非通航孔橋鉆孔平臺驗算書

1、非通航孔橋鉆孔平臺驗算書一、I14工字鋼分配梁計算選取平臺上荷載最為集中的位置進行分配梁的計算，鉆機、泥漿池主要都是平臺H450×200梁承受，故選取20t鉆桿堆放位置進行分配梁的計算。鉆桿下有3m÷0.5m6根分配梁承受，單根分配梁承受的均布線荷載為：q鉆桿200KN÷3m÷6=11.11KN/m，均布載長度為3m。 單根分配梁自重線荷載為：q自重16.87kg/m=0.17KN/m，均布載長度為3.1m。偏安全考慮，按簡支梁計算，建模計算如圖1114。圖11 建模圖圖12 彎矩圖圖13 剪力圖圖14 撓度圖Mmax13.5KNm Qmax16.9KN

2、 fmax9mm M/W132.7MPa<215 MPa，滿足要求。 QS/It16.9×103×1.52×104/7.12×106×5.5×10365.6MPa<125 MPa, 滿足要求。 fmax8mm<3100/30010mm，滿足要求。綜上，選用I14工字梁，間距0.5m，作為平臺的分配梁完全滿足要求。二、平臺梁計算2.1平臺梁計算說明1、龍門吊軌道鋪設1，6梁上行走，1，6梁僅僅作為龍門吊的承重梁，受力唯一，將不參與平臺荷載的受力；2、2、3梁作為泥漿池、鉆機、鉆桿的承重梁；3、4、5梁作為空壓機、泥漿分

3、離器、發(fā)電機的承重梁；圖212.2 平臺梁受力計算2.2.1 單根平臺梁平臺荷載計算1、平臺鋪設面板平臺上鋪設8mm鋼板，鋪設面積為278m2，重174.6KN，近似由16梁承受，則單根梁承受的鋼板重量的線荷載為：q鋼板174.6÷6÷17.31.68KN/m2、平臺分配梁平臺上鋪設I14，間距0.5m，單根長度16.5m，共34根，共重94.7KN，近似由16梁承受，則單根梁承受的鋼分配梁重量的線荷載為：q分配梁94.7÷6÷17.30.91KN/m3、平臺梁自重線荷載平臺梁均用HN450×200加工，翼板厚14mm，腹板厚9mm，雙肢梁自重

4、線荷載為：q自重2×76kg/m1.52KN/m綜上，qq鋼板q分配梁q自重1.680.911.524.11KN/m2.2.2 1#、6梁受力計算1#、6梁承受龍門吊自重（400KN）及吊物的荷載。選取起吊最大重物400KN，選取龍門吊在1、6上最不利的工況，對1、6進行驗算。龍門吊自重400KN，起吊重物400KN，共計荷載800KN。其中460KN平均作用在1梁上的兩個支腿，每個支腿作用230KN；其中340KN平均作用在6梁上的兩個支腿，每個支腿作用170KN。1、1梁：圖22圖23圖24圖25Mmax=286KNm Qmax=208KN fmax=11mm2、6梁：圖26圖2

5、7圖28圖29Mmax=213KNm Qmax=157KN fmax=8mm2.2.3 2#、3梁受力計算2、3梁承受鉆機、鉆桿、泥漿池的荷載，鉆機和鉆桿的荷載均增加0.3倍的動荷載系數，2、3梁平分荷載。q鉆機（400+200）×1.3÷2÷4.684.8KN/m400鉆機重；200鉆桿重；1.3動荷載系數；2表示2和3梁共同承載；4.6鉆機、鉆桿底盤作用在梁上的長度。q泥漿池500÷2÷3.571.4KN/m500泥漿池重；2表示2和3梁共同承載；3.5泥漿池底盤作用在梁上的長度。圖210圖211圖212圖213 Mmax=315KNm Q

6、max=305KN fmax=9mm2.2.4 4#、5梁受力計算 4、5梁承受空壓機、泥漿分離器、發(fā)電機的荷載， 4、5梁平分荷載。q空壓機50÷2÷1.813.9KN/m；q泥漿凈化器60÷2÷1.816.7KN/mq發(fā)電機80÷2÷2.317.4KN/m。50、60、80空壓機、泥漿凈化器、發(fā)電機的自重；2表示4和5梁共同承載；1.8、1.8、2.3空壓機、泥漿凈化器、發(fā)電機底盤作用在梁上的長度。圖214圖215圖216圖217Mmax=35KNm Qmax=42KN fmax=1mm2.3 平臺梁驗算 根據“2.2”點，對平臺

7、梁最大彎矩、剪力、撓度進行驗算。 Mmax/W315/（2×1500×106）105000KPa105MPa<215 MPa QS/It305×（2×2.11×103）/（2×3.23×104）×（2×9×103）110690KPa=110.7MPa<125 MPa f=11mm<6150/400=15mm綜上，選用6根雙肢HN450×200作為平臺梁，彎矩、剪力、撓度均滿足要求。三、平臺扁擔梁計算3.1平臺扁擔梁計算說明整個平臺共設13扁擔梁，單根扁擔梁采用雙肢H6

8、00×200加工，翼板厚17mm，腹板厚11mm，單根長度17.3m。2#扁擔梁腹板焊接1cm厚的鋼板加強，平臺梁與扁擔梁相交的位置，平臺梁的反力及為扁擔梁所受到的力。計算過程中，取扁擔梁的自重線荷載為：q自重2.1KN/m3.2平臺扁擔梁計算說明3.2.1 1扁擔梁受力計算圖31圖32圖33圖34Mmax=175KNm Qmax=197KN fmax=3mm3.2.2 2扁擔梁受力計算圖35圖36圖37圖38Mmax=880KNm Qmax=826KN fmax=12mm3.2.3 3扁擔梁受力計算圖39圖310圖311圖312Mmax=134KNm Qmax=117KN fmax

9、=1mm3.3 平臺扁擔梁驗算 根據“3.2”點，對平臺扁擔梁最大彎矩、剪力、撓度進行驗算。 Mmax/W880000/（2×2607×106）168.8 MPa<215 MPa QS/It826000×（2×3.58×103）/（2×7.82×104）×（2×21×103）92230054Pa=92.2MPa<125 MPaf12mm<750/400=19mm綜上，選用3根雙肢HN600×200作為平臺梁，彎矩、剪力、撓度均滿足要求。四、臨時樁計算 平臺共計2根80

10、cm（壁厚10mm），7根120cm（壁厚14mm）臨時樁，樁長均為28m。4.1上部結構對樁荷載計算根據第“三”，得出扁擔梁的支點反力，即為臨時樁承受的上部荷載大小。80cm臨時樁受到的最大荷載為286KN,120cm臨時樁受到的最大荷載為1015KN。4.2外界對臨時樁的作用4.2.1水流壓力計算根據青島海灣大橋工程施工招標文件-基礎資料提供的數據，流水壓力取滄口以東100a的設計流速94cm/s，此設計流速考慮了潮流最大可能流速以及對應重現期的設計風速所引起的風海流、余流。根據港口工程荷載規(guī)范，港口工程的水流壓力為：Fw=Cwm1n1V2A/2其中：Fw為水流壓力，KN Cw為水流阻力系

11、數，圓形截面取0.73 m1為遮流影響系數，120鋼管樁取0.54, 60鋼管樁取0.63 n1為淹沒深度影響系數，取1.0 為水密度t/m3，海水取1.025 V為水流設計速度，m/s A為計算構件在與流向垂直平面上的投影面積，m2取鋼管樁1m長度進行計算，則：對120鋼管樁Fw=Cwm1n1V2A/2=0.73×0.54×1.0×1.025×0.942×1.2/2=0.21KN對80鋼管樁Fw=Cwm1n1V2A/2=0.73×0.63×1.0×1.025×0.942×0.8/2=0.16K

12、N4.2.2風載大小計算根據港口工程荷載規(guī)范，港口工程的風壓力為：Wk=SW0其中：Wk為港口工程結構風壓力，Kpa S為風載體型系數，取1.0 為風壓高度變化系數，取1.38 W0為基本風壓，Kpa； W0=V2/1600,V為港口附近的空曠平坦地面，離地10m高30年一遇10 min平均最大風速，m/s根據青島海灣大橋工程施工招標文件-基礎資料提供的數據，離地10m高30年一遇10 min平均最大風速為32.9m/s則：Wk=SW0=1.0×1.38×32.92/1600=0.94Kpa因風速32.9m/s時風力已達到12級，根據港口作業(yè)相關規(guī)范要求，在風力達到6級以上

13、時必須停止作業(yè)，所以32.9m/s的風壓力只能作為結構安全驗算荷載，而不能作為結構施工時的風荷載。施工時的風荷載取5級風的最大值10.7m/s，其基本風壓力為Wk=SW0=1.0×1.38×10.72/1600=0.1Kpa對120鋼管樁:Fw= 0.1×1.2=0.12KN 4.2.3船舶停靠時對鋼管樁的撞擊力平臺側面的所靠重船主要是材料運輸船，自重物重約50006000KN，取6000KN，根據公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004)4.4.2公式：FWV/gT6000×0.94÷9.81÷3192KNW漂流物重力（KN）

14、；V水流速度（m/s）；T撞擊時間(s),應根據實際資料估計；g重力加速度，g9.81（m/s2）；因平臺上設置有靠船護舷，撞擊時間取3s，考慮撞擊力由3根鋼管樁同時承受，則單根鋼管樁承受的撞擊力為64KN。4.3臨時樁的受力驗算1、臨時樁承載力驗算 臨時樁長度均為28m，入土深度為18m，根據地質資料計算承載力如下：80cm臨時樁： P（Ui×L）/2×0.8×35×18÷2791KN>286KN，滿足要求。120cm臨時樁：P（Ui×L）/2×1.2×35×18÷21187KN>1015KN，滿足要求。臨時樁壓應力驗算80cm臨時樁：=N/A286000/0.02482=11.52MPa<215MPa，滿足要求。120cm臨時樁：=N/A1015000/0.05216=19.46MPa<215MPa，滿足要求。2、臨時樁在外力作用驗算 以海床面作為臨時樁的固結部位