鋼板樁圍堰計(jì)算書(shū)新

1、徒駭河大橋鋼板樁圍堰計(jì)算書(shū)一、 工程概況及圍堰布置本鋼板樁圍堰用于濟(jì)石高鐵禹齊徒駭河大橋水中墩的施工，徒駭河水流平緩的， 水深4米左右。河床為粉質(zhì)粘土，承臺(tái)根本標(biāo)高和河床標(biāo)高根本一致，施工時(shí)開(kāi)挖 至承臺(tái)下1米，再進(jìn)行1米的混凝土圭寸底。鋼板樁采用拉森W型，鋼板樁長(zhǎng) 15米 整個(gè)圍堰采用三層圍囹，圍囹用八字型結(jié)構(gòu)。型鋼全采用I40工字鋼。按照從上至下抽水進(jìn)行圍囹的安裝。圍囹結(jié)構(gòu)圖如下：9徹板粧廚翹弟一至三尼慈構(gòu)平謝囲二、根本參數(shù)1、根據(jù)圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)資料，河床以下土層為m的粉土層，m左右的粉質(zhì)黏土層，m左右的粉土層，的粉土。鋼板樁入土到第四層的粉土層。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，估取內(nèi) 摩擦角為25。，容重為18

2、.5kN/m3,土層粘聚力C=15KPa，主動(dòng)土壓力系數(shù)：Ka tg2(45)0.4052，被動(dòng)土壓力系數(shù):Kp tg2(45-)2.46二、鋼板樁圍堰受力驗(yàn)算1.鋼板樁計(jì)算:1圍堰結(jié)構(gòu)：鋼板樁樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為+米，鋼板樁長(zhǎng)度為15.0米，鋼圍堰平面 尺寸為x米。圍囹和支撐設(shè)置三道，自上而下進(jìn)行安裝。第一道圍囹和支撐安裝位 于+米，第二道圍囹和支撐安裝位于+米，第三道圍囹和支撐安裝位于米，承臺(tái)底標(biāo) 高+米。詳見(jiàn)鋼圍堰平面圖鋼板樁入河床 10米左右。承臺(tái)下進(jìn)行1米的混凝土封 底。2根本參數(shù)：動(dòng)水壓力計(jì)算：每延米板樁截面面積A(cm2) 236.00每延米板樁壁慣性矩I(cm4) 39600.00每

3、延米板樁抗彎模量W(cm3) 2037.00p=K*H*V*B y /2g2式中：p-每延米板壁上的動(dòng)水壓力總值，KN ;H-水深，M ;v-水流平均速度，m/s;g-重力加速度/s；b-板樁寬度取1米；丫 -水的容重，kn/m; k-系數(shù) 。p=1.9*4*1*11/2*9.821/3水深處的集中力，由于動(dòng)水壓力很KN動(dòng)水壓力可假設(shè)為作用在水面下 小在計(jì)算過(guò)程中忽略不計(jì)。水平面動(dòng)水壓力支撐反力主動(dòng)土壓力支撐反力0.5米水壓力3米主動(dòng)土壓力第一道支撐第二道支撐第三道支撐被動(dòng)土壓力處鋼板樁主動(dòng)土壓力強(qiáng)度等于被動(dòng)土壓力強(qiáng)度:KPpy Pb Kay況1先抽水至抽水深度米，即第一層支撐下 50cm，安

4、裝第一層支撐，第一層支撐安裝好后繼續(xù)抽水至抽水深度 3米，即第二層支撐下50cm，在安裝第二道支 撐前，第一道支撐受力處于最不利狀態(tài)，受力情況分析如下：計(jì)算反彎點(diǎn)位置，即y，在y利用鋼板樁上土壓力等于零的點(diǎn)作為反彎點(diǎn)位置，計(jì)算其離基坑底面的距離式中Pb-基坑底面處鋼板樁墻后的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度值;K-被動(dòng)土壓力修；正系數(shù)土的內(nèi)摩擦角為25° ；w -水容重；-土體容重;h-基坑開(kāi)挖深度;Pbwh 104 40kpay4018.5 1.4 2.46 0.4050.63PbKKP Ka(2)內(nèi)力計(jì)算由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得: 荷載圖如下：52T27J 1 I WIT -f + H ill I&#

5、39; 11 HIJ I' 4 |r 1 ! 11 I' I # 11 I I' I I If J L I' J ! I 1 lr J i T* W。彎矩圖如下:-0.2L0 21剪力圖如下：求得.F1 35.13KN,Mmax 47.24KN?M50cm工況2:安裝好第二層支撐，支撐中心標(biāo)高+m,圍堰開(kāi)挖至第三層支撐下 標(biāo)高為+m，此時(shí)第二層受力處于最不利狀態(tài)，受力情況分析如下：1計(jì)算反彎點(diǎn)的位置：whi Kah2 10 4 18.5 0.405 3 62.48kpaPb0.9862.48KKP Ka 18.5 1.4 2.46 0.405(2)內(nèi)力計(jì)算由結(jié)構(gòu)

6、力學(xué)求解器求得：荷載圖如下：54062%彎矩圖如下:剪力圖如下：工況3:安裝好第三層支撐，支撐的中心標(biāo)高 +m,圍堰繼續(xù)開(kāi)挖至標(biāo)高+m,此 時(shí)第三層處于最不利狀態(tài)，受力情況分析如下：計(jì)算反彎點(diǎn)位置：Pb =w ha10 4 18.5 0.405 5.178.2kp78.218.5 1.4 2.46 0.5891.24水面標(biāo)咼+15.43第一道支撐+6.236河床標(biāo)高+11.34基坑底標(biāo)咼第一道支撐第一道支撐2內(nèi)力計(jì)算由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得:荷載圖如下:彎矩圖如下:和 10右“7S.JS 2muilUH niiJUUUUlinilUUUlUl141.8544 .62ISJ031 II. * 1 &

7、#165;諄fL丄丄昭75-WO 2964.76剪力圖如下:求得.F1 17.87KN,F2 88KN,F3 242.24KN,Mmax 82.62KN ?M鋼板樁零點(diǎn)以下入土深度X確實(shí)定：采用等值梁法計(jì)算原理，土壓力零點(diǎn)處的支撐反力與該點(diǎn)以下鋼板樁土壓力對(duì)樁底的力矩平衡，假設(shè)土壓力零點(diǎn)以下鋼板樁埋深為 X,見(jiàn)平衡方程:Po x(KKp KJ6x3X(KK6PO-Ka)6 78.218.5 1.4 2.460.4052.72m4鋼板樁入土深度計(jì)算:O+1.2=m， t t°=i.i*=m鋼板樁長(zhǎng)度+=13.89m綜上：F1MAX 35.13KN,F2MAX 201.13KN,F3ma

8、x242.24KN, M max 92.24KN ?M2、鋼板樁抗彎強(qiáng)度的檢算:MmaxW392.24 1032645.28N/mm21.05200MPa210MPa2037 10滿(mǎn)足3、邊梁及內(nèi)支撐受力計(jì)算：1第二層支撐因第一、二層內(nèi)支撐均采用2140a,在此僅對(duì)受力相對(duì)較大的第二層內(nèi)支撐進(jìn)行受力檢算：第二層內(nèi)支撐采用2140a, Fzmax201.13KNI40a：腹板厚度：；毛截面面積：A 86.2m3 ；截面慣性矩：lx 21720cm4;回轉(zhuǎn)3fv 120.00N/mm2半徑：ix 15.9cm ；截面模量：WX 1090cm， f 205.00N / mm2，。將邊梁及內(nèi)支撐看做中

9、心加有剛性約束的整體平面鋼架結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行分析，計(jì)算受力圖如下:川Ml熾1曲2“工銅豆靈:k1- 1口1工；8.80-cA囚 H-<H冊(cè)01.13201.13-Sr80amis201.13tSSytuntt*彎矩圖如下:173.I5C215.S4 215.94173.S0 +791i-saa 534)21.04M.21-3«2.53173,60-+76.21S J+382 Q0173.(503S2.536362.53剪力圖如下:-492站弋E 1?3W寧弋?-TJJ-.JT.UO.53根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出M max 476.21KN ? mmax3476.21 102

10、 1090 10218.4 1.05200MPa210MPa，不滿(mǎn)足要求，建議圍囹更換成2I45的工字鋼根據(jù)剪力圖得出內(nèi)支撐受力為：985KN，內(nèi)支撐米用630 X 8的管樁，對(duì)管樁進(jìn)行FmaxA985 103156.326 102mm263 1.05200MPa 210MPa滿(mǎn)足承載力的要求,承載力及穩(wěn)定性的驗(yàn)算:223244根據(jù)臨界力 P學(xué)護(hù)二3!4 206 10 N/mm 7561237 10 mm 25262>985 滿(mǎn)足穩(wěn)L00.5 8.81 06 mm2定性的要求。2第三層支撐支撐采用3140a, F2max 242.24KNI40a：腹板厚度：；毛截面面積：A 86.1cm

11、3 ；截面慣性矩：lx 21720cm4 ;回轉(zhuǎn)半徑：ix 15.9cm ；截面模量： Wx 1090cm32 2f 205.00N/mm ， fv 120.00N / mm。第三層受力分析圖:7，聞卿rw:璨齊盟)342-34242.2+i11O0)42 3+8.90L了S.80*一盍即=<24 2.24 二7-419)8.80'Wynintf14 f f jtttWIL2 國(guó)工詔4血J68彎矩圖如下:irj:73#0xfT(33M -樣*凱1乓剪力圖如下:根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出M max 693.43KN ?m21205 1.05200MPa210MPa，不滿(mǎn)足要求，建議圍囹更換成693.43 103W 3 1090 10 6Mmax-*39 3*I. i» J J fi J-北0.2鼻Sir.iji時(shí)刃:占R.佔(zhàn)、耳-16 S6 MTFT>.心L霍低I.就jEt.ac、才Th3145的工字鋼根據(jù)剪力圖得出內(nèi)支撐受力為：1182.02KN,內(nèi)支撐采用630X 8的管樁，對(duì)管樁進(jìn)行承載力及穩(wěn)定性的驗(yàn)算:Fmax 1182.02 103 A 156.326 102mm275.6 1.0520