泉州晋江大桥主塔施工塔吊基础计算书.docx

泉州晋江大桥

主塔施工塔吊基础计算书

计算：
复核：
项目负责：
总工程师:

中铁大桥局集团二公司工程技术部
二○○五年五月

一、荷载计算
1、塔吊自身荷载：
根据中升公司提供已知条件可计算出基底所承受的荷载：
塔吊最大自由高度45m时，垂直力：N=110T；水平力：Q=5T；弯矩：M=200T·m；扭矩：T=40T·m；②塔吊最大起升高度140m时，垂直力：N=170T；水平力：Q=5T；弯矩：M=200T·m；扭矩：T=40T·m；
2、塔吊基础连接件自重荷载：G＝4.5T
3、风荷载对桩产生荷载：
风荷载标准值(根据《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004》第条)：
Fwh＝k0k1k3WdAwh
Wd=EQ\F(γVd,2g),W0=EQ\F(γV10,2g),Vd=k2k5V10
γ=0.012017e-0.0001Z
式中Fwh-横桥向风荷载标准值（kN）；
W0-为基本风压(kN/m2),当有可靠风速记录时,
按W0＝V2计算，此处V为设计风速（m/s）；
该桥考虑5级风，风速为：8.0～10.7m/s，
W0＝V2=×10.72=71.56kN/m2
Wd-设计基准风压(kN/m2)；
Awh-横向迎风面积(m2)，按桥跨结构各部分的实际尺寸计算；
V10-桥梁所在地区的设计基本风速(m/s)，系按平坦空旷地面，离地面10m高，重现期为100年10min平均最大风速计算确定，该桥桥墩部分考虑5级风，风速8.0～10.7m/s；
Vd-高度Z处的设计基准风速(m/s)；
Z-距地面或水面的高度（m）；
γ-空气重力密度（kN/m3）；
k0-设计风速重现期换算系数,对于单孔跨径指标为特大桥和大桥的桥梁，k0=1.0，对其他桥梁，k0=0.9；对于施工架设期桥梁k0=0.75；当桥梁位于台风多发地区时，可根据实际情况适度提高k0值；
k3-地形、地理条件系数，按表-1取用，本桥取1.00；
k5-阵风风速系数，对A、B类地表k5=1.38，对C、D雷地表k5=1.70。A、B、C、D地表类别对应的地表状况见表-2，本桥属于A类地形，k5取1.38；
k2-考虑地面粗糙度类别和梯度风的风速高度变化修正系数，可按表-3取用；位于山间盆地、谷地或峡谷、山口等特殊场合的桥梁上、下部结构的风速高度变化修正系数k2按B类地表类别取值。本桥属于A类地形，k2取1.08；
k1-风载阻力系数，见表-4～4.3.7-6，本桥取0.5；
g-重力加速度，g=9.81m/s2。
Vd=k2k5V10=1.08×1.38×10.7=16.0，
γ=0.012017e-0.0001Z=0.012017×e-0.0001×2.7=0.012kN/m3
Wd=EQ\F(γVd,2g)=EQ\F(0.012×16,2×9.81)=9.8×10-3kN/m2,
W0=EQ\F(0.012×10.7,2×9.81)=6.53×10-3kN/m2,
Fwh＝k0k1k3WdAwh
=1.0×0.5×1.0×9.8×10-3×2.7×1.2=0.016kN
即桩身部分的风力：其对桩顶力臂(2.4+0.5)/2=1.45m。
风荷载相对比较小，则忽略不计。
4、流水压力(根据《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004》第条)：
作用在桥墩上的流水压力标准值可按下式计算:
Fw=K·A·γ·v2/2g
式中Fw–流水压力标准值(kN);
γ-水的重力密度(kN/m2);
V-设计流速(m/s),该桥v=1.35m/s;
A-桥墩阻水面积(m2),计算至一般冲刷线处,此桥的为1.2×(12-5.82)=7.42m2;
g-重力加速度,g=9.81m/s2;
K-桥墩形状系数,见表。
Fw=K·A·γ·v2/2g=0.8×7.42×10×1.352/19.62
=5.52kN
流水压力合力的着力点,假定在设计水位线以下0.3倍水深处,即为0.3×(11.4-2.9)=2.55m。
流水压力也可以忽略不计。
一、桩的计算：
1、单桩反力计算(根据《建筑桩基技术规范》P25)
Ni＝EQ\F(∑N,n)±EQ\F(Mxi,∑xi2)
n＝4根
打入桩的直径为D=1.2m，内径d=1.18m,
U外=πD＝3.77m,U内=πd=3.71m；
根据现场地质条件：河床面以下3.7m淤泥层，4.8m亚粘土层，由于亚粘土层下面是花岗岩层，打入桩无法打入，故打入桩入土长度为：3.7+4.8＝8.5m。
单桩竖向极限承载力标准值Quk（根据《建筑桩基技术规范》P31）:
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+αpskAp
式中u-桩身周长；
qsik-用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层