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1、青岛海湾大桥四合同段栈桥、钻孔平台、临时码头及钢吊箱计算书中铁十四局集团技术开发部2007-511.工程概况青岛海湾大桥土建工程第 4 合同段，起止桩号为：左幅 K16+010K19+130，长度为 3120m；右幅 K15+830K19+130，长度为 3300m。主要施工标准跨度的主线非通航孔桥下部桩基、承台、墩身及支座垫石施工。线路经过区域位于海湾中北部，因沉积物淤积，地势较平坦，在水深小于 510m 的区域，形成大片浅水滩，地形坡度小于 13。本标段施工期平均水深 6.2m 左右。由于红岛连接线 D 匝道外侧栈桥已经搭设完毕，栈桥桥头即在本标起点处，并且水深较浅，为方便施工，本标接既有
2、栈桥继续搭设重型栈桥，栈桥从两墩中间穿过。2.重型栈桥设计与计算栈桥搭设根据所用材料的不同分两种形式：贝雷架式和军用梁式。贝雷梁式：栈桥宽 5.0m，每 300m 设一个汇车点，墩柱采用 600mm 钢管桩，桩间采用剪刀撑连接，横桩距为 2.6m，纵桩距 15m，桩顶横梁采用 2-I16a 工字钢，其上纵向铺设贝雷桁架做主梁；贝雷桁架顶部横向满布 I20a 工字钢，间距 75cm；其上纵向铺设 I12.6 工字钢，间距 30cm；顶面铺设厚 5mm 钢板，如下图所示。2军用梁式：跨度分 24 m 和 36 m 两种，如下图所示。栈桥宽 4.0m，每 300m 设一个汇车点，基础采用 600mm
3、 钢管桩，桩间采用剪刀撑连接，横桩距为 2.4m，桩顶横梁采用 2-I25a 工字钢；其上纵向铺设军用梁做主梁，共 4 片，24 m 跨单层布设，36 m 跨双层布设；军用梁顶部横向满布 I16 工字钢，间距 1.0m；其上纵向铺设 I14 工字钢，间距 30cm；顶面铺设厚 5mm 钢板。32.1 贝雷梁方案2.1.1 荷载本方案设计荷载为：单跨通过一辆载重 8 方的混凝土搅拌车。罐车总重量为 30 吨，考虑冲级系数 1.4，那么检算荷载为：3001.4420KN。2.1.2 工况工况一：车辆位于跨中，如图所示；工况二：车辆位于靠近钢管桩位置，如图所示。42.1.3 检算采用 SAP2000
4、 建立整体模型（如下图所示） ，对两种工况进行分析。2.1.4 检算结果2.1.4.1 工况一：纵向 I12.6：Mmax=9.18KNm 5（满足要求）MPaMPa xWM2155 .1136107705. 131018. 9max Qmax=30.1KN （满足要求）MPaMPabISQx125 8 .56 108 . 410488102 .44101 .30-38 -63*max 横向分配梁：Mmax=14.8KNm （满足要求）MPaMPaWMx215100 1014105. 11081.14 63max Qmax=75.7KN （满足要求）MPaMPabISQx125 7 .54 1
5、09 . 9101130108 .80107 .75-38 -63*max 贝雷梁：弦杆：Nmax=256.7KN613KN；斜杆：Nmax=87.1KN187KN；竖杆：Nmax=109.4KN232KN； 接头：Nmax=256.7KN613KN；Qmax=55.7KN361KN。 垫梁：Mmax=26.1KNm （满足要求）MPaMPaWMx2159 .30 1080405. 1101 .26 63max Qmax=175.3KN （满足要求）MPaMPabISQx125 31 10261010040104 .461103 .175-38 -63*max 2.1.4.2 工况二：纵向 I
6、12.6：Mmax=9.18KNm （满足要求）MPaMPaWMx2155 .113 107705. 11018. 963max Qmax=30.1KN （满足要求）MPaMPabISQx125 8 .56 108 . 410488102 .44101 .30-38 -63*max 横向分配梁：Mmax=14.8KNm （满足要求）MPaMPaWMx215100 1014105. 11081.14 63max Qmax=75.7KN （满足要求）MPaMPabISQx125 7 .54 109 . 9101130108 .80107 .75-38 -63*max 贝雷梁：弦杆：Nmax=275
7、.3KN613KN；斜杆：Nmax=125KN187KN；竖杆：Nmax=169.1KN232KN； 接头：Nmax=275.3KN613KN；Qmax=56.5KN361KN。垫梁：Mmax=28.2KNm 6（满足要求）MPaMPaWMx2153 .331080405. 1102 .28 63 max=Qmax=174.4KN （满足要求）MPaMPabISQx125 9 .3010261010040104 .461104 .1743-8-63* max=2.2 军用梁方案2.2.12.2.1 军用梁栈桥（军用梁栈桥（36m36m）1荷载本方案设计荷载为：单跨通过一辆载重 8 方的混凝土搅
8、拌车。罐车总重量为 30 吨，考虑冲级系数 1.4，那么检算荷载为：3001.4420KN。2 工况工况一：车辆位于跨中；工况二：车辆位于靠近钢管桩位置。73检算采用 SAP2000 建立整体模型，对两种工况进行分析。建模如下：4检算结果工况一：1纵向 I12.6：Mmax=3.17KNm（满足要求）MPaMPaWMx215391046.7705. 11017. 363 max=最大剪应力为 28MPa125MPa，满足要求82横向钢枕：Mmax=17KNm（满足要求）MPaMPaWMx2158 .1141014105. 11017 63 max=最大剪应力为 47.9MPa125MPa，满足
9、要求3军用梁：跨中 N1 受最大轴力为：524KN1000KN，满足受力要求。工况二：罐车位于靠近钢管桩位置，因桥面系相同，故不必检算，仅检算军用梁梁端杆件即可。经计算，军用梁斜杆最大轴力为 188KN1000KN，端构件竖杆 213KN540KN，撑杆受力为 82KN450KN，各杆件均满足受力要求。当罐车靠近钢管桩位置时，此时钢管桩基础受力最大，受力包括两部分：相邻两跨重量，合计为：330KN85KN415KN。此时，钢管桩受力最大为 415KN428KN，满足受力要求。钢管桩单桩承载力计算如下：计算依据：建筑桩基技术规范JGJ94-94 和本项目岩土工程勘察报告单桩竖向承载力设计值(R)
10、计算过程:9桩型:预制桩、钢管桩桩基竖向承载力抗力分项系数:s=p=sp=1.65桩类别:圆形桩直径或边长 d/a=600mm截面积 As=.m周长 L=1.m第 1 土层为:淤泥,极限侧阻力标准值 qsik=20Kpa层面深度为:-4.5m; 层底深度为:-13m土层厚度 h= 8.5 m土层液化折减系数 L=1极限侧阻力 Qsik=LhqsikL=1. 8.5 201= 320. KN第 2 土层为:粘土,极限侧阻力标准值 qsik=50Kpa层面深度为:-13m; 层底深度为:-16.5m土层厚度 h= 3.5 m土层液化折减系数 L=1极限侧阻力 Qsik=LhqsikL=1. 3.5
11、 501= 329. KN总极限侧阻力 Qsk=Qsik= 650. KN极限端阻力标准值 qpk=200KN极限端阻力 Qpk=qpkAs=200.= 56. KN总侧阻力设计值 QsR=Qsk/s= 394 KN端阻力设计值 QpR=Qpk/p= 34 KN基桩竖向承载力设计值 R=Qsk/s+Qpk/p= 650. /1.65+ 56. /1.65= 428 KN2.2.22.2.2 军用梁栈桥（军用梁栈桥（24m24m）24m 军用梁栈桥在 SAP2000 里建模如下图所示：1024m 军用梁栈桥与 36m 军用梁栈桥桥面系部分设计相同，在此不进行检算，现检算军用梁受力情况： 荷载位于
12、跨中，受力分析后，跨中处杆件最大轴力为 413KN1000KN，故受力满足要求。 当荷载位于边上时，受力分析如下图所示：11端构件最大轴力为 131KN540KN，N3 杆受最大轴力为 141KN550KN，各杆件受力均满足军用梁承载力要求。 基础部分与 36m 军用梁相同，而其跨度较小，检算参考 36m 跨度军用梁栈桥，受力满足要求。3.钻孔平台检算钻孔平台基础采用 6008mm 的钢管桩，钢管桩顶部设置 2I32a 垫梁，梁部结构采用贝雷梁，跨度 15m，贝雷梁顶部设 I20a 横梁，间距 40cm，I20a 横梁顶部满铺8mm 钢板，在 SAP2000 中建模如下图所示：12在钻孔平台上
13、加载如下：经程序分析得：I25aI25a 横梁：横梁：Mmax32KN.m13（满足要求）MPaMPaWMx2158 .75 1040205. 11032 63max Qmax=144.65KN（满足要求）MPaMPabISQx1253 .33 108105020107 .23010583-8-63*max 贝雷梁：贝雷梁：弦杆：Nmax=435KN613KN；斜杆：Nmax=74KN187KN；竖杆：Nmax=104KN232KN； 接头：Nmax=435KN613KN；Qmax=55.7KN361KN。2I32a2I32a 垫梁：垫梁：Mmax141.3KN.m（满足要求）MPaMPaWM
14、x21597 10138405. 1103 .141 63max Qmax=144.65KN（满足要求）MPaMPabISQx1255 .27 10191022160105 .8001065.1443-8-63*max 钢管桩：钢管桩：Nmax=220.6KN800KN（单桩承载力）4.4. 吊箱围堰检算吊箱围堰检算单壁式钢吊箱围堰采用圆形，直径 10.2 m，承台和内壁有很大的空隙，最大处1.7 m，对角线处最小 0.71 m，以便于质量检查和防腐工程施工。根据施工区段的水位变化确定钢吊箱的高度，由涌潮时的最高水位控制，高度设计为 7.0m，分上下 2 节，每节 6 块，底模由主横梁和钢筋砼
15、底板组成，钢筋砼底板厚 0.1m，侧模采用单壁形式，壁厚 0.4 m ，周围边箱板可拆除后多次倒用，底板部分可视作一次性消耗材料。1、单壁式钢吊箱围堰设计介绍受力体系介绍套箱底模为槽钢组成的主横梁上承钢筋砼底板，槽钢选用 I40b，共 8 组，槽钢通过拉压杆吊起，拉压杆焊接在钢护筒上，作为套箱支撑受力点，用以支撑钢吊箱和封底混凝土以及承台混凝土的重量。钢吊箱无论是承受承台砼压力还是承受高潮位时的上浮力，都会通过拉压杆将压力或拉力传给钻孔灌筑桩、钢护筒和钢管桩上。钢吊箱围堰结构14钢吊箱围堰由侧模、底模 2 部分组成，设计总重约 38t。底模 I40b 为主横梁，共8 组，按照 2.0m 间距布置。主横梁中间位置通过拉压杆吊起，同时把拉压杆焊接在钢护筒上，两端用倒链挂在钢管桩上，形成框架后，上面铺设套箱底板。套箱底板用钢筋砼制作，厚度 0.15m，并预埋法兰，法兰上焊接拉压杆。套箱的侧板采用 6mm 的钢板、四周由75 号和100 号角钢组成的环形行架，
