涵洞刚板桩围堰计算书

1、K99+160 涵洞钢板桩围堰计算书编制：审核：审定： TOC o 1-5 h z 1、编制说明及依据21.1编制说明2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.2设计依据2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 2、设计条件23、结构布置及材料特性23.1结构布置23.2材料特性34、荷载取值45、工况分析及荷载组合55.1工况分析5 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 5.2荷载组合56、整体模型及计算结果5 HYPERLINK l bookmark

2、52 o Current Document 6.1计算模型56.2计算结果汇总6 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 7、各构件强度及稳定性计算7K99+160涵洞钢板桩围堰计算书1、编制说明及依据1.1编制说明本计算书适用于K99+160涵洞墩钢板桩围堰。设计只考虑最不利工况，即围堰开 挖至底标高+16.5m。施工时围囹安装标高最高不超过19m，若超过19m需经计算复核。若钢板桩打不到设计标高需在底部增加一层围囹。1.2设计依据（1）施工图设计文件；（2）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）;（3）钢结构设计规范（GB 5001

3、7-2003）;（4）钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）;（5）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）;（6）钢结构连接节点设计手册（第二版）；（7）港口工程荷载规范（JTS 144-1-2010）;（8）钢结构设计手册（第三版）；（9）国家及有关行业颁布的规范及标准。2、设计条件拉森IV钢板桩围堰按截面惯性矩等效为矩形截面；结构计算取最不利工况：外侧 土面标高取+20m，围堰内基坑标高+16.5m。3、结构布置及材料特性3.1结构布置围堰的总体布置形式见图3.1-1、图3.1-2所示。板桩采用SP-V型号，长6m。采用一层围囹，围囹高程按+19m控制，围囹截面 形式为

4、2HW400，横向内支撑尺寸为400 x 6。4N 部踞琳冬雅/i. /zS?iSwV-H11U1H11H-1H1f3 Bffi痛布琳II!1ill17 bu = n =p = = = =.= = n b= 口 j，= = = = cfp u =-1I1II1II1L,卜图3.1-1围堰平面图钢板桩顶标亶钢板桩顶标亶+贝。0 细标高+19.00图3.1-2 1-1剖面图3.2材料特性依照钢结构设计规范，Q235-B钢材的强度设计值:抗弯：f=215MPa抗剪：fv=125MPa拉森IV钢板桩强度设计值:抗弯：f=210MPa抗剪：f=120MPa4、基本参数外侧土面标高取+20m，基坑底标高取

5、+16.5m。板桩+20m至+18m标高内为素填土，+18m至+14m标高内为粘土。计算时荷载全部 按粘土计算。详见下表：岩土名称层厚(m)层底标高(m)重度Y(KN/m )内摩擦角中 ()黏聚力c (kpa )基本承载力 (kpa )淤泥质土218_粘土41419.0212.6123.61120土的水平反力系数的比例系数M可按公式m = 02甲2甲二 c计算，其中，人为 b挡土构件在坑底的水平位移量，当水平位移不大于10mm时，取10mm。根据资料，粘土的水平反力系数的比例m为4280KN / m4。考虑土弹簧间距为1m，+15m至+16m 土弹簧刚度分别为6420KN/m、2140KN/m

6、。5、工况分析及荷载组合5.1工况分析最不利工况：基坑开挖至+16.5m。5.2荷载组合自重+土压力钢板桩外侧主动土压力见图5.2-1。图5.2-1钢板桩外侧主动土压力示意图表5.2-1荷载组合自重附加土压力主动土压力备注1.21.21.2设计值111标准值6、整体模型及计算结果6.1计算模型边界条件钢板桩围堰底部铰接。计算模型简图板桩、围囹、支撑采用梁单元模拟，被动土压力采用只受压土弹簧模拟。图6.1-1钢板桩围堰模型简图6.2计算结果汇总最不利工况下组合应力及整体变形如图6.2-1、图6.2-2所示图6.2-1组合应力图系数=图6.1-1钢板桩围堰模型简图6.2计算结果汇总最不利工况下组合

7、应力及整体变形如图6.2-1、图6.2-2所示图6.2-1组合应力图系数=2.2069E+002CBS:使用标准MAX : 1895 MIN : 1DISPLACEMENTMIDAS/CivilPOST-PROCESSOR分折姑果1LQ-87.654.3.N1O文件：K99+1血浸汩处单位；m m日崩：12/02/2015图6.2-2整体变形图表6.2-1构件受力情况构件名称及规格最大轴力(kN)最大剪力(kN)最大弯矩(kN m )组合应力(MPa)最大剪应力(MPa)钢板桩14.59063.942.622.7内支撑(400 x 6 )765.63.68.1112.31围囹双拼HM40049

8、6.2437.476312946.3以上结果均为基本组合，最大应力在围囹上，约为112.3MPa，整体强度满足要求。表6.2-2整体位移位移方向数值结构竖向最大位移(mm )0结构横向最大位移(mm)10.7结构纵向最大位移(mm)11.9以上结果均为标准组合，最大位移在板桩上，约为11.9mm，整体挠度满足要求。7、各构件稳定性计算(1 )板桩的强度：o=42.6MPaf=210MPa支撑钢管的稳定性计算支撑钢管最不利计算结果：Fx=765.6KN My=8.1KN/m截面几何特性：A=7426.7mm，=牛+Mf bWx765.6x 10008100000=+7426.71.15 x 1441453=108MPa 1.8b y (l + h) + q19.02 x 6 + 10满足要求。式中：Ymi、*2 围堰内外钢板桩底以上土的厚度加权平均重度；、N承载力系数，其中N = tan2（45 + ；）e兀tan卬 = tan2（45 + ）etan 12.61 = 3.15，N = （N - 1）f- = 9.6中为钢板桩底土层内摩擦角。C钢板桩底土层粘聚力；ld钢板桩入土深度；h基坑深度。（4）嵌固稳定性计算图11-图11-1嵌固稳定性计算简图嵌固稳定性评价系数：F