某长江公路大桥主航道桥北塔主墩基础施工方案计算

xx公路大桥主航道桥北塔主墩基础施工方案计算一.任务来源xx公路大桥主航道桥北塔主墩基础属于C1合同段，本合同段计划将于xx年xx月底进行施工招投标，预计开工日期为xx年xx月下旬。受**路桥公司委托，xx院对其提出的施工方案进行施工过程的一些关键问题进行分析计算。二.分析计算内容验算范围：北塔主墩基础施工过程的受力分析。验算内容：施工期间钢护筒的冲刷深度计算。施工期间冲刷防护措施的计算。钻孔平台抵抗水流冲击的稳定性计算。钻孔平台抵抗船舶撞击时的安全性。钢套箱的强度和变形验算。浇注3m厚封底混凝土时悬吊力的验算。三.分析计算依据分析计算资料：《**大桥主桥施工、监理招标参考资料》《**大桥主桥基础施工招标文件》糠反敌《五*赠*扯大桥主桥捞基础施工革招标补遗院文件》鸡配踩肠《浆*系*盒大桥主桥哪基础施工露方案》刮复核验算茶规范：唇烫愿互公路桥涵妄设计通用抢规范击（针JTJ锣021-安8款9嫌）被凡术系公路工程悉水文勘测祖设计规范战（在JTG汁C30-木200贼2廉）格公路钢筋贯混凝土及庄预应力混滑凝土设计布规范遍（筝JTJ私023-港8姿5支）接但设计情况硬简介：拦*饭*贸大桥主桥担为主涉跨帽1088第m两的双索面植斜拉桥。左索塔基蝶础弃4秘号墩采用训桩基础，红桩基龟为矛13僵1惭根解D2.8杂/D2.敏5环m本钻孔桩（仅钢护筒内衔径奸2.8策m葬），采用足梅花形布智置。按照共摩擦桩设敌计，桩征长拥116供m烛。由于需侍要承受较虽大的水平姿力，考虑扭护筒与桩番基础共同示受力。承强台为哑铃绢形，在每芽个塔柱下道承台平面盗尺寸止为惜50.5枣5×48荐.1右m震，其厚度女由边缘烦的兼5华m黄变化到最在厚处势的赛13.3巴24粥m歌，其顶部衰与塔柱的胞接触面垂挣直于索塔谣塔柱的中辰心线。两丰承台之间柱采性用番12.6粥5×27字.1钓m稼系梁连接村，系梁厚麻度搬为阁6谋m滋。承台设斥有脖4绳个备用桩寺位，但是腔由于补桩全位的受力氧较为不利谊，因此仍粪然要求施酱工单位的卖成桩率节为丸10艰0锅％墙。靠投图薯一甩资4趣号墩基础刺一般构造疲图必施工方案洲：洪1.钳羊施工平台告图亭二搜若施工平台烟平面示意垄图跨施工平台尼平面如图让二所示。而图中的圆末圈表示钢夸管桩，钢比管桩采肢用样φ春1500觉×20m叔m处的钢管，逃图中的粗盐线表示贝避雷架，采尿用三排两开层的贝雷拆梁，贝雷帽梁的刚度眉比较大，洞能够有效狗的把钢管升桩连接在怠一起，所鸽以要求，本每根钢管庙桩上至少句有一根贝宣雷梁通过面。细线表商示工字钢兆，采取用绿I63抄b合的热轧工欣字钢。誉2.葬夕钢套箱遵钢套箱采敬用分块拼纠装、运输题，整体吊适装。钢套勿箱一般构柱造图和钢手套箱施工毕基础过程圾详细情况艰参见图三胶～图五。私图旅三米帅杏钢套箱布那置图题图尤四孙焦钢套箱细杠部构造图豪图届五家竭钢套箱施凯工过程示患意图涨施工计算辛情况：蓬1.雹狐施工期间视钢护筒的五冲刷深度恨计算。谱稳定河段来的冲刷包树括一般冲陶刷和局部绕冲刷两种航。根据施跌工周期需汁要，分两联段时间进怕行冲刷计星算蚊（啄1墨.朝枯水期、倒平水期施殃工钢管桩嗽；计2道.察经历一个示最大钳的点2咽0月年一局遇效5战％的施工线期）找1垃）枯水期戒、平水期遍钢管桩施欺工期间钩桥位处枯娘水期、平窜水期购为涂1挤1京～雁x崭x正月，根据婶《毛*筒*勺大桥主桥知施工、监善理招标参警考资料》尿的第三部半分《桥位贱水文情况说概要》，吃北主墩的亭有关水文破观测资料确：趴200纵0糟年火2结月赵2兴1普（枯水期财）大潮涨虑急隙 赢 向 考V垂＝川1.29锈m/s悦200窗0惕年届2绑月蜂2筒1六（枯水期未）大潮落照急蚂 录 蓝 屋V体＝额1.42记m/s庆200夸2炉年庸1刚1徐月盐7戒（平水期给）小潮涨治急疫 割 童 亦V庸＝胃0.75粘m/s滔200鸭0型年河2械月偿2切1歉（枯水期饥）大潮落吨急傻 根 聪 滴V定＝鉴1.37利m/s金200添2泻年拔1摘2吧月缠5找（平水期诊）大潮涨列急率 过 辛 译V捡＝贸1.88玩m/s营枯水期、钟平水期钢滩管桩施工脱期间的施敲工最大垂隙线平均流遥速取雅值您V孤＝嗓1.9m会/s专a有.喘一般冲刷碎计算躬根据《公倒路工程水汤文勘测设颤计规范磨》侄JTG涝C30-喂200绢2断，蹄第置7.3.结1腿非粘性土建河床的一呜般冲刷：花根据《桥院位水文情钓况概要》象计射算阀V衣＝名1.9m垒/歼s纽对应的默；芹根据期表波7.3.艰1-1括吼；泉根据《桥闯位水文情度况概要》煎计算窄；；奖根据邪表酿7.3.渗1-2成设；判根据《工举程地质勘熄探资料》碌取绞b姥.做局部冲刷楼计算假根据《公姜路工程水趋文勘测设买计规范箭》坊JTG易C30-陕200饺2建，急第曾7.4.邻1煌非粘性土本河床的桥缎墩局部冲哲刷：从根据《工程程地质勘敞探资料》宁取蓬根据附讨录乳B佣桥墩系数降及墩宽计详算；彩枯水期、朋平水期钢嫩管桩施工亡期间冲刷参深度拆2)躬煮经历一个穗最大齿的吵2魔0础年一欣遇她5嫂％洪水的跳施工期苹施工期间百至少经历蜓一个洪水翁期，桥位径处洪水期籍为伯6导～除1牵0盛月，考虑头施工期间喊最不利为条经历一个腊最大政的塘2船0瘦年一周遇土5皮％洪水期态，根据狼《毛*捏*泊大桥主桥只施工、监薯理招标参仿考资料》蚀的第三部智分《桥位居水文情况先概要》，亭北主墩的清洪水期最锻大垂线平隐均流速取骆值尸V兆＝诸2.75姥m/歌s绘。哪a棋.瞎一般冲刷分计算酸根据《公咳路工程水滨文勘测设愉计规范申》敬JTG窄C30-垮200埋2膜，闷第匀7.3.岭1塞非粘性土彼河床的一叫般冲刷：道根据《桥泳位水文情论况概要》泻计腊算欺V牺＝月2.75讯m/拣s昌对应的助；来根据则表绍7.3.瞎1-1森坏；液根据《桥璃位水文情酿况概要》劝计算搜；；骂根据洗表奴7.3.酱1-2揪御；抹根据《工领程地质勘室探资料》榜取陵b脊.萌钢管桩局失部冲刷计扯算于根据《公隶路工程水协文勘测设眠计规范膊》奋JTG啦C30-烫200呼2犯，愚第墓7.4.瞒1申非粘性土啊河床的桥映墩局部冲春刷：杰根据《工顺程地质勘特探资料》茄取递根据附秒录枣B时桥墩系数修及墩宽计竹算；瞎经历一个惰最大查的识2赌0虾年一遇遇近5梦％洪水期籍钢管桩施蚀工期间冲掀刷深度药c测.陵钢护筒局撑部冲刷计舅算远根据《公威路工程水率文勘测设呢计规范篮》这JTG枝C30-划200甲2谎，批第韵7.4.较1谱非粘性土蹈河床的桥夺墩局部冲蛮刷：篇根据《工岸程地质勘桐探资料》宅取艘根据附渴录喷B草桥墩系数诵及墩宽计政算；丘经历一个略最大须的驰2学0币年一健遇读5费％洪水期盘钢管桩施质工期间冲华刷深度光d涌.关钢护筒、慢钢管桩局棉部冲刷计倘算匀根据《公鲜路工程水绩文勘测设曲计规范洋》哥JTG肺C30-秒200肌2付，随第绣7.4.科1冬非粘性土乐河床的桥坦墩局部冲阀刷：谈根据《工逗程地质勘易探资料》的取俘根据附影录洞B趣桥墩系数辣及墩宽计悔算；介经历一个矮最大玉的雷2弯0犹年一劲遇腥5私％洪水期天钢护筒、恐钢管桩局德施工期间主冲刷深度潮2倾.友屋施工期间带冲刷防护捡措施的计敞算劝 旷由于墩柱暖处在水深严流急水域桶，施工前机期必然引览起剧烈淘殊刷，在墩地柱基础施涨工的同时庄对周边河恒床进行护素底防护，岁遏制和减念轻冲刷孔概的形成和哑发展。甘对装*绞*痒大桥北主基墩施工采拨用块石防骆护。番根据《公艰路工程水柿文勘测设裙计规范饭》裁JTG漫C30-瞧200慕2榴，念第进7.4.丛1量非粘性土驴河床的桥香墩局部冲螺刷：极块石防护三不冲刷的浪条件是：彼。为了考删虑后期运蚀营河床防古护，块石淘防护的冲爱刷速度田采职用粘30裳0滔年一遇的目最大洪水塘，北主带墩灰30碰0态年一遇的贷落潮流量悠相应的最再大垂线平泊均流速湿。久块石防护惕的最小尺缓寸采辞用歼450m陡m浙。矩3矿.边耍钻孔平台夜抵抗水流歇冲击的稳戚定性部悦1指）水流冲吃击力晴强峡根据《公再路桥涵设惯计通用规荣范》垦（模JTJ昏021-册8烤9勒）吩第足2.3.警1已0阻条流水些压力别水的容重翁；世重力加速它度晕；奔桥墩形状凶系数戏。秩a甘.颗单根钢管乱桩的水流灶冲击力（遵平水期、壳枯水期）梅平水期、阻枯水期水章流速度海b.妈寻单根钢管赢桩的水流陈冲击力（涌经历一个折洪水期）银北主墩的谱洪水期最拦大垂线平植均流速取俯值围c化.沾牌单根钢护尚筒的水流阅冲击力（勤平水期、缴枯水期）撑平水期、筛枯水期水更流速度端d隙.皆窗单根钢护帜筒的水流假冲击力（不经历一个粱洪水期）忙北主墩的谷洪水期最贯大垂线平按均流速取第值丑2疼）计算结看果某a.荒育计算程序吼捞牺本计算采降用缴Ansy勉s单程序进行售三维空间诞分析。炒b.要孔施工平台梢在平水期弄的稳定性雹音那按照施工旧进度安排主，施工平忌台（包括删钢管桩及拥钢管桩上煎部平台璃）矩肉在平水期旦施工完毕绵，按照施泉工方案，揉在洪水期凝来临之前欲必须施工哲完成部分跟的钢护筒欢并浇注完宰成部分的丧混凝土桩针基，并把莫桩基和施溪工平台连康接起来，指以安全度溜过洪水期炭。所以在乞平水期的陷计算模型役考虑最不火利情况为鹊空平台的布情况，即眼只有钢管先桩及钢管游桩上部平贯台。水流里力的作用庄考虑平水取期的水流炭作用，单社根桩作用资的水流力骆为校83.1难k禾N贵，作用在赖水蹄深服1/开3脱处。根据顿平水期冲源刷计算，杠冲刷深度熄约族10亭m俗，所以钢芽管桩计算享底端固结惑点约在赏：凉-23.轮3-10亦-4.槐2栋＝辱-37.退5役m把的标高处兔，计算桩端长年为稀45惰m盼，底端固箭结，计算券模型如图崖六所示。杠图池六镰搞尾施工平台老平水期计遵算模型更计算得到赏桩底最大集应力孔为侵146M蛛P织a杂，位置在耽桩底；工哥字钢最大外应力羊为召163M嘴P甩a埋；贝雷架鲜最大应力各为尼127M蓄P制a嘴。根据上袍述情况，吐施工平台币能够满足允平水期施宵工的要求缘。赵计算时对障平台初步斩方案进行劳了调整，款要求保证挥每根钢管仪桩的桩顶视都有一根誓贝雷梁通肚过，同时哥，要求贝霞雷梁与下零部的工字卵钢有可靠谎的连接。克关于施工易过程平台直的抗风的鹿问题，由夫于平台在怒水面上不问高，平台张处的风速卖相对较低汤，同时，呈整个平台核是桁式结敌构，迎风着面积较小愚，风力也坡较小。当壁钢套箱上垒去后，整蒙个平台与衫已施工完孔成的桩基铃等形成了浅一个整体隆，抗风性矛能大大提亿高，所以攀抗风不是握主要的问鞋题，下面身不再对其慎进行计算糠。量c.党剩施工平台燥在洪水期彻的稳定性倍洪水期来亏临前，要韵求上下游肚各施工完缸至嚷少职1们6罗根桩，已贿抵抗洪水西和其他可始能的冲击碑等意外情保况，保证鼓安全度过柳洪水期。汤施工完毕镇的桩要求风和施工平姑台进行有掌效的连接欣，整个体乏系形成一孟个整体。金洪水期的瞧冲刷深度挂按础20兼m裳计算，所笼以钢管桩梁和钢护筒摇的计算长评度铅按昌55型m耐计算。底洞端固结。怠钢护筒和科施工平台坛之间凝用晋I63司b乓的工字钢渔连接。计坚算模型如习图七所示雷。柔洪水期水记流的计算笋只考虑钢妹护筒的受姓力，钢护尼筒内的混鬼凝土不考凝虑。根据状上捆面胆a正)诚的计算，晌钢管桩的洗水流力掏为联220.隆4k喉N姑，钢护筒抗的水流力暖为锯426.书1k而N劈。尼图顺七城粱计算模型盈平面图竹计算得到扇施工平台伶在水流力岸的作用下美，钢护筒朗内的最大责应力搂为挣38.5啄MP宪a狮，钢管桩侮内的最大蔑应力镰为模34.7看MP臭a陶，工字钢骑内的最大厉应力挤为消129M训P检a限，贝雷架励内的最大玩应力北为穗34.6灾MP禽a屠，满足施今工过程的烂要求。俩4.疯搁钻孔平台顾抵抗船舶谦撞击时的钢安全性爷1握）洪水拖期怪5000轧T剪级船舶撞躺击力计算各钻孔平台友抵话抗劈5000缓T且级船舶撞榨击时的稳桥定性的计宏算，考虑螺施工期间隔至少经历茅一个洪水滨期。根据捐《籍*际*宫大桥主桥核施工、监序理招标参呀考资料》祝的第三部秘分《桥位幼水文情况恶概要》，蔬北主墩的这洪水期最锯大垂线点喇流速取值见。紧根据《公察路桥涵设觉计通用规误范》球（波JTJ里021-辜8疮9竟）附录饮四膏坑船只和漂乐流物的撞屈击力哑根据有关叶资料旬，杀5000膝T访级船舶的邀漂流物重池力纽；荒重力加速蜂度逼；黑水流速度嗓；禾无实际资华料时，撞辨击时间组。辉2思）枯水、素平水期施返工浩船办2000帆T老船舶撞击挎力计算细钻孔平台等抵赞抗效2000灶T剂施工船撞曲击时的稳婆定性的计已算。根据吧《公路桥上涵设计通末用规范》报（镰JTJ窄021-搭8担9旁）附录惊四挎会船只和漂蜻流物的撞悟击力财2000某T储施工船的包漂流物重柱力亭；爱重力加速崭度活；佩水流速度贴；妻无实际资妨料时，撞乓击时间饼。骄3短）计算结芝果鞠神本考虑洪水今期时钢护喂筒内上下跟游各婶有销1眠6跃根桩施工龄浇注完毕饮，同时，匠水流力的赔作用由施挣工平台和枕钢护筒共眼同承受，资而船撞力姜由平台和萌混凝土桩戴承受。计胃算得到洪图水润期袍5000谈T结级的船以料的速度撞欧击作用下裕，桩基内不的最大拉赛应力武为播20.4袜MP经a莫，与混凝挑土桩连接斤的工字钢漫内的最大旦应力高昨达邻540M跑Pa挠,鹊如果加上盗水流力，脏工字钢内耻的应力超监过弃了朽600M贸P输a鲁，我们初涛步判定，糕平台无法涛在洪水期怎承属受筝5000慨T弃级的船舶零自由食撞击。在纺洪水期应存该采取必鉴要的导航经防撞措施云。更详细熄的计算应瞧该采用非堤线性时程手分析。好捎阳考虑在枯服水期、平反水期无法圈避免施工孙船只对平植台的撞击泉，我们用将以上同样未的模型，巩计算怠了羡2000妨t净排水量的砍船只自由季撞击的情青况，撞击锅速度迎。叫局部工字只钢内的应世力最大毫为饺129M四P役a恨，一般均霉在匠90MP礼a选以下，贝奥雷架的应桃力最大候为雷37.6排MP鼠a恨，钢管桩吴内的最大担应力节为升24.4税MP献a辫，混凝土坚桩基内的盖最大拉应炒力怖为胁1.89怎MP辉a驻。由此看棕来，在枯论水期、平巧水期施工术船在低裹于吼2m/持s市的速度对捎平台的撞娇击是安全路的。柿5.针乳钢套箱的迟强度和变称形验算世弹茶在整个施俱工过程中币，钢套箱物最不利的低情况是：祸封底承台玩混凝土浇览注完毕，扮为了浇注哀承台混凝把土，把钢春套箱内的爪水全部抽戴出，此时瞎，钢套箱添承受高朴达冒11.3先m哑的水压力槐。大董炉本计算的它计算模型山把钢套箱桨用板壳来刺模拟，其豪刚度为上虎下指层每6m脸m伞钢板的换首算刚度，钞计算出等绪刚度板的旋内力后，亮再绕用顶Ansy蹲s由本身的计能算功能计港算真实板染的应力。丈模型中的矛钢管内撑馒不考虑其逃抗弯功能宵，用桁架筹来模拟，狠内撑的布睛置参见图奔三。计算览模型如图侨八所示。绑负图计算得到欺的钢套箱敞内的最大踩应力芝为设90.8曾MP果a衫，钢管内矛撑的最大带应力扶为且33.4慈MP姑a参。钢套箱嚼的最大位咱移翅为损1.29纯c挎m