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1、XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 GS23号墩钻孔平台计算书 编制: 受控状态: 复核: 审核: 批准: 有效状态 : 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部 二 0 一二年三月 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 1 页共 19 页 目录 1 编制依据 . 2 2 工程概况 . 2 3 钻孔桩平台方案综述 . 3 4 材料及机械设备 . 3 4.1 机械设备性能指标 3 4.2 材料物理及力学性能 8 5、结构检算 9 5.1 面板计算 9 5.2 、纵
2、梁检算 10 5.3 、横梁检算 12 5.4 、钢管桩承载力检算(长度确定) 15 5.5 、钢管桩稳定性检算 17 5.6 、钢护筒及钻孔桩施工 18 6、计算结果汇总表 . 18 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 2 页共 19 页 GS23号墩钻孔平台计算书 1 编制依据 (1)中铁大桥勘测设计研究院 高桥西至石路头停车场区间桥梁下部结构图纸 (2)浙江省工程勘察院二0 一 0 年十月高桥西站至石路头停车场区间岩土工 程勘察报告 图纸 (3) 客货共线铁路桥涵工程施工技术指南 (TZ203-20
3、08) (4) 铁路桥涵工程施工质量验收标准 (J286-2004) (5) 钢结构设计规范(GB50017-2003 ) (6) 铁路桥涵钢筋砼和预应力砼结构设计规范(TB10002.3-2005 J462-2005) (7) 路桥施工计算手册 (8) 简明施工计算手册(第三版) (9)MIDAS2006 计算软件 2 工程概况 轨道交通 1 号线一期工程西起 XX市西部的高桥镇,沿甬梁公路、望春路和中 山西路到天一广场, 我标段范围为石路头停车场出入段至梁祝站的四段区间(高 桥西站至石路头停车场出入段、高桥西站至高桥站、 高桥站至梁祝站、 梁祝站至 芦港站)和三座车站(高桥西站、高桥站、梁
4、祝站)的所有上、下部结构及附属 工程。 GS23号墩位于 GS区间跨大西坝河连续梁中墩,桥墩位于离岸 4m的河道中, 墩位东侧路面高程2.60m,常水位高程 1.45m,河床高程 0.47m。GS23号墩承台 平面尺寸为 7.2*9.2m (纵*横) ,承台厚度 2.5m,承台底高程: -4.994m,墩位处 平面图如图 1-13 所示。 根据浙江省工程勘察院二0 一 0 年十月高桥西站至石路头停车场区间岩土 工程勘察报告 图纸,选择临近墩位,地勘点资料见下表。 墩号地勘点编号地勘点里程墩中心里程 GS23 SG-XZ07 CK0+621.97 CK0+647.176 XX市轨道交通1 号线一
5、期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 3 页共 19 页 地质柱状图如下: 选择 SG-XZ07地勘点作为计算依据。 3 钻孔桩平台方案综述 承台位于河道中, 为满足钻孔桩施工要求, 须在承台范围搭设钻孔平台,钻 孔平台由 600*10mm 钢管桩基础和“ 3 工 45a”工字钢横梁、“工 16”工字钢纵 梁和“ 10mm ”花纹钢板面板组成。 荷载考虑 50t 履带吊机上平台打拔桩、 25t 汽车吊上平台吊装 10t 以内物品、 8 立方砼搅拌车上平台灌注和钻机正常钻进灌注施工。吊车、砼搅拌车不得在平 台上掉头,只能沿指定方向做
6、前后运动。 4 材料及机械设备 4.1 机械设备性能指标 (1) 、永安 DZJ-90 型振动锤 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 4 页共 19 页 (2) 、PD-100履带起重器( 50t 履带吊) 主要技术性能表 项目单位数据 规 格 最大额定总起重 量 t 主钩 50 (3 3.7m 时) 副钩5 最大工作幅度m 主钩34 副钩34 最大幅度时起重 量 t 主钩1.5 副钩1.5 最大起重高度m 主钩48 副钩53 主 要 尺 寸 臂 杆 长 度m 1352 (3m 一档) 付 臂 长 度m
7、6.1 15.25 (3.05m一档) 臂杆变幅角度3080(50m时为 50 80 ) 履带长宽m 4.660.76 两履带中心距离缩回时2.54 张开时3.54 总重量t KH-180-2 45.8 PD-100 48.8 地面压力kPa KH-180-2 59.8 PD-100 63.7 输送时尺寸m 长宽高 11 3.3 3.2 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 5 页共 19 页 主臂 (t) a b 13.0 16.0 19.0 22.0 25.0 28.0 31.0 34.0 37.0 4
8、0.0 43.0 46.0 49.0 52.0 3.7 50.0 0 (4.5 m) 36.5 5 4.0 44.8 5 44.8 0 (5.5 m) 26.5 5 5.0 31.0 0 30.9 0 30.8 5 30.8 5 6.0 23.5 5 23.5 0 23.4 0 23.4 0 23.3 0 23.3 0 7.0 18.9 8 18.8 5 18.8 0 18.7 5 18.6 5 18.6 0 18.5 5 8.0 15.7 5 15.6 5 15.6 0 15.5 5 15.5 0 15.4 5 15.3 5 15.3 0 15.2 0 9.0 13.4 5 13.3 5 1
9、3.3 0 13.2 5 13.1 5 13.1 0 13.0 5 12.9 5 12.9 0 12.8 5 12.7 5 10.0 11.7 0 11.6 0 11.5 5 11.5 0 11.4 0 11.3 5 11.2 5 11.2 0 11.1 5 11.0 5 11.0 0 10.9 0 10.8 5 12.0 9.20 9.15 9.06 9.08 8.90 8.85 8.80 8.70 8.65 8.55 8.50 8.40 8.35 8.25 14.0 8.95 (12. 3m) 7.45 7.40 7.35 7.25 7.20 7.10 7.05 6.95 6.90 6.8
10、0 6.75 6.65 6.60 16.0 6.90 (14. 9m) 6.20 6.15 6.05 6.00 5.90 5.85 5.75 5.70 5.60 5.55 5.45 5.35 18.0 5.50 (17. 5m) 5.20 5.15 5.05 5.00 4.98 4.85 4.75 4.70 4.60 4.55 4.45 20.0 4.50 4.45 4.35 4.30 4.20 4.15 4.05 3.95 3.90 3.80 3.75 22.0 3.85 3.80 3.70 3.65 3.55 3.50 3.40 3.35 3.25 3.15 24.0 3.70 (22.
11、7m) 3.35 3.25 3.20 3.10 3.08 2.95 2.85 2.80 2.70 26.0 15.5 5 3.10 (25. 3m) 2.85 2.80 2.70 2.65 2.55 2.46 2.35 2.25 28.0 2.55 (27. 9m) 2.45 2.35 2.30 2.20 2.10 2.00 1.90 30.0 2.15 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 1.60 32.0 2.10 (30. 5m) 1.80 1.70 1.60 1.50 1.40 1.30 34.0 1.70 (33. 0m) 1.50 1.35 1.25 1.15 1.0
12、5 注: a. 表示主臂长( m ) ; b. 表示工作幅度( m ) 。 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 6 页共 19 页 (3) 、GPS-20钻盘式回旋钻机 (4) 、PY25型汽车起重机 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 7 页共 19 页 (4) 、斯太尔 8-10 方砼搅拌车 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部
13、第 8 页共 19 页 4.2 材料物理及力学性能 (1) 、 “10mm ”花纹钢板 a、钢板厚度: 10mm b、容重: 78.5kN/m 3 c、力学性能指标 a w MP1881453.1 , a l MP1821403 . 1 , PaE 11 101.2 MPa1103. 1*85 (2) 、 “工 16”普通工字钢 a、截面尺寸: 88*160mm b、容重: 0.205kN/m c、力学性能指标 a w MP1881453.1 , a l MP1821403 . 1 , PaE 11 101.2 MPa1103. 1*85 mmimmWmmImmA xxx 7.65,14087
14、5,10*127.1,2611 3472 (3) 、 “工 45”普通工字钢 a、截面尺寸: 150*450mm b、容重: 0.804kN/m c、力学性能指标 a w MP1881453.1 , a l MP1821403 . 1 , PaE 11 101.2 MPa1103. 1*85 mmimmWmmImmA xxx 4 .177,1432933,10*22.3,10240 3482 (4) 、 “600*10”螺旋钢管 a、截面尺寸: 600*10mm b、容重: 1.46kN/m c、力学性能指标 a w MP1881453.1 , a l MP1821403 . 1 , PaE
15、11 101.2 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 9 页共 19 页 MPa1103. 1*85 mmimmWmmImmA xxx 209,10*689.2,10*067.8,18526 36482 5、结构检算 5.1 面板计算 面板采用厚度 10mm 的花纹钢板, 钢板下设置间距 350mm 的(净间距) “工 16” 工字钢纵梁(顺桥向放置) 。 5.1.1 、荷载组合 (1) 、履带吊荷载 履带吊自重 50t , 90 型振动锤自重 5.8t 、 最大拔桩力 25.4t , 9m长600*10
16、mm 钢管自重 1.3t ,因此拔桩时履带接地压力最大, 即: 2 1 /2.116)76.0*6. 4*2/()25458500(mkNq (2) 、汽车吊机及砼搅拌车荷载 PY25汽车吊机自重29.2t ,最大起重量为25t (但起重时支腿下垫有垫木, 将荷载直接传递到横梁上,因此计算面板是仅考虑其自重即可);斯太尔8-10 方砼搅拌车自重 13t 、8 立方砼自重 19.2t ,总重为 32.2t 。搅拌车和吊车后轴均 为双轴双轮,因此按前轴计算,按前轴轴重7 吨、后轴 28 吨计, 即:mkNq/175)2 .0*2/(7 2 (单胎宽度按 200mm 计) 因此荷载选用mkNq/17
17、5)2 .0*2/(7 2 ,取 1m宽板按简支梁计算。 5.1.2 、计算模型 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 -1 7 5 0 0 0 .0 5.1.3 、承载力检算 (a) 、强度 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 10 页共 19 页 MpaM
18、pa188129 max ,合格; (b) 、刚度 mmmmf9 .0 400 350 85.0 max ,合格。 5.2 、纵梁检算 面板下设置净间距350mm 的“工 16”工字钢纵梁,工字钢纵梁安装在桩顶横 梁上,桩顶横梁中心间距2.8+2.5+2.8m ,按连续梁检算。 5.2.1 、荷载组合 (1) 、履带吊荷载 履带吊自重 50t , 90 型振动锤自重 5.8t 、 最大拔桩力 25.4t , 9m长600*10mm 钢管自重 1.3t ,因此拔桩时履带接地压力最大,履带长度 4.66m,因此每根履带 荷载由 13 根纵梁承受,每根纵梁受力按集中力计: 即:kNq3 .31)13
19、*2/()25458500( 1 (2) 、汽车吊机及砼搅拌车自重荷载 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 11 页共 19 页 PY25汽车吊机自重29.2t ,最大起重量为25t (但起重时支腿下垫有垫木, 将荷载直接传递到横梁上,因此计算面板是仅考虑其自重即可);斯太尔8-10 方砼搅拌车自重 13t 、8 立方砼自重 19.2t ,总重为 32.2t 。搅拌车和吊车后轴均 为双轴双轮,因此按前轴计算,按前轴轴重7 吨、后双轴 28 吨计, 即:kNq74/28 2 (3) 、汽车吊机吊重状态支腿荷
20、载 PY25汽车吊机自重29.2t ,最大起重量为25t ,按最大起吊重量下单侧两个 支腿承受全车 (物)重量,每个支腿由两根型钢纵梁承重 (支腿下垫木长度1m ) , 即:kNq55.13)2*2/()252 .29( 3 因此荷载选用kNq3.31)13*2/()25458500( 1 ,作为集中力作用在单根 “工 16”工字钢纵梁上,纵梁跨度为2.8+2.5+2.8m 。 5.2.2 、计算模型 -2 1 0 .0 -2 1 0 .0-3 1 3 0 0 .0 -2 1 0 .0 -2 1 0 .0 -2 1 0 .0-3 1 3 0 0 .0 -2 1 0 .0 -2 1 0 .0 -
21、2 1 0 .0-3 1 3 0 0 .0 -2 1 0 .0 -2 1 0 .0 5.2.3 、承载力检算 (a) 、强度 MpaMpa188110 max ,合格; (b) 、刚度 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 12 页共 19 页 mmmmf25.6 400 2500 3 .3 max ,合格。 (c) 、支反力 kNF4.36 max 。 5.3 、横梁检算 “工 16”工字钢纵梁下(桩顶上)设置横桥向“3 工 45a”工字钢横梁,工 字钢横梁安装在桩顶上,钢管2*6.5+7m,按连续梁检算
22、。 5.3.1 、荷载组合 (1) 、履带吊机荷载 履带吊自重 50t , 90 型振动锤自重 5.8t 、 最大拔桩力 25.4t , 9m长600*10mm 钢管自重 1.3t ,因此拔桩时履带接地压力最大,履带长度 4.66m,按最不利横梁 (中间两道横梁),履带吊机荷载全部作用在横梁上: 即:mkNq/3 .174)66.4/()25458500( 1 (2) 、汽车吊机吊重状态支腿荷载 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 13 页共 19 页 PY25汽车吊机自重29.2t ,最大起重量为25t
23、 ,按最大起吊重量下单侧两个 支腿承受全车 (物)重量,每个支腿由 1 根型钢横梁承重 (支腿下垫木长度1m ) , 即:kNq2.54252.29 2 (3) 、钻机荷载 GPS-20钻机自重 10t ,工作时最大拉拔力按10t 计,按全部荷载由前支点承 受,则支点集中荷载为:kNq200100100 3 。 因此按较大荷载mkNq/3.174 1 (作用长度 4.66m)加上部自重进行检算。 “3 工 45a”横梁自重mkNq/41.2804. 0*3 4 “工 16a”自重:mkNq/47.1)35.0/1(*5. 2*205.0 5 面板钢板:mkNq/96. 15 .78*01.0*
24、1*5 .2 6 材料自重荷载组合为:mkNqqqq/84.596.147.141. 2 654 5.3.2 、计算模型 -5 8 4 0 .0 -5 8 4 0 .0 -5 8 4 0 .0 -5 8 4 0 .0 -5 8 4 0 .0 -5 8 4 0 .0 -1 7 4 3 0 0 .0 -5 8 4 0 .0 -1 7 4 3 0 0 .0 -5 8 4 0 .0 -1 7 4 3 0 0 .0 -1 7 4 3 0 0 .0 -5 8 4 0 .0 -5 8 4 0 .0 5.3.3 、承载力检算 (a) 、强度 弯矩图: 剪力图: XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ11
25、10标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 14 页共 19 页 kNQkNmM502,733 maxmax MpaMpa188171 10*10*433.1*3 10*733 96 3 max MpaMpa11017 10*10*024.1*3 10*502 64 3 max ,合格; (b) 、刚度 mmmmf5 .17 400 7000 15 max ,合格。 (c) 、支反力 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 15 页共 19 页 kNF618 max 。 5.
26、4 、钢管桩承载力检算(长度确定) 采用 600*10mm 钢管桩作为基础,计算地质资料见第2 条。 5.4.1 、荷载计算 钢管桩承受轴力采用5.3 条最大支反力kNF618 max ,钢管桩采用封口桩, 因此不计桩身自重(钢管桩浮力大于自重)即: kNFF618 max 5.4.2 、桩长计算 按公路桥涵地基与基础设计规范 (JTJ D63-2007)第5.3.3 节第2条沉桩 的容许承载力: XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 16 页共 19 页 因考虑河道淤泥厚度,承载力起算高程-1.93m(即
27、从 1 层开始计算承载 力) ,不考虑冲刷影响。 有效土层参数表 层号土层描述 高程( m )层 厚 极限摩阻力( kPa) i 层顶层底ikqrkq 1 粘土-1.93 -3.03 1.1 22 0 0.6 2-2 淤泥质粉质粘土-3.03 -11.63 8.6 16 0 0.7 3 淤泥质粘土-11.63 -19.23 7.6 18 0 0.7 2 粉质粘土-19.23 -20.83 1.6 30 0 0.7 1-1 淤泥质粉质粘土-20.83 -26.03 5.2 20 0 0.7 2 粘土-26.03 -32.83 6.8 28 0 0.6 2 粉质粘土-32.83 -34.63 1.
28、8 55 1600 0.7 注:表中取值来自2010 年 10 月版详堪图表 7.2-1 及综合地质柱状图。 XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 17 页共 19 页 计算过程: 层号 层顶高 程(m ) 层厚 (m) 极限承载 力a、 ai 本层承载力 Fi(kN) ik q rk q桩周桩周累计桩尖 1 -1.93 1.1 22 0 0.6 13.890 13.89 2-2 -3.03 8.6 16 0 0.7 92.141 106.03 3 -11.63 7.6 18 0 0.7 91.605 19
29、7.64 2 -19.23 1.6 30 0 0.7 32.142 229.78 1-1 -20.83 5.2 20 0 0.7 69.642 299.42 2 -26.03 6.8 28 0 0.6 107.62 407.04 2 -32.83 1.8 55 1600 0.7 65.281 472.3 158.256 根据计算,钢管桩底应深入2 层,深入长度 l5为: ml45.1 55*7 .0*6 .0*14.3 )256.15804.407618(*2 5 因此钢管桩桩底高程: -32.83-1.45=-34.28m。 5.5 、钢管桩稳定性检算 选用 600*10mm 螺旋钢管,钢管
30、间用“ 【16a”槽钢做横向连接。 5.5.1 、钢管桩自由长度计算 钢管桩 顶最 大高 程为 : 3.45m, 河床 高程 -1.93m ,钢 管桩 自由 长度按 3.45-(-1.93)=5.38m计。 5.5.2 、荷载计算 钢管桩承受轴力采用53 条最大支反力kNF618 max 作为轴力检算。 5.5.3 、稳定性检算(承载力检算) 自由长度 l0=5380mm ,钢管回转半径 i=209mm ,则长细比: 26 209 5380 0 i l XX市轨道交通1 号线一期高架土建工程GTJ1110标段 中铁 XX集团第二工程有限公司XX轨道 GTJ1110项目经理部第 18 页共 19
31、 页 查稳定性系数得97.0 稳定性检算:MPaMPa A N 18834 1852697.0 10618 3 ,合格。 5.6 、钢护筒及钻孔桩施工 钢护筒采用厚度 10mm 钢板卷制,护筒直径1800mm (需振动下层,考虑到定 位及下沉误差,每边比桩基半径大300mm ) ,为防止钻进和灌注过程中“穿孔” , 护筒打入 2-2 层以下 1.0m,即护筒底高程为 -4.03m,护筒顶与平台顶相平, 即 顶高程为 4.07m,因此护筒长度为 4.07- (-4.03 )=8.1m,取 8m整。护筒顶面以 下 500mm 处用 325*7.5mm钢管两两联通, 便于将相邻护筒作为泥浆沉淀池和循 环池。 6、计算结果汇总表 构件计算结果汇总表 构件名称 / 规格 计算结果 应力(Mpa) 挠度(mm) 反力(kN) 大小容许值大小容许值大小容许值 10mm 钢面板129 188 0.85 L/400 / / “工 16”横梁110 188 3.3 L/400 36.4 / “3 工 45a”纵梁171 188 15 L/400 618 / 附注: 1、钢管桩稳定性=34Mpa ;
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