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1、徒骇河大桥钢板桩围堰计算书一、 工程概况及围堰布置本钢板桩围堰用于济石高铁禹齐徒骇河大桥水中墩的施工，徒骇河水流平缓的， 水深4米左右。河床为粉质粘土，承台基本标高和河床标高基本一致，施工时开挖 至承台下1米，再进行1米的混凝土圭寸底。钢板桩采用拉森W型，钢板桩长 15米 整个围堰采用三层围囹，围囹用八字型结构。型钢全采用I40工字钢。按照从上至下抽水进行围囹的安装。围囹结构图如下：9彻板粧厨翹弟一至三尼慈构平谢囲二、基本参数1、根据图纸提供的地质资料，河床以下土层为m的粉土层，m左右的粉质黏土层，m左右的粉土层，的粉土。钢板桩入土到第四层的粉土层。根据标准，估取内 摩擦角为25。，容重为18
2、.5kN/m3,土层粘聚力C=15KPa，主动土压力系数：Ka tg2(45)0.4052，被动土压力系数:Kp tg2(45-)2.46二、钢板桩围堰受力验算1.钢板桩计算:1围堰结构：钢板桩桩顶设计标高为+米，钢板桩长度为15.0米，钢围堰平面 尺寸为x米。围囹和支撑设置三道，自上而下进行安装。第一道围囹和支撑安装位 于+米，第二道围囹和支撑安装位于+米，第三道围囹和支撑安装位于米，承台底标 高+米。详见钢围堰平面图钢板桩入河床 10米左右。承台下进行1米的混凝土封 底。2基本参数：动水压力计算：每延米板桩截面面积A(cm2) 236.00每延米板桩壁惯性矩I(cm4) 39600.00每
3、延米板桩抗弯模量W(cm3) 2037.00p=K*H*V*B y /2g2式中：p-每延米板壁上的动水压力总值，KN ;H-水深，M ;v-水流平均速度，m/s;g-重力加速度/s；b-板桩宽度取1米；丫 -水的容重，kn/m; k-系数 。p=1.9*4*1*11/2*9.821/3水深处的集中力，由于动水压力很KN动水压力可假设为作用在水面下 小在计算过程中忽略不计。水平面动水压力支撑反力主动土压力支撑反力0.5米水压力3米主动土压力第一道支撑第二道支撑第三道支撑被动土压力处钢板桩主动土压力强度等于被动土压力强度:KPpy Pb Kay况1先抽水至抽水深度米，即第一层支撑下 50cm，安
4、装第一层支撑，第一层支撑安装好后继续抽水至抽水深度 3米，即第二层支撑下50cm，在安装第二道支 撑前，第一道支撑受力处于最不利状态，受力情况分析如下：计算反弯点位置，即y，在y利用钢板桩上土压力等于零的点作为反弯点位置，计算其离基坑底面的距离式中Pb-基坑底面处钢板桩墙后的主动土压力强度值;K-被动土压力修；正系数土的内摩擦角为25 ；w -水容重；-土体容重;h-基坑开挖深度;Pbwh 104 40kpay4018.5 1.4 2.46 0.4050.63PbKKP Ka(2)内力计算由结构力学求解器求得: 荷载图如下：52T27J 1 I WIT -f + H ill I 11 HIJ
5、I 4 |r 1 ! 11 I I # 11 I I I I If J L I J ! I 1 lr J i T* W。弯矩图如下:-0.2L0 21剪力图如下：求得.F1 35.13KN,Mmax 47.24KN?M50cm工况2:安装好第二层支撑，支撑中心标高+m,围堰开挖至第三层支撑下 标高为+m，此时第二层受力处于最不利状态，受力情况分析如下：1计算反弯点的位置：whi Kah2 10 4 18.5 0.405 3 62.48kpaPb0.9862.48KKP Ka 18.5 1.4 2.46 0.405(2)内力计算由结构力学求解器求得：荷载图如下：54062%弯矩图如下:剪力图如下
6、：工况3:安装好第三层支撑，支撑的中心标高 +m,围堰继续开挖至标高+m,此 时第三层处于最不利状态，受力情况分析如下：计算反弯点位置：Pb =w ha10 4 18.5 0.405 5.178.2kp78.218.5 1.4 2.46 0.5891.24水面（标咼+15.43）第一道支撑+6.236河床（标高+11.34）基坑底（标咼第一道支撑第一道支撑（2）内力计算由结构力学求解器求得:荷载图如下:弯矩图如下:和 10右“7S.JS 2muilUH niiJUUUUlinilUUUlUl141.8544 .62ISJ031 II. * 1 谆fL丄丄昭75-WO 2964.76剪力图如下:
7、求得.F1 17.87KN,F2 88KN,F3 242.24KN,Mmax 82.62KN ?M钢板桩零点以下入土深度X确实定：采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩埋深为 X,见平衡方程:Po x(KKp KJ6x3X(KK6PO-Ka)6 78.218.5 1.4 2.460.4052.72m4钢板桩入土深度计算:O+1.2=m， t t=i.i*=m钢板桩长度+=13.89m综上：F1MAX 35.13KN,F2MAX 201.13KN,F3max242.24KN, M max 92.24KN ?M2、钢板桩抗弯强度
8、的检算:MmaxW392.24 1032645.28N/mm21.05200MPa210MPa2037 10满足3、边梁及内支撑受力计算：1第二层支撑因第一、二层内支撑均采用2140a,在此仅对受力相对较大的第二层内支撑进行受力检算：第二层内支撑采用2140a, Fzmax201.13KNI40a：腹板厚度：；毛截面面积：A 86.2m3 ；截面惯性矩：lx 21720cm4;回转3fv 120.00N/mm2半径：ix 15.9cm ；截面模量：WX 1090cm， f 205.00N / mm2，。将边梁及内支撑看做中心加有刚性约束的整体平面钢架结构，利用结构力学求解器进行分析，计算受力图
9、如下:川Ml熾1曲2“工銅豆靈:k1- 1口1工；8.80-cA囚 H-985 满足稳L00.5 8.81 06 mm2定性的要求。2第三层支撑支撑采用3140a, F2max 242.24KNI40a：腹板厚度：；毛截面面积：A 86.1cm3 ；截面惯性矩：lx 21720cm4 ;回转半径：ix 15.9cm ；截面模量： Wx 1090cm32 2f 205.00N/mm ， fv 120.00N / mm。第三层受力分析图:7，闻卿rw:璨齐盟)342-34242.2+i11O0)42 3+8.90L了S.80*一盍即=.心L霍低I.就jEt.ac、才Th3145的工字钢根据剪力图得出内支撑受力为：1182.02KN,内支撑采用630X 8的管桩，对管桩进行承载力及稳定性的验算:Fmax 1182.02 103 A 156.326 102mm275.6 1.05200MPa210MPa满足承载力的要求,根据临界力Pp=3.142 206 忖“/理？ 了严1237 忖口亦L00.5 8.81 06mm225262 1182.02 满足稳定性的要求。结束语：通过结构力学求解器的验算，得出围囹采用I40工字钢不安全，建议更 换成I45的工字钢，支撑采用630 X 8的管桩满足受力及稳定性的要求，施工时需 保证焊接质量。
