《铁路桥梁拉森板桩钢围堰计算报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁路桥梁拉森板桩钢围堰计算报告（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算书钢板桩围堰二o二o年五月重庆计算书钢板桩围堰总经理总工程师 项目负责人 审核 复核 编制二o二o年五月重庆1. 概述施工时，现场先筑岛，用粘土在河中推土筑岛；然后打入钢板桩围堰，在土堆上用 旋挖钻机施工桩基和四周钢板桩围堰下放的引孔；将钢板桩围堰打入引孔内，灌注混凝 土封闭，围堰内设置内支撑；围堰主要承受土推力；打入后才挖围堰内的土，边挖边做 支撑。本次设计范围为 5、6#墩拉森钢板桩围堰设计。根据行洪论证与河势稳定评价报告(重庆西科水运工程咨询中心)，设计常水位333.22m, 10年一遇洪水位341.28m,施工水位332.78m，筑岛顶高程334.78m，水流流速2.39m/s,基
2、本风压0.5kpa，本次设计按筑岛高程设计。2. 计设计规范及依据(1) 港口工程荷载规范(JTS144-1-2010)；(2) 钢结构设计标准(GB 50017-2017)；(3) 钢结构工程施工质量验收规范(G50205-2001)；(4) 钢结构焊接规范(GB50661-2011)；(5) 铁路桥梁钢结构设计规范(TB10091-2017)；(6) 钢围堰工程技术标准(GBT51295-2018)；(7) 水运工程混凝土结构设计规范(JTS 151-2011)；(8) 港口工程桩基规范(JTS 167-4-2012 )；3. 钢围堰结构组成及示意图3.1 围堰结构组成围堰为矩形拉森钢板桩
3、围堰，壁高15m，壁宽18.4m,壁长24.4m；拉森钢板桩围堰型号为SP-W型，拉森钢板桩截面特性如表3-1所示；内部共设置4层围檩+钢管支撑， 呈田字格布置形式；钢管支撑，D=630mm，t=10mm；围檩及围檩角部采用工字钢，双拼 I63b。表 3-1 拉森钢板桩特性型号Typi尺十规淸Diniensionts单根钢板桥Ier pl i &单根毎米準忧Per In of pile wal1 width宽度/wmmmm厚度ztmmctn2理论旦母Kg/m惯性知 cm*曹1HI模数cm3就面积 cmm理论丞旱Kg An2w汕cm 4.fm誉而模数cmmSP-1I4Q010010.561.18
4、4B1240152153120EMO874sp-rn40 D1251376.42602220223191ISO168001340SP-K4001/015.596,9976.14870362242.5190386002270SP-Vl50020024.3133.810579&052026 f .621063003150sp-vt50022527.6153 |12&1140063030&24086003S2DSP-TTw60013D10.378.761.82110203131.2103130001000SP-rTTwGOO1BD13.4103.9ei.e5220376173.21363240018
5、00SP-lYw60021D18135310SB63053G225.51775670027DD3.2 钢板桩围堰结构示意图图 3-1 围堰平面图图 3-2 围堰正立面图图 3-3 围堰侧立面图4. 计算参数4.1 材料参数计算方法：容许应力法Q235钢材，抗拉、抗压、抗弯强度设计值：140Mpa,抗剪强度设计值：80Mpa；Q345钢材，抗拉、抗压、抗弯强度设计值：210Mpa,抗剪强度设计值：120Mpa。围堰 为临时结构，验算非工作状态和施工状态时，钢材基本容许应力提高1.2倍，即Q235钢 材：抗拉、抗压、抗弯强度设计值：168Mpa,抗剪强度设计值：96Mpa, Q345钢材：抗 拉、
6、抗压、抗弯强度设计值：252Mpa，抗剪强度设计值：144Mpa（取自铁路桥梁钢 结构设计规范（TB10091-2017）。4.2 计算荷载1）自重：钢结构自重按照实际重量取值，计算模型中考虑焊缝、销钉等质量后自重 系数取为1.2，钢结构容重取78.5KN/m3，水容重取10KN/m3。2）土压力：根据建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）进行计算，如图4-1、 表 4-1 所示，土压力加载如图 4-2所示。表 4-1 土压力荷载基坑内底部被动土压力ql（kPa）：0基坑内板桩底被动土压力q2（kPa）：452.92基坑外部填筑土层主动土压力q3（kPa）：0基坑外部填筑土层主动土压
7、力q4（kPa）：45.83基坑外部3-1淤泥质土层主动土压力q5（kPa）：45.83基坑外部3-1淤泥质土层主动土压力q6（kPa）：77.19基坑外部20-3 （w3）泥岩夹砂岩层主动土压力q7（kPa）：23.03基坑外部20-3 （w3）泥岩夹砂岩层主动土压力q8（kPa）：43.19基坑外部20-3（w2）泥岩夹砂岩层主动土压力q9（kPa）：26.31基坑外部板桩底主动土压力q10（kPa）：39.13=.： 5 58kPa.|= /Hr.I 0=59.1.Il-=.6.3U.r -i=-;-.97l-| -i|P=13.1H .ii i= i-.- - kr i ,|b=图 4
8、-1 土压力示意图图 4-2 土压力加载示意图5. 围堰整体结构计算5.1 模型建立米用Midas Civil 2019建立有限元模型，共计3264个节点，3180个单元。11三匕“三二三/rj自 rd三三r:fQ三 z xfj4三三三三妥刁t:-=-t-:1-t-:二以三三； 耳=:4“.m=冒X-!目豊 三HHww0rzl 一三hr三三耀习 X三三0三三磁141_m 一 ,怎三匚三Mrlr rdE 0三 rupfHdk “稼三匕三九匕三三弋芳彘 迂-3臼Ht3-ai-Jm -旨.3三三三f三三一寻 二三三一厂三三P坊图 5-1 整体模型5.2 施工阶段对整个围堰内部挖土过程进行施工阶段模拟
9、：阶段一：向筑岛内打入拉森钢板桩后的初始阶段阶段二：挖出围堰内第1层土（3m）；阶段三：安装第 1 层内部围檩+支撑支护结构；阶段四：挖出围堰内第2层土（3m）；阶段五：安装第 2 层内部围檩+支撑支护结构；阶段六：挖出围堰内第3层土（3m）；阶段七：安装第 3 层内部围檩+支撑支护结构；阶段八：挖出围堰内第4层土（3.55m）；阶段九：安装第 4 层内部围檩+支撑支护结构；阶段十：浇筑封底混凝土；5.3 边界条件不同施工阶段根据地基土地质参数，采用节点弹性支承进行模拟。6. 施工阶段计算结果分析根据Midas Civil计算结果，提取受力不利的施工阶段计算结果进行分析。6.1 施工阶段四（挖
10、土 2）6.1.1 组合应力验算拉森钢板桩组合应力如图6-1所示（单位：MPa）,围堰内部支撑结构组合应力（轴向拉、压应力+弯曲应力）如图 6-2 所示（单位： MPa）。图 6-1 拉森钢板桩组合应力图 6-2 围堰内支撑结构组合应力由图6-1可知，拉森钢板桩最大组合应力值为。ma=62.0MPa。=252MPa,满足规范要求；由图6-2可知，围堰内支撑结构最大组合应力值为。ma：=67.8MPao=168MPa,满足规范要求。6.1.2 变形结果拉森钢板桩支护结构变形位移如图6-3所示（单位：mm）。图 6-3 围堰变形由图6-3结果可知，围堰最大弹性位移计算值为10.6mmWL/400=
11、16400/400=41mm。6.2 施工阶段六（挖土 3）6.2.1 组合应力验算拉森钢板桩组合应力如图6-4所示（单位：MPa）,围堰内部支撑结构组合应力（轴 向拉、压应力+弯曲应力）如图 6-5 所示（单位： MPa）。图 6-4 拉森钢板桩组合应力图 6-5 围堰内支撑结构组合应力由图6-4可知，拉森钢板桩最大组合应力值为。max=88.9MPa。=252MPa,满足规max范要求；由图6-5可知，围堰内支撑结构最大组合应力值为omax=103.1MPao=168maxMPa,满足规范要求。6.2.2 变形结果拉森钢板桩支护结构变形位移如图 6-6 所示（单位： mm）。图 6-6 围
12、堰变形由图6-6结果可知，围堰最大弹性位移计算值为20.1mmWL/400=16400/400=41mm。6.3 施工阶段八（挖土 4）6.3.1 组合应力验算拉森钢板桩组合应力如图6-7所示（单位：MPa）,围堰内部支撑结构组合应力（轴向拉、压应力+弯曲应力）如图6-8所示（单位：MPa）。图 6-7 拉森钢板桩组合应力图 6-8 围堰内支撑结构组合应力由图6-7可知，拉森钢板桩最大组合应力值为omax=139.1MPao=252MPa,满足max规范要求；由图6-8可知，围堰内支撑结构最大组合应力值为omax=138.8MPao=168maxMPa,满足规范要求。6.3.2 变形结果拉森钢
13、板桩支护结构变形位移如图 6-9 所示（单位： mm）。图 6-9 围堰变形由图6-9结果可知，围堰最大弹性位移计算值为30.7mmWL/400=16400/400=41mm。6.1 施工阶段十（封底混凝土）6.1.1 组合应力验算（轴向拉、压应力+弯曲应力）拉森钢板桩组合应力如图6-10所示（单位：MPa），围堰内部支撑结构组合应力如图 6-11 所示（单位： MPa）。图 6-10 拉森钢板桩组合应力图 6-11 围堰内支撑结构组合应力由图6-10可知，拉森钢板桩最大组合应力值为omax=108.9MPao=252MPa,满足max规范要求；由图6-11可知，堰内支撑结构最大组合应力值为omax=138.3MPao=168maxMPa，满足规范要求。6.1.2 变形结果拉森钢板桩支护结构变形位移如图6-12所示(单位：mm)。HflIH：图 6-12 围堰变形由图6-12结果可知，围堰最大弹性位移计算值为29.7mmWL/400=16400/400=41 mm。7. 内支撑稳定计算根据钢结构设计标准(GB 50017-2017)对钢管横撑进行稳定性分析，如表7-1表 7-1 稳定性分析表计算长度L0 (mm)12180立柱外径
