预应力混凝土变截面连续箱梁钢围堰计算

1、预应力混凝土变截面连续箱梁主墩钢板桩围堰计算XXX特大桥主桥28#墩水下承台，考虑左幅桩基静载试验与右幅承台浇筑同时进行，现考虑左、右幅承台进行整体钢板桩围堰施工，与原承台方案分开围堰有所区别，特编制本补充方案，与原方案共同形成水下承台安全专项方案组成部分。一、工程简介XXX大桥主桥起止桩号为： KCC+472.5K90+692.5，长度为220m。其中26、29号墩为过渡墩，处在岸上，左右分离，每幅承台下设计6根直径1.5米的钻孔桩，桩长分别为75米、65米，承台尺寸为10.3×6.4×2.5米，墩身为矩形薄壁空心截面，截面尺寸为8.25×2.5米；主墩处于水中

2、，左右分离，每幅承台下设计9根直径2.0米的钻孔桩，桩长为95米，承台尺寸为13.6×13.6×3.5米，墩身为矩形薄壁空心截面，截面尺寸为8.25×4.0米。主墩承台顶标高为1.9m，底标高为-1.6，最高施工水位+1.88m，河床标高约-2.7m，拟采用钢板桩围护方案进行承台施工。钢板桩选用型拉森钢板桩；钢板桩围堰内围檩选用488H型截面与C25钢筋砼0.5*0.5m截面，围檩内支撑及角撑选用工地现有的530mm钢管桩、488H型钢、I45b工字钢及C25钢筋砼支撑梁0.8*0.5m截面，共设三层，第一层围檩及支撑位于承台顶+2.4 m处，第二层围檩及支撑处于

3、-0.6 m，第三层围檩及支撑位于承台底-1.85 m，其中第二层围檩及支撑只是在抽水过程中使用，第三层钢筋砼（C25）围檩及支撑施工完毕砼强度达到设计的80%后，即可拆除第二层围檩及支撑。钢板桩底标高-9.1m，如下图所示： 第1道围囹及内支撑平面图第2道围囹及内支撑布置图第3道围囹及内支撑布置图钢板桩围堰立面图河床第一层为淤泥质粘土，根据地质资料，取其湿容重18 KN/m3，内摩擦角10°，粘聚力取C=9KPa。临时钢结构工程取钢材容许抗拉强度抗剪强度C25混凝土容许应力b=8.5MPa二、钢板桩支护计算根据钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前

4、为被动土压力，压力坑底以下的土容重不考虑浮力影响，承台开挖主要穿越地层为淤泥质粘土。计算简图如下。根据地质报告，以淤泥质粘土为计算条件，采用土力学库伦土压力理论公式进行。主动土压力公式：被动土压力公式：静水压力计算公式： 涌潮压力：近似用2m深的动水压力模拟，动水压力公式Ka-主动土压力系数 Kp-被动土压力系数 -土内摩擦角，取=10°H-最大水深处，H=4.6mt-钢板桩入土深度6.4 m，钢板桩与土接触范围支承条件简化为8个铰支座，约束条件见计算模型r-土体容重，取r=18kN/m3-水的容重，取10kN/m3K-围堰形状系数，取1.33A-钢围堰阻水面积，取单位宽度钢板桩研究

5、，涌潮作用深度2m-流水速度，取1.2m/sc-土体粘聚力，取c=9KPa将上述数据带入公式计算得=10×4.61=46=1.33×2×=2以宽度1m钢板桩为单元进行计算。根据施工工序，分为3个工况：工况一、围堰第一道支撑加好后，抽水、挖泥到-1.6m标高时；工况二、围堰第二道支撑加好后，围堰内继续抽水、挖泥至-2.7m时；工况三、围堰垫层砼与圈梁砼浇注并达到设计强度后，解除第二道支撑。各工况下各支撑点支撑反力及钢板桩最大弯矩计算如下：项 目工况支撑反力R1(KN/m)支撑反力R2(KN/m)支撑反力R3(KN/m)钢板桩最大弯矩Mmax （KNm）工况一29.366.4工况二20.1111.332.2工况三19.631.6 工况一 计算模型 工 工况一 支座反力工况一 钢板桩弯矩图工况二 计算模型工况二 支座反力工况二 钢板桩弯矩工况三 计算模型工况三 支座反力工况三 钢板桩弯矩钢板桩在工况一情况下弯矩值最大，计算该工况下的钢板桩应力（钢板桩W=2042cm）： 满足要求。第一层围檩在工况一下受到的反力最大，对其进行计算： 第一层围檩在工况一下计算模型组合应力剪切应力最大应力35.5Mpa，满足要求。最大剪切应力18.0Mpa，满足要求。经计算，位移微小，忽略不计。第二层围檩在工况二