拉森钢板桩围堰检算书15m

钢板桩围堰检算1、构件特性取钢材的弹性模量为 ，1.1拉森钢板桩截面参数: 截面积 惯性矩 截面抵抗矩 截面回转半径 ix=0.282m1.2单根45a工字钢截面参数: 截面积 惯性矩 截面抵抗矩 1.3单根56a工字钢截面参数: 截面积 惯性矩 截面抵抗矩 2、工况分析工况1：增江十年一遇洪水位9.31m，围堰外最高水位按9.31m计算，围堰第一层支撑、封底混凝土已完成，抽水至+3.07m，第二层支撑还未安装时；工况2：当围堰内支撑实施结束，增江十年一遇洪水位9.31m，围堰外最高水位按9.31m计算，围堰受到静水压力，流水冲击力和砂土的主动土压力共同作用时。3、围堰检算3.1工况1：3.1.1围堰拉森型钢板桩最不利工况受力分析，主要荷载有：a、静水压力，随着水深增加从上往下呈线性分布。b、流水冲击力，设流速为，影响范围为整个水深范围。c、下层饱和砂土的主动土压力荷载分析：水深7.31m，流水冲击力合力作用点位于距上端水深1/3高度处，主动土压力为7.319.36m处，另加封底混凝土以下0.5m，也即9.369.86m集中荷载：流水冲击力 K取1.5，v取2m/s,截面面积取一延米长，则作用点距顶端处分布荷载：a.静水压力 最大线荷载值 从钢板桩顶端下0.19m往下6.43m处呈三角形分布b.主动土压力取饱和砂土容重，砂土内摩擦角则为简化计算过程，具体如下：荷载分布图： 弯矩图： ，满足要求剪力图：支座反力：RA=209.1KN3.2工况23.2.1拉森型钢板桩围堰最不利工况受力分析，主要荷载有：a、静水压力，随着水深增加从上往下呈线性分布。b、流水冲击力，设流速为，影响范围为整个水深范围。c、下层饱和砂土的主动土压力荷载分析：水深7.31m，流水冲击力合力作用点位于距上端水深1/3高度处，主动土压力为7.319.36m处，另加封底混凝土以下0.5m，也即9.369.86m集中荷载：流水冲击力 K取1.5，v取2m/s,截面面积取一延米长，则 作用点距顶端处分布荷载：a.静水压力 最大线荷载值 从钢板桩顶端往下7.5m处呈三角形分布b.主动土压力取饱和砂土容重，砂土内摩擦角则最大线荷载 为简化计算过程，具体如下：荷载分布图：弯矩图： ，满足要求剪力图：支座反力：RA=55.3KN，RB=305.7KN3.2工况3(承台浇筑完拆除下层墩身范围内支撑，填充2.5米砂并在其上浇筑0.5米砼)3.2.1拉森型钢板桩围堰最不利工况受力分析，主要荷载有：a、静水压力，随着水深增加从上往下呈线性分布。b、流水冲击力，设流速为，影响范围为整个水深范围。c、下层饱和砂土的主动土压力荷载分析：水深7.31m，流水冲击力合力作用点位于距上端水深1/3高度处，主动土压力为7.319.36m处，另加封底混凝土以下0.5m，也即9.369.86m集中荷载：流水冲击力 K取1.5，v取2m/s,截面面积取一延米长，则 作用点距顶端处分布荷载：a.静水压力 最大线荷载值 从钢板桩顶端往下7.5m处呈三角形分布b.主动土压力取饱和砂土容重，砂土内摩擦角则最大线荷载 C、回填砂的主动土压力为简化计算过程，具体如下：荷载分布图：弯矩图： 剪力图： ，满足要求3.4 下层围檩双拼I56a工字钢下层长边围檩主要荷载：外层钢板桩传递的集中荷载与自重。为简化计算，不考虑自重，将集中荷载转化为等效均布线荷载计算：，围檩简化为六跨连续梁，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：弯矩图： ，满足要求剪力图：支座反力： 下层短边围檩：主要荷载：外层钢管桩传递的集中荷载与自重。为简化计算，不考虑自重，将集中荷载转化为等效均布线荷载计算：，围檩简化为三跨连续梁，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：弯矩图：, 满足要求剪力图：支座反力： ，3.5上层围檩双拼I45a工字钢上层长边围檩主要荷载：外层钢管桩传递的集中荷载与自重。为简化计算，不考虑自重，将集中荷载转化为等效均布线荷载计算：，围檩简化为六跨连续梁，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：弯矩图： 满足要求剪力图：支座反力： 上层短边围檩主要荷载：外层钢管桩传递的集中荷载与自重。为简化计算，不考虑自重，将集中荷载转化为等效均布线荷载计算：，围檩简化为七跨连续梁，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：弯矩图： 满足要求剪力图：支座反力： ， 3.6 内支撑下层支撑：选用2工56a，由结构的对称性，只需检算下层斜支撑C2-1，以及直撑C2-2；其中斜撑受力可通过力的分解得出，分别检算如下a) 斜撑C2-1，长度为4.193m，所受荷载长细比 ：查路桥施工计算手册得稳定系数 斜撑C2-1轴向容许承载力： 满足要求b) 直撑C2-2，长度9.38m，所受荷载长细比：查路桥施工计算手册得稳定系数直撑C2-2轴向容许承载力： 满足要求上层支撑：选用2I45a钢管，由结构的对称性，只需检算下层斜支撑C1-1，以及直撑C1-2；其中斜撑受力可通过力的分解得出，分别检算如下c) 斜撑C1-1，长度为4.505m，所受荷载长细比 ：查路桥施工计算手册得稳定系数 斜撑C2-1轴向容许承载力： 满足要求d) 直撑C1-2，长度9.6m，所受荷载长细比：查路桥施工计算手册得稳定系数直撑C1-2轴向容许承载力：满足要求4. 封底混凝土厚度验算4.1抗浮稳定性验算封底混凝土采用1.5m厚的C25砼，其受到水头压力差的作用，最不利水位标高+9.31m，开挖基坑底标高-1.55m，则水头差h=11.05m。主墩承台下共有12根直径2m桩基（2.3米的护筒），旧桥4根直径1.8米混凝土桩。取护筒和桩基混凝土与封底混凝土简的摩阻力=150kPa。围堰内部尺寸10.5*46.8m， 12个钢护筒直径2.3m，则基底净面积是431.3m2。水浮力：P=hA=1011.05431.3=47658.65kN；封底砼自重：G=231.5431.3=14879.8kN；桩基与封底砼的摩阻力：F=S=1501.53.14（122.3+41.8）=24586KN；钢板桩对水浮力稳定作用取下式计算的较小值：钢板桩与封底砼的摩阻力：F=S=1500.6562871.5=42361kN；钢板桩抗拔力：F=287*75*15/100+287*3.95*0.656*2*40=61630kN(钢板桩长度15m，钢板桩数量287根，钢板桩与河床砂土摩阻力取40kPa,拉森钢板桩单重76.1kg/m,钢板桩封底混凝土下入土深度3.95m。)则：，满足要求。4.2封底砼强度验算主墩承台钢板桩围堰基坑底的封底砼厚度不仅需要满足围堰抗浮稳定要求，还需满足素砼的强度要求，水下封底砼采用C25砼，f1.9MPa。封底砼厚度考虑为1.5m,夹泥厚度考虑为30cm。现根据封底砼强度验算封底砼的入土深度。H=+D其中M=apL，K=2.65，b=1m，f1.9MPa，D30cm，a0.0791L=5.9m，根据矩形围堰按周边简支支承的双向板，承受局部荷载p93.6-1.52457.6KN/m。 H=1.18m故1.18m封底砼厚度能满足砼强度要求。综合考虑抗浮稳定性和砼强度要求，取1.5m的承台封底砼厚度能满足钢板桩围堰抽水完成后的抗浮和砼强度要求，满足承台施工需要。5、钢板桩入土深度计算围堰钢板桩承受封底砼向上的摩擦力，故围堰钢板桩的深度应能满足封底砼摩擦力的要求。由上计算可知F48785.6kN，考虑钢板桩入土后单面有效承受土体摩擦力，则单根钢板桩承受荷载f42361/287=147.6KN，粗砂层极限摩阻力极限值平均为40.0KPa ，砂土的内摩擦角取30，=18.0KN/m3，= 8.0 KN/m3。钢板桩入土深度H为：H=147.6103/(0.656240103)=2.81m采用15米长的钢板桩，顶面标高为+9.5m，实际入土深度为：15-9.5-1.55=