钢板桩受力计算分析

1、钢板桩围堰受力分析计算东引河特大桥跨越鞋底河30#34#墩、跨越东引河90#96#墩位于河床内，经现场勘测，最 大水深达6m，现场已搭设完成了水中栈桥和水上作业平台。水中墩的桩基采用水上作业平台进行 钻孔和灌注，施工方法与陆地基本相同；水中承台和墩身采用钢板桩进行围堰，做好封底砼，加 强内支撑，围堰内抽水后形成干地施工条件，再进行承台和墩身钢筋砼的施工。一、钢板桩围堰的结构形式采用拉森式包W型钢板桩，每片宽度50cm、高度18.5cm，单根长1200cm，单位重90.8kg/m， 其力学性能为惯性矩I =45.655cm4/m，截面抵抗矩W =2410 cm3/m。结构形式见下图：定位桩，钢板

2、桩合拢后即拔除硬木楔475-一I】n n n n n一 I钢板桩I-T剖面第一道支撑第二道支撑承台砼二、受力计算由于钢板桩需插入坚实的土体1-2m中，且围堰内部采用厚度2m左右的砼封底，则可按固定 端(刚接)约束进行受力分析：1、钢板桩抗弯能力检算此结构是二次超静定结构，需要采用“图乘法”和“力法”对两道支撑梁的位移和荷载进行 计算，并计算钢板桩的最大弯矩。各单位弯矩图如下：(1)支撑点受力计算h =6.5M1图M 2图计算方程：1=511X1+512X2+p=0,A 2= 6 21X1+ 6 22X2+A2P=00利用“图乘法”求各系数和自由项如下：6 11=(h2/2)*(2h/3)/(E

3、I)= h3/(3EI),6 22=(h”2/2)*(2hZ3)/(EI)=h3/(3EI),6 虻 6 2i= (h”2/2)*(0.846h)/(EI)= 0.423h”2 h/(EI),A 1p=(14)*( P gh3/6)*h*0.815 h/(EI)= 0.815 P gh4 h/(24EI),A 2p=(14)*( P gh3/6)*h*0.6 h”/(EI)= 0.6 P gh4 h”/(24EI)。代入典型方程并消去 EI,Pg=10KN/m3, h=6.0m, h=6.5m, h”=3m，得:91.54 X1+24.75X2-2860.65=0,24.75 X1+9X2-9

4、72=0；联立求解：X1 = 22.2KN/m, X2=46.88KN/m。(2)钢板桩抗弯能力检算最终弯矩图：m=x1m1+ x2 m2+mp；最大弯矩在钢板桩的根部，每延米的弯矩值：M=74.86KN - m/m,抗弯应力：。=M/W=74.86*103/(2410*10-6)=31.06MPa,00 =215 MPa,钢板桩满足使用要求。2、围堰内支撑强度和刚度检算为了不影响承台和墩身施工，内支撑采用I36a双工字钢横梁、祖500钢管内撑，内撑结构采 用井字形或菱形。以第二道内支撑菱形方式进行受力检算，布置形式见下图。225T8r-72251228(1)内支撑横梁受力计算(长轴)二次超静

5、定设为XI、X2两个未知力，计算简图如下:ql2/8=883.679Mp图M1图M2图计算方程：1=511X1+512X2+p=0，A 2= 6 21X1+ 6 22X2+A2P=0利用“图乘法”求各系数和自由项如下：6 11= 6 22= (h1l1/2)*(2h1/3)+ (h2l2/2)*(2h2/3)/(EI)= 32.36；/(EI)，6 12= 6 21= (h1l1/2)*(2h1/3)+ (h2l2/2)*(2h2/3)+ (h3l3/2)*(2h3/3)/(EI)= 29.735/(EI)，A 1P= A 2p= co 1*h1+ co 2*h2+ co 3*h3/(EI)=

6、 12980.1/(EI)代入典型方程并消去EI，得：32.367 X1+29.735 X2-12980.1 = 0，X1 = X2 = 209.01 KN最终弯矩图：M=X1M1+ X2 M2+Mp436178178436M图根据上图可以得知：最大弯矩M=221.7KN/m，双36a工字钢的截面抵抗矩W=875cm3, 弯曲应力：。=M/W=221.7*103/(875 * 2*10-6)=126.69MPa, oo=215 a,工字梁横梁满足使用要求。钢管支撑受力计算：(钢管长L=6.167m，直径g0.5m,壁厚5=8mm，截面积A=0.0123m2)钢管的轴向受力：T= X1/0.707=295.63 KN，长细比入=12.4，稳定系数4=0.992，轴向应力：。=T/A=295.63*103/(12.3*10-3)=24.035MPa，。=215 MPa，钢管内支撑满足使用要求。短轴受力计算