鋼板樁受力計(jì)算分析

1、鋼板樁圍堰受力分析計(jì)算東引河特大橋跨越鞋底河30#34#墩、跨越東引河90#96#墩位于河床內(nèi)，經(jīng)現(xiàn)場勘測，最 大水深達(dá)6m，現(xiàn)場已搭設(shè)完成了水中棧橋和水上作業(yè)平臺。水中墩的樁基采用水上作業(yè)平臺進(jìn)行 鉆孔和灌注，施工方法與陸地基本相同；水中承臺和墩身采用鋼板樁進(jìn)行圍堰，做好封底砼，加 強(qiáng)內(nèi)支撐，圍堰內(nèi)抽水后形成干地施工條件，再進(jìn)行承臺和墩身鋼筋砼的施工。一、鋼板樁圍堰的結(jié)構(gòu)形式采用拉森式包W型鋼板樁，每片寬度50cm、高度18.5cm，單根長1200cm，單位重90.8kg/m， 其力學(xué)性能為慣性矩I =45.655cm4/m，截面抵抗矩W =2410 cm3/m。結(jié)構(gòu)形式見下圖：定位樁，鋼板

2、樁合攏后即拔除硬木楔475-一I】n n n n n一 I鋼板樁I-T剖面第一道支撐第二道支撐承臺砼二、受力計(jì)算由于鋼板樁需插入堅(jiān)實(shí)的土體1-2m中，且圍堰內(nèi)部采用厚度2m左右的砼封底，則可按固定 端(剛接)約束進(jìn)行受力分析：1、鋼板樁抗彎能力檢算此結(jié)構(gòu)是二次超靜定結(jié)構(gòu)，需要采用“圖乘法”和“力法”對兩道支撐梁的位移和荷載進(jìn)行 計(jì)算，并計(jì)算鋼板樁的最大彎矩。各單位彎矩圖如下：(1)支撐點(diǎn)受力計(jì)算h =6.5M1圖M 2圖計(jì)算方程：1=511X1+512X2+p=0,A 2= 6 21X1+ 6 22X2+A2P=00利用“圖乘法”求各系數(shù)和自由項(xiàng)如下：6 11=(h2/2)*(2h/3)/(E

3、I)= h3/(3EI),6 22=(h”2/2)*(2hZ3)/(EI)=h3/(3EI),6 虻 6 2i= (h”2/2)*(0.846h)/(EI)= 0.423h”2 h/(EI),A 1p=(14)*( P gh3/6)*h*0.815 h/(EI)= 0.815 P gh4 h/(24EI),A 2p=(14)*( P gh3/6)*h*0.6 h”/(EI)= 0.6 P gh4 h”/(24EI)。代入典型方程并消去 EI,Pg=10KN/m3, h=6.0m, h=6.5m, h”=3m，得:91.54 X1+24.75X2-2860.65=0,24.75 X1+9X2-9

4、72=0；聯(lián)立求解：X1 = 22.2KN/m, X2=46.88KN/m。(2)鋼板樁抗彎能力檢算最終彎矩圖：m=x1m1+ x2 m2+mp；最大彎矩在鋼板樁的根部，每延米的彎矩值：M=74.86KN - m/m,抗彎應(yīng)力：。=M/W=74.86*103/(2410*10-6)=31.06MPa,00 =215 MPa,鋼板樁滿足使用要求。2、圍堰內(nèi)支撐強(qiáng)度和剛度檢算為了不影響承臺和墩身施工，內(nèi)支撐采用I36a雙工字鋼橫梁、祖500鋼管內(nèi)撐，內(nèi)撐結(jié)構(gòu)采 用井字形或菱形。以第二道內(nèi)支撐菱形方式進(jìn)行受力檢算，布置形式見下圖。225T8r-72251228(1)內(nèi)支撐橫梁受力計(jì)算(長軸)二次超靜

5、定設(shè)為XI、X2兩個(gè)未知力，計(jì)算簡圖如下:ql2/8=883.679Mp圖M1圖M2圖計(jì)算方程：1=511X1+512X2+p=0，A 2= 6 21X1+ 6 22X2+A2P=0利用“圖乘法”求各系數(shù)和自由項(xiàng)如下：6 11= 6 22= (h1l1/2)*(2h1/3)+ (h2l2/2)*(2h2/3)/(EI)= 32.36；/(EI)，6 12= 6 21= (h1l1/2)*(2h1/3)+ (h2l2/2)*(2h2/3)+ (h3l3/2)*(2h3/3)/(EI)= 29.735/(EI)，A 1P= A 2p= co 1*h1+ co 2*h2+ co 3*h3/(EI)=

6、 12980.1/(EI)代入典型方程并消去EI，得：32.367 X1+29.735 X2-12980.1 = 0，X1 = X2 = 209.01 KN最終彎矩圖：M=X1M1+ X2 M2+Mp436178178436M圖根據(jù)上圖可以得知：最大彎矩M=221.7KN/m，雙36a工字鋼的截面抵抗矩W=875cm3, 彎曲應(yīng)力：。=M/W=221.7*103/(875 * 2*10-6)=126.69MPa, oo=215 a,工字梁橫梁滿足使用要求。鋼管支撐受力計(jì)算：(鋼管長L=6.167m，直徑g0.5m,壁厚5=8mm，截面積A=0.0123m2)鋼管的軸向受力：T= X1/0.707=295.63 KN，長細(xì)比入=12.4，穩(wěn)定系數(shù)4=0.992，軸向應(yīng)力：。=T/A=295.63*103/(12.3*10-3)=24.035MPa，。=215 MPa，鋼管內(nèi)支撐滿足使用要求。短軸受力計(jì)算