钢板桩围堰设计计算.doc

PAGE 第 PAGE 6 页 共 NUMPAGES 24 页 PAGE PAGE 0 罗屿大桥工程水中承台钢板桩围堰设计计算 一、工程概况 罗屿特大桥下部构造位于海水中受潮差影响，平均高潮水位 2.92米、平均低潮水位-2.19米，1#~4#墩承台顶标高为0.000m、承台底标高为-2.500m，其余墩承台顶标高为-2.000m、承台底标高为-4.500m。 钢板桩围堰方案 1、资料概述 1#~8#、19#~20#墩承台拟采用钢板桩围堰后进行承台施工，考虑到后期承台钢筋、模板及内支撑的施工方便，并根据实际地质情况单个板桩围堰大小比承台尺寸各宽1.0米设计，平面尺寸为8.25m×22.7m。 根据?地质?资料，平均潮位4.11米，水深9.61米，承台顶标高-2.0米，承台尺寸6.25m*20.7m*2.5m。围堰拟采用拉森IIa型钢板桩，截面抗弯模量W=849cm3,长度为12米，顶标高+4.2底标高-7.8米。拟设置二道内围囹及内支撑，具体方案图后附。 板桩选择 参照?桥涵?施工手册‘板桩计算图’，本方案为支撑形式五且水文地质为第五种情况；水深取H=9.7m 查?桥涵?施工手册 图5-45板桩计算图（四） 曲线5-5 最小入土深度h=0.19H=0.19*9.7=1.8m （1）固定荷载： M=0.082H3=0.082*9.73=74.84kNm R1=1.6H2=1.6*9.72=150.54kN R2=2.8H2=2.8*9.72=263.45kN （2）支撑间距： H1=0.347H+0.12h=0.347*9.7+0.12*1.8=3.6 H2=0.359H+0.12h=0.359*9.7+0.12*1.8=3.7 H3=0.296H-0.24h=0.296*9.7-0.24*1.8=2.4 综合考虑承台高度及现场设计情况后，支撑间距取2.9+2.9+2.9m，入土深度暂按2.3m考虑。 （3）板桩选择： W=M/（1.5σ）=74840/（1.5*180）=277cm3 安全起见，可选用德国拉森IIa型钢板桩（W=849，见表5-14） 三、验算 1、钢板桩抗弯计算： 由上可知： 最大弯矩Mmax=74.84KN.m, σ=Mmax/W=74.84*103/849=88.2MPa<180MPa. 故钢板桩满足抗弯要求。 2、板桩最小入土深度计算： 由上可知：要求的最小入土深度h1.8m.实际入土深度控制在2.3m，满足最小入土深度。 3、内围囹及支撑设计及受力验算: 在标高+1.300m及-1.600m处各布置一层内围囹及内支撑，材料均为2工25，[σ]=210MPa，[τ]=125 MPa ，A=48.51×10-4m2，I=5017×10-8m4，W=401.4×10-6m3，S=230.7×10-6 m3，tw=0.013m。 长边侧壁模板在1/3跨处对称布置二道内支撑（跨径7.5m），标高-1.600m处围囹受力最不利，选取它进行受力计算。 计算模式：围囹竖向间距2.9m。由于支撑梁间距7.5m，加上斜撑，形成计算跨径为3*2.5m，取最不标高-1.600m处围囹按三等跨连续梁进行验算： 荷载： q=（4.11-（-1.600））×10*2.9+0.45*2.9=166.90KN/m?? 验算： 1） 围囹（2工25）验算 （1）强度验算：?? 查“路桥施工计算手册”得： Mmax=-0.100qL2=-0.10*166.9*2.52=104.3KN.m????? σ=Mmax/W=104.3×106/(401.4*2×103?)???????? 122.9Mpa＜[σ]?=145Mpa???满足要求； （2）刚度验算：? 查“路桥施工计算手册”得： ω=0.677qL4/（100EI） =0.677*166.9×2.54×1012/(100*2.1×105×5017*2×104) =2.1mm＜[ω]=L/400=6.25mm 满足要求;????????????? ? （3）抗剪验算：? ? 查“路桥施工计算手册”得： Qmax=1.100qL=1.1*166.9×2.5=458.98KN τ=Q/A=458.98×103/（48.51*2×102)????? =47.3Mpa＜[τ]=85Mpa 满足要求。 2） 支撑梁（2工25）验算