某長(zhǎng)江公路大橋主航道橋北塔主墩基礎(chǔ)施工方案計(jì)算

PAGEPAGE23xx公路大橋主航道橋北塔主墩基礎(chǔ)施工方案計(jì)算一.任務(wù)來(lái)源xx公路大橋主航道橋北塔主墩基礎(chǔ)屬于C1合同段，本合同段計(jì)劃將于xx年xx月底進(jìn)行施工招投標(biāo)，預(yù)計(jì)開工日期為xx年xx月下旬。受**路橋公司委托，xx院對(duì)其提出的施工方案進(jìn)行施工過(guò)程的一些關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行分析計(jì)算。二.分析計(jì)算內(nèi)容驗(yàn)算范圍：北塔主墩基礎(chǔ)施工過(guò)程的受力分析。驗(yàn)算內(nèi)容：施工期間鋼護(hù)筒的沖刷深度計(jì)算。施工期間沖刷防護(hù)措施的計(jì)算。鉆孔平臺(tái)抵抗水流沖擊的穩(wěn)定性計(jì)算。鉆孔平臺(tái)抵抗船舶撞擊時(shí)的安全性。鋼套箱的強(qiáng)度和變形驗(yàn)算。澆注3m厚封底混凝土?xí)r懸吊力的驗(yàn)算。三.分析計(jì)算依據(jù)分析計(jì)算資料：淘餐轉(zhuǎn)《行*滴*娃大橋主橋施工敢、監(jiān)理招標(biāo)參作考資料》襲殲杠《燕*筐*幟大橋主橋基礎(chǔ)憂施工招標(biāo)文件腔》遺降得《和*精*景大橋主橋基礎(chǔ)拿施工招標(biāo)補(bǔ)遺解文件》樣塵惠《棕*犧*館大橋主橋基礎(chǔ)徐施工方案》邀復(fù)核驗(yàn)算規(guī)范妙：爽江落公路橋涵設(shè)計(jì)注通用規(guī)范糖（檢JTJ02湊1-8鳴9押）嗓遺妥跡公路工程水文筆勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范之（民JTGC3隔0-200父2乖）幫公路鋼筋混凝環(huán)土及預(yù)應(yīng)力混謎凝土設(shè)計(jì)規(guī)范?。◥繨TJ02叮3-8假5開）稿興設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)介望：間*應(yīng)*乏大橋主橋?yàn)橹髁缲?cái)1088每m別的雙索面斜拉虜橋。索塔基辰礎(chǔ)血4氣號(hào)墩采用樁基袍礎(chǔ)，樁基辣為驚13衡1呆根足D2.8/D刊2.5討m勿鉆孔樁（鋼護(hù)怖筒內(nèi)荷徑期2.8壤m(xù)槍），采用梅花括形布置。按照嗽摩擦樁設(shè)計(jì)，淋樁您長(zhǎng)喉116幅m蕉。由于需要承汗受較大的水平泥力，考慮護(hù)筒醒與樁基礎(chǔ)共同下受力。承臺(tái)為宴啞鈴形，在每鼠個(gè)塔柱下承臺(tái)皂平面尺寸勺為漸50.55×敗48.1系m雁，其厚度由邊雨緣掘的率5魔m仆變化到最厚處蹄的袍13.324蜜m單，其頂部與塔釋柱的接觸面垂否直于索塔塔柱利的中心線。兩悶承臺(tái)之間采蛇用奔12.65×亮27.1希m爆系梁連接，系第梁厚度急為霉6金m賢。承臺(tái)設(shè)屑有慚4飛個(gè)備用樁位，抓但是由于補(bǔ)樁摘位的受力較為大不利，因此仍胞然要求施工單睛位的成樁率浙為游10引0睜％。捷告圖酬一軌榮4準(zhǔn)號(hào)墩基礎(chǔ)一般闊構(gòu)造圖施工方案：初1.業(yè)即施工平臺(tái)醉圖梯二門壟施工平臺(tái)平面叔示意圖疾施工平臺(tái)平面陷如圖二所示。繼圖中的圓圈表臂示鋼管樁，鋼爸管樁采算用海φ怕1500×2格0m訴m段的鋼管，圖中蕉的粗線表示貝罩雷架，采用三字排兩層的貝雷讀梁，貝雷梁的牲剛度比較大，垂能夠有效的把泰鋼管樁連接在病一起，所以要撇求，每根鋼管姿樁上至少有一界根貝雷梁通過(guò)護(hù)。細(xì)線表示工太字鋼，采房用離I63好b福的熱軋工字鋼梅。2.鋼套箱六鋼套箱采用分賢塊拼裝、運(yùn)輸?shù)?，整體吊裝。鬧鋼套箱一般構(gòu)宮造圖和鋼套箱剛施工基礎(chǔ)過(guò)程營(yíng)詳細(xì)情況參見表圖三～圖五?？蠄D予三崗腦奧鋼套箱布置圖傻圖尾四鬼客鋼套箱細(xì)部構(gòu)對(duì)造圖郊圖削五穴性鋼套箱施工過(guò)短程示意圖育施工計(jì)算情況庭：每1.飯吼施工期間鋼護(hù)棄筒的沖刷深度垂計(jì)算。齡穩(wěn)定河段的沖半刷包括一般沖號(hào)刷和局部沖刷弦兩種。根據(jù)施記工周期需要，詞分兩段時(shí)間進(jìn)求行沖刷計(jì)算豆（助1擔(dān).予枯水期、平水列期施工鋼管樁紙；竭2遵.元經(jīng)歷一個(gè)最大鈔的折2纖0寒年一屋遇到5妹％的施工期）社1粥）枯水期、平洞水期鋼管樁施作工期間且橋位處枯水期泳、平水期額為立1照1裳～狀x尸x招月境，根據(jù)狠《貿(mào)*譽(yù)*紅大橋主橋施工絡(luò)、監(jiān)理招標(biāo)參葡考資料》的第立三部分《橋位系水文情況概要止》，北主墩的貞有關(guān)水文觀測(cè)餓資料：竭200鍵0鼓年嗽2忠月忍2懷1螞（枯水期）大抱潮漲急爭(zhēng)攝師鞠V有＝自1.29m/飯s艷200伍0壤年闖2銷月注2棵1肺（枯水期）大斜潮落急盒臥發(fā)俘V忠＝運(yùn)1.42m/悔s份200法2娃年約1殼1弦月罩7肢（平水期）小鼻潮漲急稿牢滾雕V昂＝折0.75m/幫s哪200貞0委年擋2忠月曬2泳1撓（枯水期）大精潮落急膝撇特醬V攻＝螺1.37m/夜s濕200庭2皇年歌1束2皮月終5吩（平水期）大制潮漲急切群段眼V賺＝淹1.88m/協(xié)s帳枯水期、平水類期鋼管樁施工瞎期間的施工最返大垂線平均流朝速取孫值泳V郵＝欣1.9m/s牲a濃.屆一般沖刷計(jì)算暴根據(jù)《公路工牲程水文勘測(cè)設(shè)被計(jì)規(guī)范虛》臟JTGC3研0-200白2察，率第己7.3.峽1暈非粘性土河床營(yíng)的一般沖刷：激根據(jù)《橋位水越文情況概要》解計(jì)察算刃V豬＝遇1.9m/莊s部對(duì)應(yīng)的緣；礙根據(jù)瞇表趣稼1盡；右根據(jù)《橋位水茶文情況概要》廢計(jì)算殖；；鞋根據(jù)燭表陪突2牧；邀根據(jù)《工程地修質(zhì)勘探資料》外取歡b戶.注局部沖刷計(jì)算俯根據(jù)《公路工鼻程水文勘測(cè)設(shè)曉計(jì)規(guī)范桌》沫JTGC3美0-200猛2董，徐第疑7.4.吳1愿非粘性土河床惡的橋墩局部沖桑刷：晴根據(jù)《工程地訂質(zhì)勘探資料》懷取聽根據(jù)附村錄陪B花橋墩系數(shù)及墩麗寬計(jì)算；澤枯水期、平水鞏期鋼管樁施工顧期間沖刷深度透2)妙耗經(jīng)歷一個(gè)最大滋的灑2幣0杜年一戚遇蘆5攀％洪水的施工沖期磚施工期間至少仙經(jīng)歷一個(gè)洪水門期，橋位處洪通水期青為嶺6斑～擊1巖0窮月，考慮施工比期間最不利為退經(jīng)歷一個(gè)最大臟的謀2曾0喇年一辮遇妹5薪％洪水期，根受據(jù)問(wèn)《粒*眼*仍大橋主橋施工寬、監(jiān)理招標(biāo)參尤考資料》的第婆三部分《橋位騾水文情況概要援》，北主墩的冤洪水期最大垂貌線平均流速取調(diào)值及V呈＝斯2.75m/匙s化。泰a宰.霞一般沖刷計(jì)算殊根據(jù)《公路工茫程水文勘測(cè)設(shè)軟計(jì)規(guī)范際》逆JTGC3潤(rùn)0-200趕2熟，線第點(diǎn)7.3.虜1算非粘性土河床拆的一般沖刷：忍根據(jù)《橋位水席文情況概要》準(zhǔn)計(jì)厚算租V王＝鄙2.75m/呀s愛對(duì)應(yīng)的嗓；藏根據(jù)移表乳交1晚；收根據(jù)《橋位水床文情況概要》秘計(jì)算尤；；拾根據(jù)書表寧河2假；襪根據(jù)《工程地拘質(zhì)勘探資料》帖取隊(duì)b搭.質(zhì)鋼管樁局部沖辨刷計(jì)算益根據(jù)《公路工俱程水文勘測(cè)設(shè)據(jù)計(jì)規(guī)范膀》如JTGC3侄0-200政2孝，提第倉(cāng)7.4.毒1搜非粘性土河床紋的橋墩局部沖敏刷：?jiǎn)韪鶕?jù)《工程地兇質(zhì)勘探資料》憂取則根據(jù)附云錄慕B途橋墩系數(shù)及墩核寬計(jì)算；何經(jīng)歷一個(gè)最大炭的撞2票0獅年一帽遇泰5攪％洪水期鋼管池樁施工期間沖減刷深度零c燥.郵鋼護(hù)筒局部沖齡刷計(jì)算狀根據(jù)《公路工厲程水文勘測(cè)設(shè)踐計(jì)規(guī)范拾》視JTGC3虹0-200帝2猾，愧第夜7.4.低1漆非粘性土河床狀的橋墩局部沖秩刷：寇根據(jù)《工程地飼質(zhì)勘探資料》學(xué)取株根據(jù)附獲錄珠B岡橋墩系數(shù)及墩摸寬計(jì)算；供經(jīng)歷一個(gè)最大集的剝2笛0妹年一渠遇唱5顏％洪水期鋼管哪樁施工期間沖諸刷深度煙d蹄.紹鋼護(hù)筒、鋼管隸樁局部沖刷計(jì)涌算勝根據(jù)《公路工儀程水文勘測(cè)設(shè)洞計(jì)規(guī)范建》型JTGC3與0-200吉2味，患第扶7.4.撥1池非粘性土河床瘡的橋墩局部沖敗刷：孟根據(jù)《工程地壞質(zhì)勘探資料》刃取社根據(jù)附蕩錄稱B友橋墩系數(shù)及墩溝寬計(jì)算；政經(jīng)歷一個(gè)最大謠的澇2至0左年一蚊遇短5鍋％洪水期鋼護(hù)郊筒、鋼管樁局叢施工期間沖刷探深度委2辰.緩茄施工期間沖刷朋防護(hù)措施的計(jì)混算斥湖由于墩柱處在去水深流急水域陣，施工前期必鳴然引起劇烈淘沫刷，在墩柱基而礎(chǔ)施工的同時(shí)村對(duì)周邊河床進(jìn)件行護(hù)底防護(hù)，遺遏華制和減輕沖刷艙孔的形成和發(fā)糧展。擁對(duì)免*稼*幟大橋北主墩施納工采用塊石防暗護(hù)。湯根據(jù)《公路工嶺程水文勘測(cè)設(shè)培計(jì)規(guī)范吉》頃JTGC3儀0-200恥2廈，感第月7.4.謀1粱非粘性土河床炎的橋墩局部沖裹刷：遷酷糊塊石防護(hù)不沖忍刷的條件是：敢。為了考慮后鬼期運(yùn)營(yíng)河床防擔(dān)護(hù)，塊石防護(hù)說(shuō)的沖刷速度甲采項(xiàng)用亭30靜0摘年一遇的最大賠洪水，北主粉墩閉30俊0裁年一遇的落潮寶流量相應(yīng)的最柜大垂線平均流代速阻。淘塊石防護(hù)的最罰小尺寸采樂(lè)用武450m架m醒。介3喊.加化鉆孔平臺(tái)抵抗畝水流沖擊的穩(wěn)黑定性計(jì)員1折）水流沖擊力帽蜓凡根據(jù)《公路橋軌涵設(shè)計(jì)通用規(guī)肚范》蹤（達(dá)JTJ02櫻1-8秀9抖）姓第者房0痕條流水寫壓力水的容重；重力加速度；鉛橋墩形狀系數(shù)關(guān)。來(lái)a散.悼單根鋼管樁的羊水流沖擊力（橡平水期、枯水錘期）廳平水期、枯水裹期水流速度概b.圣蘿單根鋼管樁的唉水流沖擊力（殿經(jīng)歷一個(gè)洪水盛期）扎北主墩的洪水安期最大垂線平層均流速取值第c漁.罪經(jīng)單根鋼護(hù)筒的兄水流沖擊力（校平水期、枯水政期）慶平水期、枯水圓期水流速度鮮d連.虹掌單根鋼護(hù)筒的錢水流沖擊力（抄經(jīng)歷一個(gè)洪水劃期）余北主墩的洪水自期最大垂線平宇均流速取值2）計(jì)算結(jié)果蘋a.勁巧計(jì)算程序王伯海本計(jì)算采攏用猜Ansy評(píng)s鈔程序進(jìn)行三維科空間分析。蹈b.蕉薪施工平臺(tái)在平瓜水期的穩(wěn)定性赴蛛爐按照施工進(jìn)度蔥安排，施工平摸臺(tái)（包括鋼管中樁及鋼管樁上泉部平臺(tái)場(chǎng)）員妥在平水期施工猴完畢，按照施漫工方案，在洪京水期來(lái)臨之前叢必須施工完成俗部分的鋼護(hù)筒沉并澆注完成部腹分的混凝土樁釋基，并把樁基暗和施工平臺(tái)連煮接起來(lái)，以安享全度過(guò)洪水期癢。所以在平水仿期的計(jì)算模型眠考慮最不利情以況為空平臺(tái)的華情況，即只有之鋼管樁及鋼管尊樁上部平臺(tái)。天水流力的作用式考慮平水期的銹水流作用，單悄根樁作用的水園流力兇為乒83.1k奮N玉，作用在水姐深回1/劃3曬處。根據(jù)平水儀期沖刷計(jì)算，永沖刷深度悠約掃10瓦m襲，所以鋼管樁魄計(jì)算底端固結(jié)繩點(diǎn)約在?。汗?23.3-疊10-4.建2笛＝務(wù)-37.5黨m當(dāng)?shù)臉?biāo)高處，計(jì)鴉算樁長(zhǎng)巡為工45各m鳥，底端固結(jié)，折計(jì)算模型如圖固六所示。棗圖純六包琴嘗施工平臺(tái)平水方期計(jì)算模型煤計(jì)算得到樁底齡最大應(yīng)力恰為渴146MP勁a浩，位置在樁底幻；工字鋼最大疏應(yīng)力期為恒163MP抬a徹；貝雷架最大童應(yīng)力副為質(zhì)127MP嬌a送。根據(jù)上述情嘴況，施工平臺(tái)津能夠滿足平水摔期施工的要求豪。民計(jì)算時(shí)對(duì)平臺(tái)尿初步方案進(jìn)行事了調(diào)整，要求牢保證每根鋼管凱樁的樁頂都有盡一根貝雷梁通冶過(guò)，同時(shí)，要縱求貝雷梁與下糕部的工字鋼有抬可靠的連接。疑關(guān)于施工過(guò)程自平臺(tái)的抗風(fēng)的鄭問(wèn)題，由于平往臺(tái)在水面上不題高，平臺(tái)處的胳風(fēng)速相對(duì)較低盯，同時(shí)，整個(gè)差平臺(tái)是桁式結(jié)喜構(gòu)，迎風(fēng)面積娛較小，風(fēng)力也駕較小。當(dāng)鋼套睬箱上去后，整犁個(gè)平臺(tái)與已施即工完成的樁基膛等形成了一個(gè)蒜整體，抗風(fēng)性充能大大提高，栽所以抗風(fēng)不是撤主要的問(wèn)題，框下面不再對(duì)其銜進(jìn)行計(jì)算。喚c.墊封施工平臺(tái)在洪駱?biāo)诘姆€(wěn)定性臟洪水期來(lái)臨前吵，要求上下游熟各施工完至追少光1件6充根樁，已抵抗奪洪水和其他可察能的沖擊等意聚外情況，保證泥安全度過(guò)洪水素期。施工完畢什的樁要求和施硬工平臺(tái)進(jìn)行有撫效的連接，整潤(rùn)個(gè)體系形成一戰(zhàn)個(gè)整體。洪水魔期的沖刷深度然按染20礦m遇計(jì)算，所以鋼鍵管樁和鋼護(hù)筒況的計(jì)算長(zhǎng)度童按踏55鉆m舌計(jì)算。底端固逆結(jié)。鋼護(hù)筒和昌施工平臺(tái)之間叫用講I63茂b萄的工字鋼連接芹。計(jì)算模型如瘦圖七所示。盤洪水期水流的聰計(jì)算只考慮鋼衡護(hù)筒的受力，挎鋼護(hù)筒內(nèi)的混商凝土不考慮。夜根據(jù)上番面圓a貸)預(yù)的計(jì)算，鋼管帽樁的水流力汪為榨220.4k筆N團(tuán)，鋼護(hù)筒的水厲流力逼為閣426.1k懂N條。旬圖棒七搭澇計(jì)算模型平面城圖弦計(jì)算得到施工廚平臺(tái)在水流力武的作用下，鋼柜護(hù)筒內(nèi)的最大房應(yīng)力康為斑38.5MP逮a睛，鋼管樁內(nèi)的致最大應(yīng)力脈為廟34.7MP拒a忌，工字鋼內(nèi)的頑最大應(yīng)力古為行129MP槳a紐，貝雷架內(nèi)的拉最大應(yīng)力等為挖34.6MP嘴a備，滿足施工過(guò)宜程的要求。字4.類也鉆孔平臺(tái)抵抗類船舶撞擊時(shí)的睜安全性競(jìng)1禍）洪水燙期稱5000淋T歡級(jí)船舶撞擊力躬計(jì)算無(wú)鉆孔平臺(tái)抵池抗舊5000申T彈級(jí)船舶撞擊時(shí)兇的穩(wěn)定性的計(jì)士算，考慮施工煎期間至少經(jīng)歷載一個(gè)洪水期。芒根據(jù)垮《惡*芬*貫大橋主橋施工羨、監(jiān)理招標(biāo)參寄考資料》的第持三部分《橋位樓水文情況概要嶺》，北主墩的界洪水期最大垂啞線點(diǎn)流速取值豎。暴根據(jù)《公路橋謎涵設(shè)計(jì)通用規(guī)粘范》眠（繞JTJ02凱1-8按9衡）附錄訓(xùn)四社蛛船只和漂流物議的撞擊力絞根據(jù)有關(guān)資料煤，姥5000佳T汽級(jí)船舶的漂流棄物重力券；重力加速度；水流速度；趴無(wú)實(shí)際資料時(shí)燥，撞擊時(shí)間囑。鵲2桶）枯水、平水媽期施工臉船倍2000刻T耽船舶撞擊力計(jì)撒算透鉆孔平臺(tái)抵合抗旬2000掏T褲施工船撞擊時(shí)胸的穩(wěn)定性的計(jì)跨算。根據(jù)《公耍路橋涵設(shè)計(jì)通妙用規(guī)范》研（逮JTJ02扔1-8驗(yàn)9購(gòu)）附錄按四藥絹船只和漂流物挽的撞擊力將2000關(guān)T歡施工船的漂流難物重力笛；重力加速度；水流速度；皺無(wú)實(shí)際資料時(shí)止，撞擊時(shí)間蘆。3）計(jì)算結(jié)果惠愿族考慮洪水期時(shí)兵鋼護(hù)筒內(nèi)上下悼游各沫有版1寫6戚根樁施工澆注扯完畢，同時(shí)，陪水流力的作用鉗由施工平臺(tái)和球鋼護(hù)筒共同承像受，而船撞力及由平臺(tái)和混凝際土樁承受。計(jì)格算得到洪水穴期兇5000肯T脾級(jí)的船以癢的速度撞擊作怕用下卻，樁基內(nèi)的最價(jià)大拉應(yīng)力狗為流20.4MP豐a骨，與混凝土樁奴連接的工字鋼茫內(nèi)的最大應(yīng)力芽高新達(dá)蘭540MPa嫂,發(fā)如果加上水流香力，工字鋼內(nèi)兵的應(yīng)力超過(guò)春了跑600MP陸a缺，我們初步判榨定，平臺(tái)無(wú)法瞎在洪水期承儉受帥5000偽T清級(jí)的船舶自由概撞擊。在洪水仰期應(yīng)該采取必停要的導(dǎo)航防撞暢措施。更詳細(xì)唱的計(jì)算應(yīng)該采悠用非線性時(shí)程搖分析。誕海詳考慮在枯水期拖、平水期無(wú)法餅避免施工船只陷對(duì)平臺(tái)的撞擊鬧，我們用以上蘿同樣的模型，嫌計(jì)算喝了兆2000拿t膨排水量的船只媽自由撞擊的情泰況，撞擊速度迷。本局部工字鋼內(nèi)增的應(yīng)力最大復(fù)為缸129MP福a旁，一般均吩在煩90MP彼a學(xué)以下，貝雷架還的應(yīng)力最大院為沃37.6MP承a稿，鋼管樁內(nèi)的汁最大應(yīng)力安為陷24.4MP苦a寄，混凝土樁基震內(nèi)的最大拉應(yīng)逼力并為室1.89MP條a歌。由此看來(lái)，擱在枯水期、平四水期施工船在謝低絹于鈴2m/福s哈的速度對(duì)平臺(tái)猾的撞擊是安全宿的。饞5.傅誤鋼套箱的強(qiáng)度格和變形驗(yàn)算機(jī)湯限在整個(gè)施工過(guò)笛程中，鋼套箱兩最不利的情況兇是：封底承臺(tái)棚混凝土澆注完廣畢，為了澆注權(quán)承臺(tái)混凝土，惰把鋼套箱內(nèi)的盡水全部抽出，詞此時(shí)，鋼套箱設(shè)承受高袍達(dá)疑11.3恒m撥的水壓力。驗(yàn)葛德本計(jì)算的計(jì)算蹄模型把鋼套箱抬用板殼來(lái)模擬棉，其剛度為上洋下衰層糠6m淹m老鋼板的換算剛理度，計(jì)算出等凳剛度板的內(nèi)力押后，再扭用慮Ansy芬s巴本身的計(jì)算功溪能計(jì)算真實(shí)板素的應(yīng)力。模型網(wǎng)中的鋼管內(nèi)撐慮不考慮其抗彎瘡功能，用桁架延來(lái)模擬，內(nèi)撐精的布置參見圖泰三。計(jì)算模型桶如圖八所示。愿獸陣計(jì)算得到的鋼箭套箱內(nèi)的最大兩應(yīng)力摘為殊90.8MP院a型，鋼管內(nèi)撐的餐最大應(yīng)力召為牧33.4MP褲a械。鋼套箱的最障大位移步為潮1.29c殲m災(zāi)。計(jì)算表明鋼包