钻孔平台施工方案方案及计算书

钻孔平台施工方案一、钻孔平台组成简述根据山东海阳连理岛大桥桩接柱形式，综合考虑具体桩接柱系梁尺寸及后续工程的施工进行钻孔平台的设计。钻孔平台尺寸分别为126m。全桥钻孔平台设置3排共6颗630*8mm钢管桩或2排共4颗720*8mm钢管桩。钢管桩纵横向设置有20a钢的剪刀撑及平联。钢管桩顶面采用I45c的横向连接分配梁，顶面铺设“321”型贝雷片组，贝雷片组中心间距同横向钢管桩中心间距，片与片间距为0.45m，设置贝雷花架连接。上面设置I20a横向分配梁，间距为0.35m.桥面板采用=10mm钢板（平台结构计算见附件二、平台设计计算书，详细结构布置见平台型式布置图）。二、钻孔平台施工方案水中桥墩采取在水上建立钻孔平台进行钻孔桩施工方案，施工平台的标高同便桥标高为8.5米。钻孔平台由钢管桩、贝雷梁、分配梁及面板等组成。每个钻孔平台按各桥桥墩基础尺寸进行设计，并满足施工作业要求。平台面层铺10mm钢板，钢板间采用间断焊接连接。钻孔平台搭设工艺流程：钢管桩制作插打整修横梁安放连接贝雷梁安装、联结导向架安装平台梁、下联结杆焊接平台分配纵横梁安装桥面板安装。(1) 钻孔平台的施工钻孔平台钢管桩采用履带吊施打，为提高作业效率和沉桩质量，钢管桩采取整根沉放。钢管桩插打前根据桩位图计算每一根桩中心平面坐标，采用两台经纬仪交汇定位。履带吊将钢管桩吊起后，使钢管桩的平面位置到达设计位置处，满足设计要求后下桩、稳桩、插打。钢管桩插打采取标高和贯入度双控。(2) 钻孔平台的拆除 钻孔平台上的纵、横梁，桩间连接在解除连接后，利用履带吊机进行拆除。 钻孔平台的钢管桩利用50t履带吊配合DZ90震动打桩锤，进行拔除。拆除过程中采取一定的措施避免对已建的永久性工程造成影响。三、计算书（一）、设计依据1）公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）2）公路桥涵地基与基础设计规范 （JTJ024-85）3）公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）4）公路桥涵施工技术规范 （JTJ0412000）5）海港水文规范 （JTJ213-98）6）山东海阳连理岛大桥桥梁工程图纸（二）、技术标准1）设计荷载：40t砼车；2）设计行车速度：15km/h；3）设计使用寿命：2年；4）水位：最高水位+4.27m；（三）、荷载布置1、上部结构恒重（12米9米(横桥向顺桥向)）(1)10钢板：12.017.85100.01=9.42KN/m(2)贝雷梁:6.66KN/m(3)横向分配梁I20a：3.35KN/根2、活荷载；(1)验算荷载：10m3砼车40t；(2)钻机重量：21t（自重12t，钻杆3t，钻头6t）(3)钢筋笼重：8t(4)导管及其内砼重：12t(5)施工荷载及人群荷载：4KN/m2三、上部结构内力计算 桥面钢板内力工况分析通过对钻孔、下放钢筋笼、砼浇注三种工况进行分析比较，在砼浇注过程中满载的砼车对面板产生最不利荷载受力简图如下：q35 35 35 35荷载分析（计算宽度取1m）：自重均布荷载：q1=10.01107.85=0.785KN/m施工及人群荷载：4KN/m2 1=4KN/m砼车压力：后轮单轴单侧85KN，则q2=85/0.6=141.7kN/mI20a工字钢计算宽度100轮迹2060353535自重荷载忽略不计，施工荷载不考虑与砼车同时作用 q=q2=141.7kN/m跨中弯矩 M=ql2/8=0.125141.70.352=2.170KNmW=bh2/6=10.012/6=16.7106m3=M/W=127.6MPa1.3 =1.3145=188.5Mpa满足要求。结论：通过以上计算分析，桥面板采用10的钢板满足受力要求。 I20a 横向分配梁验算工况分析工况1:钻孔状态时,钻机加钻杆重21t作用在6根分配梁上，每根梁受力为21/6=3.5t,对称于跨中作用在两个作用点上；工况2:下放钢筋笼时，钻机自重12t,作用在6根分配梁上，每根梁受力为12/6=2t,对称于跨中作用在两个作用点上；25t吊机加钢筋笼总重30t,作用在4根分配梁上，每根分配梁受力为30/4=7.5t，对称于中间一根贝雷梁作用；工况3:灌注混凝土时，钻机除去钻杆重量加上导管总重为15-3+12=24t,作用在6根分配梁上，每根梁受力为24/6=4t,对称于跨中作用在两个作用点上；工况4:灌注混凝土时，混凝土车后轴作用在两根分配梁上，每根分配梁受力为17/2=8.5t，对称于跨中作用在两个作用点上。通过以上工况分析可知，工况4状态下分配梁受力最为不利。荷载分析：自重及施工和人群荷载可忽略不计，按简支梁近似计算。砼车轮压面按单轴压两根I32a计算。荷载：Q1Q285KN当两组车轮布置在跨中时剪力最大，Q85KN当一组车轮作用在跨中时，弯矩最大：M854.5495.62KN.mI32a:w=692cm3 IX=11080cm4 iX=12.8cm S=400.5 cm3 I/S=27.5cm b=13cm=95.62/2/400.5=119.3MPa1.3 =1.3145=188.5Mpa =85MPa满足要求。 下横梁内力验算在计算时只考虑浇注混凝土时，砼车满载工况即可，钢管桩中心间距7.25m，计算跨径取7.3m，荷载分析：自重均布荷载： q =19.17Kn/m （将钢管桩以上结构的重量沿下横梁分配）施工及人群荷载: 不考虑与砼车同时作用钻机加导管总重24t，砼车40t，由两组贝雷梁分担，每组贝雷梁承担32t的力；钻孔中心到两边下横梁的距离分别为2.55m，6.95m。则中间一组贝雷梁受到的支点反力分别为： R1=234KNR2=86KN即下横梁跨中受到最大的集中力为234KN，则：Mmax=ql2/8+QL/4=19.177.32/8+2347.3/4=444.6kNmQ=187Kn 选用双支I45c工字钢，Wx=1432.9cm3,I=32241 cm4 ，S=836.4 cm3 ，I/S=38.5cm，b=2.3cm=Mmax/Wx=444.6/2/1432.9=155.2MPa1.3 =1.3145=188.5Mpa 600kN结论：经计算用720钢管总长取20.5米，满足要求。同时，根据现场钢管桩的实际打入情况进行长度调整。2、6颗630*8mm钢管桩则单桩竖向受力为： F=(35+36+15) 1.2+401.5/6=27.2t=272KN取1.5的安全系数，按单桩承载力410 KN 计算。 2.1、按地质资料计算的单桩承载力确定钢管桩长度钢管桩入土深度计算根据桥型布置图地质分层情况分析，连理岛大桥最不利地质情况出现在32号墩位置，该位置根据图纸分析，该位置淤泥质粘土厚约3米；粉质粘土3.5米，粗砂1米，粉质粘土1.5米 砾砂1.5米，强风化细砂岩3米，中风化细砂岩3.5米，微风化细砂岩2米桩周土的极限摩阻力fi分别为淤泥质粘土20kPa、粉质粘土55kPa、粗砂60kPa、粉质粘土55kPa、砾砂80kPa，持力层选为粘土层。-周长 取=1.97 -安全系数 取2 -影响系数，对于锤击沉桩，取1.0 - 极限摩阻力， -桩的截面面积0.0202m2 -桩尖承载力 =2200 KPa（粘土） -开口桩桩尖承载力影响系数对于锤击沉桩，取1.0=（2P- AR）/（Ui）=(4102-0.02022200)/1.97=394KN/m 又=320+3.555+160+55x则钢管桩进入粘土层的深度X=1.48m1.5m故钢管桩打穿粘土层即可则钢管桩的埋深为3+3.5+1+1.5=9m故钢管桩的总长为6.5(桩顶标高)-(-2.192-1-9)(桩底标高)=18.692米，取19米。2.2、按桩身强度检算单桩承载力D=720mm、壁厚t=8mm。（I=75612cm4 A=202.2cm2 i(I/ A)1/218.6cm）钢管桩按一端自由，一端嵌固的等截面压杆考虑,按本段最深海水深度-5.2米计算，则钢管自由段长度L=19-9=10米；杆件长细比10/i10/0.18653.7150按长细杆计算，利用欧拉公式临界荷载Pcr2EI/（4l2）22101097561210-8/4/10217260kN取安全系数nst4则钢管桩容许荷载 PcrPcr /nst r17260/44315kN600kN结论：经计算用630钢管总长取20.5米，满足要求。同时，根据现场钢管桩的实际打入情况进行长度调整。