钢板桩围堰设计计算

1、PAGE 第 PAGE 5 页 共 NUMPAGES 6 页 罗屿大桥工程水中承台钢板桩围堰设计计算一、工程概况罗屿特大桥下部构造位于海水中受潮差影响，平均高潮水位 2.92米、平均低潮水位-2.19米，1#4#墩承台顶标高为0.000m、承台底标高为-2.500m，其余墩承台顶标高为-2.000m、承台底标高为-4.500m。钢板桩围堰方案 1、资料概述1#8#、19#20#墩承台拟采用钢板桩围堰后进行承台施工，考虑到后期承台钢筋、模板及内支撑的施工方便，并根据实际地质情况单个板桩围堰大小比承台尺寸各宽1.0米设计，平面尺寸为8.25m22.7m。根据地质资料，平均潮位4.11米，水深9.6

2、1米，承台顶标高-2.0米，承台尺寸6.25m*20.7m*2.5m。围堰拟采用拉森IIa型钢板桩，截面抗弯模量W=849cm3,长度为12米，顶标高+4.2底标高-7.8米。拟设置二道内围囹及内支撑，具体方案图后附。板桩选择 参照桥涵施工手册板桩计算图，本方案为支撑形式五且水文地质为第五种情况；水深取H=9.7m 查桥涵施工手册 图5-45板桩计算图（四） 曲线5-5 最小入土深度h=0.19H=0.19*9.7=1.8m （1）固定荷载： M=0.082H3=0.082*9.73=74.84kNm R1=1.6H2=1.6*9.72=150.54kN R2=2.8H2=2.8*9.72=2

3、63.45kN（2）支撑间距： H1=0.347H+0.12h=0.347*9.7+0.12*1.8=3.6 H2=0.359H+0.12h=0.359*9.7+0.12*1.8=3.7 H3=0.296H-0.24h=0.296*9.7-0.24*1.8=2.4综合考虑承台高度及现场设计情况后，支撑间距取2.9+2.9+2.9m，入土深度暂按2.3m考虑。（3）板桩选择： W=M/（1.5）=74840/（1.5*180）=277cm3 安全起见，可选用德国拉森IIa型钢板桩（W=849，见表5-14）三、验算1、钢板桩抗弯计算：由上可知：最大弯矩Mmax=74.84KN.m,=Mmax/W

4、=74.84*103/849=88.2MPa180MPa.故钢板桩满足抗弯要求。2、板桩最小入土深度计算：由上可知：要求的最小入土深度h1.8m.实际入土深度控制在2.3m，满足最小入土深度。3、内围囹及支撑设计及受力验算:在标高+1.300m及-1.600m处各布置一层内围囹及内支撑，材料均为2工25，=210MPa，=125 MPa ，A=48.5110-4m2，I=501710-8m4，W=401.410-6m3，S=230.710-6 m3，tw=0.013m。长边侧壁模板在1/3跨处对称布置二道内支撑（跨径7.5m），标高-1.600m处围囹受力最不利，选取它进行受力计算。 计算模式

5、：围囹竖向间距2.9m。由于支撑梁间距7.5m，加上斜撑，形成计算跨径为3*2.5m，取最不标高-1.600m处围囹按三等跨连续梁进行验算： 荷载：q=（4.11-（-1.600）10*2.9+0.45*2.9=166.90KN/m验算：1） 围囹（2工25）验算 （1）强度验算： 查“路桥施工计算手册”得： Mmax=-0.100qL2=-0.10*166.9*2.52=104.3KN.m =Mmax/W=104.3106/(401.4*2103) 122.9Mpa=145Mpa满足要求； （2）刚度验算： 查“路桥施工计算手册”得：=0.677qL4/（100EI） =0.677*166.

6、92.541012/(100*2.11055017*2104) =2.1mm=L/400=6.25mm 满足要求; （3）抗剪验算： 查“路桥施工计算手册”得：Qmax=1.100qL=1.1*166.92.5=458.98KN =Q/A=458.98103/（48.51*2102) =47.3Mpa=85Mpa 满足要求。2） 支撑梁（2工25）验算根据以上计算得：支撑处支点反力F=458.98 kN。承受轴向压力，按照压杆稳定计算，杆件的长度为8m，按照设计规范，长度系数取u0=1.0，则计算长度l0=u0l=31=8m。计算柔度系数= l0/ ix=8/0.1017=78.66根据柔度系数查附表C-2，取=0.659，则受压杆件的整体稳定性如下： N/（A）=458.98103/（48.51*21020.659） =71.8MPa=140MPa，满足要求。3）斜撑梁（2工25）验算根据以上计算得：斜撑梁处支点反力F=458.98*1.414=649.0 kN。承受轴向压力，按照压杆稳定计算，杆件的长度为3.5m，按照设计规范，长度系数取u0=1.0，则计算长度l0=u0l=313.5m。计算柔度系数= l0/ ix=3