钻孔平台计算(终)
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钻孔平台填筑方案1. 简介钻孔平台填筑是指在建设钻孔施工现场时,为了保证施工安全和效率,需要通过填筑材料改造和稳定施工区域的工程技术措施。
本文将介绍钻孔平台填筑的意义、施工原则以及具体的填筑方案。
2. 钻孔平台填筑的意义在进行钻孔施工时,为了能够稳固钻机设备、保证施工质量,以及防止钻机沉降和下滑,在钻机周边必须填筑饱满、坚实的填土或配合基础加固的材料。
钻孔平台填筑的主要目的是为了: - 提供稳定的施工环境,保障钻孔工艺的顺利进行。
-防止机械设备的下滑和沉降,确保施工安全。
- 增加施工区域的承载力,便于钻机的操作和运行。
- 保证钻孔施工质量,提高施工效率。
3. 施工原则在进行钻孔平台填筑时,需要遵循以下原则: - 确定填筑材料的种类和数量,选择合适的填筑方法。
- 按照施工现场的实际情况进行分区填筑,确保填筑的均匀性。
- 要求填筑材料的密实性和稳定性,避免出现松散和变形现象。
- 填筑后,进行充分的固结和稳定时间,确保填筑区域的稳定性。
4. 填筑方案4.1 填筑材料的选择4.1.1 填土材料填土材料应选用具有良好的承载力和稳定性的土壤,常用的填土材料有砂土、黏土和粉质土。
要求填土材料不含有过多的有机物和可溶性盐类,以免对施工和钻机设备产生不良影响。
#### 4.1.2 配合基础加固材料对于承载力较低的地层,在填筑过程中可以采用配合基础加固的方式,以增加施工区域的承载能力。
常用的配合基础加固材料有钢筋混凝土、灰土石和砂浆等。
4.2 填筑方法4.2.1 手工填筑法在填筑范围较小的情况下,可以采用手工填筑法。
具体操作过程如下: - 清理施工区域,将松散物质和不良土壤清除干净。
- 按照设计要求逐层填筑,每层填筑厚度不宜超过30cm。
- 使用手工工具或振桩机对填土进行夯实,确保填筑材料的密实性。
- 填筑完毕后,进行固结和养护,确保填筑区域的稳定性。
4.2.2 机械填筑法在填筑范围较大或施工进度要求较高的情况下,可以采用机械填筑法。
一、高位钻孔1定义:高位钻孔是在回风巷向煤层顶板施工的钻孔,主要是利用采动应力场中采空区冒落形成的裂隙空间作为瓦斯流动通道,在抽放负压作用下使瓦斯流向钻孔,从而能够抽出大量瓦斯,解决上隅角和回风流瓦斯超限问题。
高位钻孔瓦斯抽放实际是通过高位钻孔抽放采空区冒落带及裂隙带积聚的大量高浓度瓦斯,减少采空区的瓦斯涌出量。
2作用:高位钻孔主要用于治理采空区的瓦斯,通过钻孔抽放,减少采空区的瓦斯浓度。
(1)采空区的瓦斯浓度降低后,减少采空区的瓦斯涌出量,避免瓦斯超限,防止瓦斯事故,为采掘工作面生产创造条件。
(2)相邻工作面开采时,由于裂隙,造成瓦斯流动,可减少已采工作面所产生的瓦斯的影响。
(3)通过抽放,切断相邻煤层瓦斯向本煤层涌出的通道,减少瓦斯向工作面的涌出量。
这种抽放技术的效果,与钻孔的孔径、成孔率、钻孔在煤层顶板的位置及抽放泵的能力等有关。
但主要且难控制的是采场的顶板控制及活动规律。
3适用范围:高位钻孔多用于采空区瓦斯抽采和上隅角瓦斯治理。
适用于高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井。
对于弱透气性煤层,也可用高位钻孔。
冒落带上部、裂隙带中下部是布置高位钻孔的最佳区域。
4优点:(1)工艺简单、抽采范围广、抽采纯良大、不受瓦斯压力及煤层透气性影响。
(2)能应用于有突出危险性的煤层。
解决上隅角瓦斯超限问题,保证工作面安全回采。
瓦斯涌出量较大的采煤工作面仅靠加大风量不能解决瓦斯超限问题,加大风量会增加采空区漏风,瓦斯涌出量也会随之增加。
高位钻孔瓦斯抽放技术可以提高瓦斯抽放率。
提高工作面上隅角的瓦斯抽放率,降低工作面的瓦斯涌出量,工作面回采期间未出现瓦斯超限现象,改善了工作面的安全生产状况,取得了较好的经济和社会效益。
(3)高位钻孔抽放瓦斯适应性强,抽放效果明显。
(4)高位钻孔利用煤层开采后形成的裂隙卸压释放瓦斯,提高了煤层及围岩的透气性,使瓦斯抽放量增大,具有抽放浓度高、稳定性好的优越性,是高瓦斯矿井工作面治理瓦斯的有效方法。
钻孔灌注桩批混凝土数量计算方法根据《公路桥梁桥涵施工技术规范》(JTJ041—2011)及施工设计图纸, 钻孔灌注桩首批混凝土量计算如下:首批灌注混凝土的数量应满足导管初次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部间隙的需要, 钻孔桩所需首批混凝土数量可进行计算。
cHDhdV44212ππ+≥式中V──首批混凝土所需数量(m3);──井孔混凝土面高度达到Hc时, 导管内混凝土柱需要的高度(m), h1≥γwHw/γc──灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度(m), Hc=h2+h3, =(1+0.3=1.3m);wH──井孔内混凝土面以上水或泥浆深度D──井孔直径(m)──导管内径(m), 0.30mγc──混凝土拌合场的容重(kN/m3), 取24kN/m3γw──井孔内水或泥浆的容重(kN/m3), 取10.5kN/m3──导管初次埋置深度, h2≥1.0m;──导管底端至钻孔底间隙, 约为0.3m。
桩径为1.5m时, HW=28.0-1-0.1=26.7mV≥3.14×0.3×0.3×11.0/4+3.14×1.5×1.5×1.3/4=3.07m3由于孔径的不均匀, 该式计算出首批混凝土后, 需根据现场情况适当增大混凝土数量。
为防止钢筋骨架因混凝土压力而上浮, 当混凝土顶面接近钢筋笼底部时, 适当降低混凝土灌注速度, 至钢筋笼埋深4m以上时, 可恢复正常灌注。
随着混凝土的继续灌注, 导管也相应上拔, 提升时应保持轴线竖直和位置居中, 逐步提升(如导管法兰盘卡住钢筋管架, 可转动导管, 使其脱开钢筋骨架后, 移到钻孔中心)。
当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度, 可拆除1节或2节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定)。
拆除导管动作要快, 中途停滞时间不应超过15分钟, 拆除的导管及时清洗干净。
导管提升过程中, 下管口在混凝土内的埋深控制在2~6m。
钻孔平台施工方案钻孔平台施工方案一、项目背景及需求分析本项目是为了满足某个工程的施工需求,需要建设一个钻孔平台来进行钻孔作业。
钻孔平台是一个用于固定钻井设备的工作平台,通常用于石油勘探、地质勘探等领域。
本次施工的钻孔平台尺寸为20m×15m,需要满足安全可靠、施工方便等要求。
二、施工方案1. 钻孔平台的构造钻孔平台主要由钢结构组成,包括钢柱、钢梁、钢板等部分。
钢柱用于支撑钻孔平台的上部结构,钢梁用于搭建钻孔平台的框架,钢板则用于拼接起钻孔平台的工作面。
为了确保钻孔平台的安全性和稳定性,需要合理设计钢构件的尺寸、材料和连接方式。
2. 基础工程钻孔平台的基础工程是钻孔平台施工的前提条件,主要包括地基处理和基础的灌注。
地基处理是为了保证建筑物的稳定性,可以采用加固土地的方式,如加固土地、灌浆等方法。
基础的灌注是为了增加地基的承载力和抗震性能,通常采用混凝土浇筑的方式。
3. 施工流程(1)场地准备:清理施工现场,拆除障碍物,确保施工平面的整洁。
(2)基础施工:进行地基处理和基础灌注,确保钻孔平台的稳定性和承载能力。
(3)钢结构安装:按照钻孔平台的设计图纸进行钢柱、钢梁、钢板的安装,加强连接处的钢板焊缝。
(4)验收和保养:对钻孔平台进行安全检查和质量验收,并进行平台的保养和防腐处理。
三、施工技术要点1. 施工过程中,要合理使用施工机械和设备,确保施工效率和质量。
2. 钻孔平台的钢结构要求焊接工艺稳定可靠,焊缝均匀饱满,确保整体结构的稳定性和安全性。
3. 基础施工过程中,要严格按照设计要求进行土地处理和混凝土浇筑,保证基础的承载能力和抗震性能。
4. 在钻孔平台安装完成后,要进行验收和保养,确保平台的安全可靠。
四、质量控制措施1. 钻孔平台的钢结构要进行材料检验,采用优质的钢材和焊接材料。
2. 钻孔平台的基础施工要进行原材料的验收和抽检,确保材料符合标准要求。
3. 在施工过程中,要进行各个环节的质量检验,及时修正和处理发现的问题,确保施工质量。
2024一级建造师《市政公用工程管理与实务》★必背3页纸第一部分:必须掌握★★★第1章 城镇道路工程1.若面层为降噪排水路面(上面层OGFC 、中下面层密级配沥青混合料)。
【结构识图】2.沥青道路结构选材【侧重适用范围记忆】P5(1)上基层:重交通选沥青碎石;中交通选沥青碎石、无机石灰;轻交通选沥青碎石、无机石灰、级配碎石。
(2)热拌沥青适用于各等级道路。
包括密级配(AC-C 粗、AC-F 细、SMA );半开级配(AM );开级配(OGFC )。
(3)温拌沥青适用于较冷地区。
温度降低20~40℃;混合前向粘合剂中添加沸石、氧化蜡、沥青乳液,或水;显著降低拌合和铺设温度,降低石油资源消耗,减少释放二氧化碳、气溶胶和蒸汽。
(4)冷拌沥青适用于支路及其以下道路的面层、支路的表面层、各级的基层、连接层或整平层;适用于路面的坑槽、井周冷补。
3.土方填筑路基原地面处理:清-排除原地面积水、树根、杂草、淤泥等、填-分层填实坟坑、井穴、坡-坡度陡于1:5时修成台阶,台阶高不宜大于300mm 、宽不应小于1.0m 。
P134.模板、支架和拱架的制作、安装与拆除规定【重点记忆】P48(1)支架基础必须具有足够承载能力,并应做好地面防水排水处理,地基处理范围应宽出支架搭设范围不小于0.5m ,表面采用混凝土硬化处理。
基础类型、面积和厚度根据支架结构形式、受力情况、地基承载力确定。
地基处理完毕后进行地基承载力检测,检测合格后方可进行支架搭设。
(2)宜采用新型盘扣式钢管支架,留在立杆内长度应不少于150mm 。
脚手架和便道(桥)不应与支架相连接。
(3)搭设完毕后应进行预压,以检验结构的承载能力和稳定性、消除其非弹性变形、观测结构弹性变形及基础沉降情况。
预压荷载应不小于最大施工荷载的1.1倍,按60%、80%、100%分三次加载,对称、分层进行,禁止集中加载、卸载。
每级完毕1h 后变形观测,全部完毕后宜每6h 测量一次变形值。
冲刷河床的钻孔桩施工【摘要】冲刷河床上采用钻孔平台进行桩基础施工,如何解决钻孔平台的结构稳定性以及河床的透水性是施工方案成功的关键。
本文从施工的角度,结合有限元结构计算软件,采取特殊施工措施,圆满的完成施工目标,对大型桥梁的水上钻孔平台施工有一定的借鉴性。
【关键词】冲刷河床;水上钻孔灌注桩;钻孔平台;冲击钻;安定稳定性;中图分类号: tu74文章标识码:a文章编号:引言汉江特大桥位于湖北省十堰市郧县西部,距下游郧县汉江大桥约12km,距丹江口水库大坝约116.9km,是国家西部开发八条省际公路通道之一的银武线上的一座重要桥梁。
全桥由双向四车道分离的两座桥构成,其中左幅全长961.08m,右幅全长841.08m,主桥采用85+3×150+85m单箱单室3向预应力混凝土变截面连续刚构箱梁。
桥型布置图(1)8#主墩基础工程概况8#主墩为深水基础,高桩承台。
单幅基础共设6根直径为2.5m 的钻孔灌注桩,桩长40m。
承台为矩形承台顺桥向宽10.4m,横桥向长13.6m,承台厚5m,采用c30混凝土。
8#主墩所在位置的地形处于河床谷底,覆盖层为漂、卵石层,杂色,中密饱和状,粒径约3-12厘米,最大20厘米,次圆状,孔隙由中粗砂和粘性土充填。
主要分布于河床左岸局部,厚度不等,最厚5.7米,局部夹薄层砂及漂石。
岩层为强风化变辉绿岩,主要分布于河床左岸地段大部。
浅灰绿色、青绿色,变晶结构,块状构造,主要成分为辉绿石、绿泥石、辉石、角闪石、长石等。
裂隙较发育,裂隙面为铁质浸染。
(2)工程水文条件汉江属雨源型河流,径流主要源于降雨,降雨期多集中在夏季,占全年的39—43%。
汉江白河站多年平均径流量为231亿立方米,最大年径流量511亿立方米(1983年),最小年径流量94.3亿立方米(1999年)。
根据汉江丹江口入库流量过程线及丹江口入库洪峰流量计算频率曲线推求出汉江大桥三百年一遇设计流量分别为:设计流量p 0.33%(夏季)=65000 m3/s; 设计流量p 0.33%(秋季)=56800 m3/s。
与设计海上旋挖钻钻孔作业平台方案设计及结构验算王国炜1,唐杨2,郭延飞3,张茂然4(1.济南金衢公路勘察设计研究有限公司,山东济南250101;.五峰土家族自治县农村公路管理所,湖北宜昌443413;3.山东高速济南至高青高速公路有限公司,山东济南250101;.山东华远公路勘察设计有限公司,山东潍坊261061)摘要:以青岛海湾大桥海上平台为工程背景,根据旋挖钻机施工作业的荷载特点对海上平台进行了方案设计,进行了抗弯、抗剪、屈曲等结构验算,同时概述了海上平台的施工工艺和质量控制措施。
通过结构设计和验算可以得到以下结论:海上平台主要构件的结构受力均符合相关规范要求且有足够的安全储备。
关键词:海上钻孔平台;设计方案;结构验算D0I:1013219/jgjgyat202102006中图分类号:U445.35文献标识码:A文章编号:1672-3953(2021)02-0025-006海上钢平台处于海洋环境之中,其受力情况复杂,吸引了越来越多的专家学者对海上钢平台结构进行研究,主要涉及静力强度研究[12、动力响应研究[4、疲劳寿命研究56以及安全可靠度研究[7]等。
在海上钢平台的施工和设计方面,严海宁等8依托漳江湾特大桥及连接线工程,对海上钢栈桥、钢平台的施工工艺进行研究,形成了一套标准化的施工工艺,可推广至类似工程项目;王国炜等⑼以青岛海湾大桥为例,介绍了海上钢平台的施工要点;张晓元等[10]以苏拉马都跨海大桥为工程背景,介绍了海上施工平台的设计思路、结构布置及施工方法。
本文以青岛海湾大桥为例,对海上钻孔平台的各关键构件进行了详细的设计验算,介绍了海上钻孔平台的施工工艺和施工中的注意事项,可为类似工程项目的设计与施工提供参考。
1钻孔平台的设计方案青岛海湾大桥的桥位地貌类型主要为堆积地貌:山前堆积区、滨海堆积区、山前冲积平原区。
桥位区揭露为前第四纪中生界白垩系地层,桥位处揭露地层的主要特征如下:①上层,软土层,全新世滨、浅海相沉积,主要为青灰色淤泥、淤泥质亚粘土、淤泥质粘土、粉砂、细砂。
省道263线南北长山联岛大桥钢平台计算书编制:审核:审批:中铁十四局集团有限公司南北长山联岛大桥项目经理部2011年12月24日目录一概述 (1)1设计说明 (1)1.2设计依据 (2)1.3技术标准 (2)二荷载布置 (2)2.1上部结构恒重 (3)2.2车辆荷载 (3)2.2.1 9m3罐车荷载 (3)2.2.2 履带吊50t(计算中考虑最大吊重20t) (4)2.2.3 35t吊车荷载 (4)2.2.4 钻机荷载 (5)2.2.5 泥浆池荷载 (6)2.2.6 施工荷载及人群荷载 (6)三上部结构内力计算 (7)3.1支撑反力计算 (7)3.1.1 汽车荷载 (7)3.1.2 支承反力 (7)3.2桥面I12工字钢承载力计算 (9)3.3I16工字钢分配横梁承载力计算 (10)3.3.1 汽车荷载 (10)3.3.1 计算分析 (11)3.4贝雷梁计算 (12)四下部结构内力计算 (15)4.12I25工字钢计算 (15)4.2Φ630钢管计算 (18)4.1入土深度计算 (18)4.2钢管桩稳定性计算 (19)4.2.1 单根钢管桩流水压力计算 (19)4.2.2 单根钢管桩横桥向风力计算 (19)4.2.3钢栈桥横桥向风力计算 (20)4.2.4 单根钢管桩顺桥向风力计算 (20)4.2.5 波浪力 (20)4.3结论 (23)钻孔平台计算书一概述1 设计说明根据省道263线南北长山联岛大桥的具体地质情况、水文情况和气候情况,施工海域受季风、大雾及风浪影响较大,为满足施工总体进度要求以及安全生产和环保方面的需要,下部结构施工我部拟采用钢平台施工方案。
钢平台根据桥梁墩台的形式钻孔平台共分为三种形式。
钢平台的下部为壁厚8mm的Φ720螺旋钢管,钢管桩上部采用2I45工字钢作为主纵梁,使用贝雷片作为横梁,使用I20工字钢作为分配横梁,上部铺设1cm厚钢板作为平台工作面,使用Φ48×3.5mm钢管作为护栏使用。
毛集特大桥149#-160#墩、195#-201#墩钻孔平台计算书计算:复核:审核:项目负责人:二〇一六年六月·太原目录一、钻孔平台概况 (1)二、计算依据 (2)三、检算荷载 (3)四、结构检算 (5)1.整体模型 (5)2.MIDAS结构检算 (6)(1)桥面钢板 (6)(2)分配梁I25a (6)(3)贝雷梁 (7)(4)桩顶垫梁2I56a (8)(5)桩间连接系[20a (9)(6)钢管桩检算 (10)3.钢管桩承载力计算 (12)五、计算结论 (12)毛集特大桥水中墩钻孔平台计算书1工程概况毛集特大桥水中墩分两个河段,两个河段钻孔平台设计均为贝雷梁型钻孔平台,根据钻孔灌注桩和承台尺寸,钻孔平台分为四种形式。
其中149#-160#墩主墩中心距钢栈桥边线距离拟定为13.1米,195#-201#墩主墩中心线离栈桥边线距离为14.5米。
一号钻孔平台:平台尺寸为21m×21m,适用于149#~153#墩施工(承台外形尺寸10.2m×4.8m);二号钻孔平台:平台尺寸为21m×21m,适用于154#~160#墩施工(承台外形尺寸10.2m×5.6m);三号钻孔平台:平台尺寸为24.4m×21m,适用于195#~200#墩施工(承台外形尺寸10.8m×8.4m);四号钻孔平台:平台尺寸为24m×24m,适用于201#墩施工(承台外形尺寸12.3m×9m)。
平台分为设作业支道区和平台作业区两部分,钻孔平台中间平台作业区部分待钻孔桩施工完毕后拆除,两侧作业支道作为承台、墩身施工起重设备及车辆作业支道,待该桥墩全部施工完毕后方可拆除。
因四种形式平台结构形式基本一致,下面以一号钻孔平台为例检算平台结构受力。
一号钻孔平台尺寸为21m×21m,钢管桩基础为Φ529×8mm钢管,共计18根,桩长18m。
钢管桩横梁为2I56c工字钢,工字钢上安放18片(6组)贝雷梁,两组贝雷梁中心距为2.25m和2.90m两种,贝雷梁上按0.375m间距横向布置I25a工字钢作为分配梁,分配梁上纵向满铺8mm钢板,φ48mm钢管作为桥面栏杆。
钻孔平台结构见图1所示:图1 149-153#墩钻孔平台结构图2计算依据(1)《毛集特大桥149~153号墩钻孔平台结构图》(2)《公路桥涵设计通用规范》(3)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)(4)《桥涵》(下册)(5)《装配式公路钢桥多用途使用手册》(黄绍金等编著)人民交通出版社。
对Q235钢取[σ]=215MPa,[τ]=125MPa。
对贝雷梁结构的容许轴力取弦杆560kN,竖杆210kN,斜杆171.5kN。
3计算荷载(1)结构自重由软件自动计算。
(2)恒载考虑1.2的分配系数,活载考虑1.4的分配系数。
(3)恒载:结构自重。
(4)活载:10m3混凝土罐车,80t旋挖钻机荷载(自重+施工荷载)及50t履带吊(自重+施工荷载30t),详见图2所示。
a.旋挖转机结构尺寸图b.50t履带吊结构尺寸图c.10m3混凝土罐车结构尺寸图图2 设计荷载尺寸图(5)流水压力根据《公路桥涵设计通用规范》,作用在桥墩上的流水压力:作用在桥墩上的流水压力:gKAP22γν=(kN)K——形状系数,圆形取0.8;γ——水的容重10kN/m3;g——重力加速度9.81m/s2;ν——平均水流速度2m/s;A——阻水面积,取6.0m长度计算,则面积为3.18m2;施工区域流水流速2m/s,代入公式则流水压力为:gKAP22γν=,求得P=4.68kN。
水流力作用在设计水位以下1/3水深处,即为水深2m 处。
(6)风荷载按《公路桥涵设计通用规范》第4.3.7条规定wh d wh A W K K K F 310=F wh ——横桥向风荷载标准值(kN );K 0——设计风速重现期换算系数,取0.75;W d ——基准风压,查附录A ,取寿县地区50年一遇,基本风压值0.35kpa 计算; K 3——地形、地理条件系数,根据规范表4.3.7-1,一般地区取1.0;K 1——风载阻力系数, 单片贝雷桁架净面积:A n =1.25m 2 ,单跨栈桥上部结构贝雷桁架净面积:A n =1.25×7=8.75m 2 ,单跨栈桥上部结构横向分配梁I25迎风向净面积:A n =21/0.375×0.00535=0.30m 2,8mm 钢板迎风面积0.008×21=0.17m 2,单跨栈桥上部结构迎风向轮廓面积:A =21×1.75=36.75m 2,面积比:(8.75+0.30+0.17)/21=0.44,根据规范表4.3.7-4,取1.65。
A wh ——单跨栈桥上部结构横桥向迎风面积,21×1.75=36.75m 2。
单跨栈桥上部结构:kN F wh 91.1575.3635.00.165.175.0=⨯⨯⨯⨯=作用于栈桥梁部中心位置,简化为直接作用在钢管桩顶部,则每根钢管桩受到的风压力荷载为5.30kN 。
4结构检算检算工况:现按结构最不利工况对149~153号墩钻孔平台进行结构受力检算。
此工况下,1台履带吊在作业支道上吊装作业,1台旋挖钻在平台上进行钻孔施工,1台10m 3混凝土罐车在作业支道上进行混凝土浇筑施工。
4.1整体模型(以两跨连续梁进行检算模型)见图3所示。
图3 计算模型图4.2结构受力分析⑴桥面钢板,δ=8mm。
图4 钢板组合应力图(N/mm2)钢板的最大组合应力为24.41Mpa<215Mpa,满足强度要求。
⑵分配梁I25a图5 分配梁剪切应力图(N/mm2)图6 分配梁组合应力图(N/mm2)图7 分配梁变形位移图(mm)分配梁的最大剪切应力8.27Mpa<125Mpa,最大组合应力为34.45Mpa<215Mpa,结构满足强度要求。
工字钢分配梁I25a最大变形10.42mm<l/400(=21000/400=52.5mm),刚度符合要求。
⑶贝雷梁图8 贝雷梁剪切应力图(N/mm2)图9 贝雷梁组合应力图(N/mm2)图10 贝雷梁变形位移图(mm)贝雷梁的最大剪切应力78.75Mpa<208Mpa,最大组合应力为191.15Mpa<273Mpa,贝雷梁抗剪及组合应力满足强度要求。
贝雷梁最大变形10.42mm<l/400(=9800/400=24.5mm),刚度符合要求。
⑷桩顶垫梁2I56a图11 桩顶垫梁剪切应力图(N/mm2)图12 桩顶垫梁组合应力图(N/mm2)图13 桩顶垫梁变形图(mm)桩顶垫梁的最大剪切应力23.18Mpa<125Mpa,最大组合应力41.37Mpa<215Mpa,结构受力满足强度要求。
桩顶垫梁最大变形 3.88mm<l/400(=5250/400=13.12mm),刚度符合要求。
⑸桩间连接系[20a图14 桩顶垫梁组合应力图(N/mm2)图15 钢管桩间剪刀撑轴力图(kN)桩间连接系最大组合应力为22.62Mpa<215Mpa,结构受力满足强度要求。
剪刀撑焊缝强度:剪刀撑的最大轴力52.01kN,采用6mm焊缝,焊缝强度取值120MPa,计算焊缝长度如下:L=52.01×1000/(6×0.7×120)=103.20mm,[20a槽钢与连接板间的满焊长度为200mm,因此焊缝长度满足要求。
⑹钢管桩检算(上部结构恒载、活载及动水压力、风荷载)图16 钢管桩轴向应力图(N/mm2)图17 钢管桩组合应力图(N/mm2)图18 钢管桩位移变形图(mm)图19 钢管桩竖向承载力图(kN)①钢管桩强度:在履带吊、旋挖转、混凝土罐车及风压力、动水压力的共同作用下,钢管桩的最大轴向应力39.28Mpa<125Mpa,最大组合应力为64.13Mpa<215Mpa,结构满足强度要求。
单桩需提供的最大竖向承载力为483.99kN。
钢管桩最大水平变形为3.18mm<l/250(=12000/250=48mm),刚度符合要求。
②稳定性:直径529mm,壁厚8mm螺旋钢管回转半径i=184.2mm,长细比λ=l0/i=12×1000/184.2=65.15,查《钢结构设计规范》附表,得稳定系数φ=0.78。
σmax =N /(φA )=483.99×1000/(0.78×13087)=47.41Mpa<182MPa =(1.3×140MPa ;其中,1.3为临时结构应力提高系数),故稳定性满足要求。
5钢管桩承载力计算根据《建筑地基基础设计规范》(JGJ 94-2008)公式(5.3.7-1),单桩竖向承载力按主桥155号墩位处河床地质为例计算,管桩桩采用φ529mm ,δ=8mm ,长18m,平台顶面标高为+22.25m ,桩顶标高为+19.932m ,河床标高+13.5m ,桩顶至河床面为6.432m ,钢管桩入土11.568m ,桩底标高+1.932m ,则钢管桩承载力标准值Q uk :p uk A q l q u Q pk p i sik λ+=∑根据勘查资料提供的数据,155墩位处土层参数(从河床依次向下):①粉土,稍密,入土7.4m :极限侧摩阻力(估值)kPa q sik 30=,极限端阻力(无参数)忽略。
②细砂,中密,入土 4.168m :极限侧摩阻力(估值)kPa q sik 35=,极限端阻力(无参数)忽略。
[]kN Q 34.6123517.4304.753.014.3uk =⨯+⨯⨯=钢管桩桩长18m ,入河床11.568m 时,能提供的竖向力标准值为612.34kN ,大于管桩需要的提供的最大竖向承载力483.99kN (单桩最大承载力),所以钢管桩入土深度满足要求。
6计算结论通过上面的MIDAS 整体建模计算可知, 1台履带吊在作业支道上吊装作业,1台旋挖钻在平台上进行钻孔施工,1台10m 3混凝土罐车同时在作业支道上进行混凝土浇筑施工时,钻孔平台结构设计满足受力要求,安全可靠。
钢管桩单桩承载力不得小于50t ,因河床起伏较大,地质存在差异,建议在施工前,先做钢管桩承载力试验,以取得可靠参数,作为控制钢管桩入土深度参考。