計算，可可得到應(yīng)應(yīng)力場和和位移場場。圖4.3為Misses等等效應(yīng)力力分布，最最大應(yīng)力力為411.699MPaa。圖4.3MMisees應(yīng)力力分布主方向的剪剪力和彎彎矩分布布分別見見圖4.4和圖4.55所示，由由圖可知知，最大大剪力為為2199.7kkN，最大大彎矩為為4399.3kkN.mm，遠小小于兩片片貝雷片片的允許許彎矩和和剪力。圖4.4 主方向向的剪力力分布圖4.4 主方向向的彎矩矩分布平臺的豎向向位移和和水流方方向的水水平位移移分布分分別見圖

40、圖4.5和圖4.6所示。最最大豎向向位移為為2.1113ccm，最最大水平平位移為為1.6669mmm，說說明側(cè)向向水流力力對變形形的影響響不容忽忽視。圖4.5 豎向位位移等值值線圖4.6 水流方方向側(cè)向向位移等等值線圖4.7為為樁底反反力分布布，由圖圖可知，最最大樁底底反力為為2255.7kkN，實際際上這部部分力由由樁側(cè)摩摩阻力和和樁端支支承力承承擔。圖4.7 樁底支支承反力力考慮材料、浮浮吊、交交通船的的靠泊等等因素，作作用于樁樁頂最外外側(cè)位置置處，施施工平臺臺結(jié)構(gòu)的的Misses等效應(yīng)應(yīng)力分布布見圖4.88所示和和圖4.9所示。由由圖可知知，在平平臺分別別受到橫橫橋向和和順橋向向撞擊荷

41、荷載作用用時，最最大Misses等效應(yīng)應(yīng)力分別別達到3777.3MMPa和2388.9MMPa，已超超過鋼材材的屈服服應(yīng)力，結(jié)結(jié)構(gòu)可能能發(fā)生破破壞，所所以為了了應(yīng)對該該橫橋向向和順橋橋向碰撞撞力的作作用，應(yīng)應(yīng)采取一一些附加加防撞措措施。圖4.8 施工平平臺受到到橫橋向向水平撞撞擊力作作用下的的等效應(yīng)應(yīng)力分布布圖4.9 施工平平臺受到到順橋向水水平撞擊擊力作用用下的等等效應(yīng)力力分布5. 采用用鋼套箱箱進行8#承臺施施工時的的計算結(jié)結(jié)果及分分析根據(jù)鋼套箱箱部分的的數(shù)值模模擬分析析結(jié)果顯顯示，澆澆筑承臺臺封底混凝凝土時為為最不利利加載工工況，此此時封底底混凝土土自身強強度尚沒沒有發(fā)揮揮出來，所以自重

42、荷載通過鋼套箱傳到吊點上。5.1 荷荷載場的的確定（1）鋼套套箱的自自重鋼套箱部分分包括槽槽鋼、I字型鋼鋼、圓鋼鋼和鋼板板，這部部分重量量共：5506006.66kg；封底混凝土土和承臺臺共重：126620550kgg。所以鋼套箱箱部分作作用于平平臺上自自重荷載載總共為為131126556.66kg。水的浮力向向上，該該種工況況下對鋼鋼套箱受受力有利利，浮力力為：77044400kkg。（2）水的的浮力向向上，該該種工況況下對鋼鋼套箱受受力有利利，浮力力為：77044400kkg。 所所以作用用于每個個吊點上上的作用用力為：(131226566.6-70444000)10./166=38001

43、600.4kkg5.2 計計算結(jié)果果及分析析采用第四節(jié)節(jié)的分析析模型，除除了將鉆鉆機荷載載移除外外，其余余條件不不變。計計算結(jié)果果見下面面圖所示示。由圖5.11圖5.3可知，最最大Miisess等效應(yīng)應(yīng)力為56.335MPPa，最最大剪力力為1770.11MPaa，最大大彎矩為為3200.6MMPa，滿滿足強度度要求。由圖5.44和圖5.5可知，最最大豎向向位移為為1.7757ccm，最大大水平位位移為11.6669cmm。圖5.1MMisees等效效應(yīng)力分分布圖5.2主主剪力分分布圖5.3主主彎矩分分布圖5.4豎豎向位移移分布圖5.5水水平位移移分布圖5.6為為樁底反反力分布布，由圖圖可知，

44、最最大樁底底反力為為4988.8kkN，實際際上這部部分力由由樁側(cè)摩摩阻力和和樁端支支承力承承擔。但但此處計計算時未未考慮七七根工程程樁的豎豎向支承承作用，所所以計算算得到的的樁底反反力較大大。圖5.6 樁底支支承反力力在澆筑承臺臺時，工工程樁對對鋼套箱箱已能提提供豎向向支承作作用，在在澆筑承承臺工況況將工程程樁的作作用簡化化為豎向向彈簧，彈彈簧的剛剛度為2.551009N/m，如圖5.7給出的的考慮工工程樁（等等效為彈彈簧作用用時）的的有限元元網(wǎng)格劃劃分圖。最最不利工工況下的的約束反反力如圖圖5.8所示，每每側(cè)總反反力分別別為82.89kkN和87.42kkN，彈簧簧軸向應(yīng)應(yīng)力分布布如圖5.9所示，最最大為00.9991MPPa。圖5.7樁樁底支承承反力圖5.7 考慮彈彈簧作用用時約束