拉森钢板桩围堰检算书15m

1、钢板桩围堰检算1、构件特性取钢材的弹性模量为_112_.2.1x10N/m,0.3,G=E/2(1+N)1.1 拉森IV钢板桩截面参数：截面积A=0.0242m2截面抵抗矩W=2.2710，m31.2 单根I45a工字钢截面参数：截面积A-10.210，m2截面抵抗矩WX=1.43104m31.3 单根I56a工字钢截面参数：截面积A=13.510m2截面抵抗矩Wx=2.3410，m32、工况分析惯性矩I=3.8610“m4截面回转半径ix=0.282m惯性矩Ix-3.224104m4惯性矩Ix=6.5610“m49.31m计算，围堰第一层工况1:增江十年一遇洪水位9.31m,围堰外最高水位按

2、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IV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2m/s,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7.31nl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0.5n也即9.369.86m集中荷

3、载：流水冲击力F=5匕2gK取1.5,v取2m/s,截面面积取一延米长，则F=1.51.07.31=21.93KN2101022作用点距顶端7.31/3=2.44m处分布荷载：a.静水压力p=rh最大线荷载值F=1.0106.24=62.4KN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¥sat=18KN/m3,砂土内摩擦角中=30°则P=(sat-w)htan2(450-72)P=(18-10)2.55tan(45-30/2)=6.8KPa为简化计算过程，具体如下:荷载分布图:孔珊max4L3KN-mRa-209.1KNMmax=413

4、KN.m剪力图:1十cRr-219.413KN.2=181.9MPa(p=210MPa,满足要求2.2710，1/0.4口1支座反力：Ra=209.1KN3.2工况23.2.1拉森IV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2m/s,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2rvF=kA-2gK取1.5,v取2m/s,截面面积取一延米长，

5、则F=1.51.07.311022=21.93KN作用点距顶端7.31/3=2.44m处210分布荷载:a.静水压力p=rh最大线荷载值F=1.0107.31=73.1KN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¥sat=18KN/m3,砂土内摩擦角中=30°则P=(sat-w)htan2(45°-72)P=(18-10)2.55tan2(45°-30°/2)=6.8KPaP总=P=6.8+9.86父10=107.3KPa最大线荷载F=107.3KN/m为简化计算过程，具体如下：荷载分布图：弯矩图：134.安心一丁丁门

6、川h“叶"III11111111II甘j3KNR-305."1KNIRt«l7451142.9KN-mRa=55.3KNRb=305.7KNM142.9KN.mmax仃maxJ42.9".=63MPa(产=145MPa,满足要求2.2710”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米碎)3.2.1 拉森IV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2m/s,影响范围为整个水深范围。c、下

7、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9.369.86m2集中荷载：流水冲击力F=kA22gK取1.5,v取2m/s,截面面积取一延米长，则1022F=1.5父1.0父7.31¥=21.93KN作用点距顶端7.31/3=2.44m处210分布荷载：a.静水压力p=rh最大线荷载值F=1.0107.31=73.1KN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%t=18KN/m3,砂土内摩擦角中=30°则P=(sat-w)htan2(4

8、5°-/2)P=(18-10)2.55tan2(45°-30°/2)=6.8KPaP总=P$=6.8+9.86父10=107.3KPa最大线荷载F=107.3KN/mC、回填砂的主动土压力P=；sathtan2(45°-72)P-182.5tan2(45°-30°/2)=25.8KPa为简化计算过程，具体如下：5荷载分布图:弯矩图:mTTTTr-r-E.EII63'T剪力图:Ra=103.1KNRb=302.2KNMmax=113.1KN.m、-max113.1KN.m2.2710多=49.8MPa(。=145MPa,满足要求

9、3.4下层围楝双拼I56a工字钢下层长边围楝主要荷载：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：F=305.7.1KN/m,围楝简化为六跨连续梁，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：305.7KN/mUllLLLLLLmMLLm-mMLLLmmLLLLLLLLLLmLLLLLLLLLI1弯矩图:Mmax=113.3KN.m二max113.3KN.m22.3410“=84.2MPa(产=145MPa,满足要求剪力图:7支座反力：R=443.6KNR=1203.8KNR3=1075.2KNR4=966.6KNR5=1037.9KNR6=1202.7KN

10、R7=1343.0KNR8=479.7KN下层短边围楝：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：F=305.7KN/m,围楝简化为三跨连续梁，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：Mmax=361.6kN.m33"7KNm=77.iMPa(仃=l45MPa,满足要求22.3410支座反力：R1=R4=4498KN,R2=R3=1155.1KN3.5 上层围楝双拼I45a工字钢上层长边围楝主要荷载：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：F=2091KN/m,围楝简化为六跨连续梁

11、，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：209.1KN/mHI11I11I11I11!IIIIIIIIIIIIIIII11门口11III门HIHI“IIHI一；一3,47-：_37Z-2,1一一丸-丁丁一!234S*7Mmax=325.1KN.m仃max=325.1KN2=113.7MPag=145MPa满足要求21.4310剪力图：支座反力：R=303.4KNR2=825.5KNR3=735.5KNR4=661.2KNR5=709.9KNR6=822.7KNR7=918.6KNR8=328.1KN上层短边围楝主要荷载：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

12、线荷载计算：F=209.1KN/m,围楝简化为七跨连续梁，每跨跨度如下图所示。荷载分布图：Mmax-247.3KN.m-max=86.5MPa二=145MPa满足要求247.3KN.m21.4310,支座反力：Ri=R4=317.3KN,R2=R3=790.1KN3.6 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F=1203坦=1702.4KN4.193m=47.1长细比sin450.089m10查路桥施工计算手册得稳定系数.1=0,849斜撑C2-1轴

13、向容许承载力:N/1.4=0.0135*2x140x106N/m2x0.849/1,4=2292KN>1702.4KN满足要求b）直撑C2-2,长度9.38m,所受荷载F=1343.0KN长细比：.=4.69m=52.70.089m查路桥施工计算手册得稳定系数；=0.813直撑C2-2轴向容许承载力：N/1.4=0.0135*2父140M106N/m2父0.813/1.4=2195KN>1343.0KN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,

14、所受荷载F=-825-=1167.4KNsin45长细比：.=4.505m=56.30.080查路桥施工计算手册得稳定系数=0.793斜撑C2-1轴向容许承载力:N/1.4=0.01024*2x140黑106N/m2父0.793/1.4=1624KN>1167.2KN满足要求d）直撑C1-2,长度9.6m,所受荷载F=918.6KN长细比：=空巴-=600.080m查路桥施工计算手册得稳定系数1=0.772直撑C1-2轴向容许承载力：N/1.4=0.01024*2M140M106N/m2父0.772/1.4=1581.3KN>918.6KN满足要求114.封底混凝土厚度验算4.1

15、抗浮稳定性验算封底混凝土采用1.5m厚的C25碎，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=11.05mo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p=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=10X11.05X431.3=47658.65kN;封底碎自重：G=23X1.5X431.3=14879.8kN;桩基与封底砂的摩阻力：F=rS=150X1.5X3.14X（12X2.3+4X1.8

16、）=24586KN钢板桩对水浮力稳定作用取下式计算的较小值：钢板桩与封底砂的摩阻力：F=rS=150X0.656X287X1.5=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IV钢板桩单重76.1kg/m,钢板桩封底混凝土下入土深度3.95m。）则:=1.72>1.05,满足要求。14879.8245864236147658.654.2 封底碎强度验算主墩承台钢板桩围堰基坑底的封底碎厚度不仅需要满足围堰抗浮稳定要求，还需满足素碎的强度要求，

17、水下封底碎采用C25碎，fct=1.9MPa封底碎厚度考虑为1.5m,夹泥厚度考虑为30cni现根据封底砂强度验算封底碎的入土深度H=3.5KMbfct+D其中M=apL；,K=2.65,b=1mfct=1.9MPa,D=30cm,a=0.0791Li=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p=93.6-1.5X24=57.6KN/m。H=1.18m12故1.18m封底碎厚度能满足碎强度要求。综合考虑抗浮稳定性和碎强度要求，取1.5m的承台封底碎厚度能满足钢板桩围堰抽水完成后的抗浮和碎强度要求，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碎向上的摩擦力，故围堰钢板桩的深度应能满足封底碎摩擦力的要求。由上计算可知F钢板桩=48785.6kN,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f=42361/287=147.6KN,粗砂层极限摩阻力极