钢板桩围堰计算单.doc

1、1桂 林 南 洲 大 桥P2 主墩钢板桩围堰计算单计 算： 复 核：项目负责：总工程师：中铁大桥局集团二公司设计部二五年一月2一、概况桂林市南洲大桥位于桂林市叠彩区大沙乡境内，全长 320m。跨径组合为（50+87+144+39）m，其中 87m 和 144m 为曲塔双索面斜拉桥，斜拉桥东西两侧各接 50m 辅道孔和 39m 过渡孔。斜拉桥采用塔梁固接扇形双索面结构形式，主跨采用钢砼叠合梁，边跨采用预应力砼梁。主墩下设两个相对独立的直径D=21m 的圆形承台，每个厚度为 5m。承台布置 24 根 1.5m 钻孔桩和 6 根备用桩。承台底标高+141.0m，顶标高+146.0m，常水位+146.

2、65m，筑岛顶+147.8m。从技术、经济两方面考虑，P2 主墩的承台施工采用 SP-U400 型钢板桩，其规格为：宽度 b=400mm，高度 h=1600mm，腹板厚 16.0mm；重量 76.1kg/m，每米惯性距 34400cm4，每米截面模量 2150cm3 二、设计计算1、封底厚度（根据简明施工计算手册P339 计算）封底砼采用 C20，设封底厚度为 h静水压力对封底砼形成的荷载 hhpw 145.62)0.1465.( 按简支双向板进行计算 ， ， ml6.1l7.2 9./l查表得 ，0429.， 1plMhh16.2.056.)145.6(. 2max DbfKhct5.3,

3、, , 6.2.0mb12/.Nfctmh148取封底厚度为 1.2m。基坑除土完毕后须检查坑底各处标高均不大于+139.8m，各处封底砼均应保证 1.2m 厚。2、各工况钢板桩埋深及强度计算（根据深基坑工程设计施工手册计算）3各土层地质情况：土层 1：天然容重 ，浮容重 ，粘聚力 ，内31/5.20mKN 31/5.7mKN01c摩擦角 ， ， 0142.0)4(tan115)24(tan1p土层 2：天然容重 ，浮容重 ，粘聚力32/.8 32/6.7，内摩擦角 ， ，KPac2025.42.0)45(tan2K347.1)45(tn22p取 1 米宽钢板桩进行计算，设围堰顶有施工荷载 q

4、39KPa。工况一：钢板桩插打完，开挖围堰内土体至标高+144.8 时（见图 1） +14.80mh3PsD PsDPsC h2h1常 水 位 +146.5m筑 岛 顶 780土 层BDEpEa2Ea1pPAABas1Es2图 1 工况一a. 确定钢板桩埋深计算原则：所有外力均对 D 点取矩，被动土压力产生的力矩须大于主动土压力产生的力矩。土压力计算：主动土压力：4KPaqKpaA8.720391 KPahaB 51.2.0)1.5()(1 KPahhaD )5.129(.0)8.(7239 332 NpEaBA 6.).87()(211 NhDa )8.)(7.()5.1()9152 333

5、被动土压力： KPaKhppD3313 .75. NhhE235.182水压力计算： 3305.18).(pwsD21 ).(2hhEss.wsC 332 )85.1()(psDss 对 D 点取矩： 0)23( 3)23(2 2121 sDsCs psaDBaaBAaphE hEphE0)15.8(.123()5.18( 375.183.85.(.9. )(. )()7.091385.1.72815.6833 2233 3 hhh hhhm.4钢板桩入土深度应大于 4.1m。b. 钢板桩强度检算：5由剪力等于零的条件确定最大弯矩所在截面位置 02121 spsaEE 0)5.18(75.18

6、).(5)8.)(75.093(68. 22 yyyymy弯矩为 mKNpE EpEphMsDsCsp saDBaaBAa 4.15 )2.105.8(.123.(.2)82( 3.785. )2.519.(5.12.85.1()()2.7509.13( .8.873.(63. 32.5.1)2.5.1)2.2( 221 215MPaMPacWM8.720.3满足要求。工况二：设置内支撑，开挖至标高+140.0m 处，坑内水位保持在标高+143.65m 处（见图 2） 。a.确定钢板桩埋深计算原则：所有外力均对 O 点取矩，根据弯矩平衡确定埋深土压力计算：主动土压力： KPaqKpaA8.72

7、0391 KPahaB 51.2.0)1.5()(1 KPaaD 9.20.)673921 KPKcqpaa40 861.0274)5.()( 212 6KPah hchqp aaF3 322219.5468.02 742.0)1(26.75.15.039).( Ea1PaD2ABCh3土 层 1EPBA筑 岛 顶 +147.80m常 水 位 65坑 内 水 位 +143.65m土 层 2E1FRPaPsFPsFPsCPpPpEEs1Es2qhhO +4.0m398+146.5m图 2 工况二 KNhEaBAa 68125.)51.87(1)(21 pD 940211 KNhhaFa )2.1

8、)(7.234().()3.4().()( 33322 被动土压力： KPaKcppE 1.547. KPahhhpF 1.578.934.12326332 NFpEp 33 )()8.9()(1水压力计算： 332105.68).(hhwsF723231 )85.6().1(2hhpEsFs0wsC )85.3)(2.49().()(32 hsFss对 O 点取矩： 0)85.2385.( )7.623()15.032.(.2.1 .)15.03(2 12 12 sFsCs pFEpsaDFa aDBaBaAphE hhEpph 0)85.2105.68(32.()85.3)(25.49(

9、7)791.(18 )15.038.6(2).().9436.()2.(7.( 1509251.(1.1.63333 33 hhh hh得 m7.3钢板桩入土深度应大于 4.7m。b.计算支撑反力根据水平力平衡， 02121 REEspsaa0)85.374)(.52.49( 7.4)15.894()5.674().74(681 R得 KNR3即支撑反力为 133.5KNc. 钢板桩强度检算：由剪力等于零的条件确定最大弯矩所在截面位置（见图 3） KPayyKyhqpaaH )5.10.7(2.)(5.71.2039()( 111 03ws8筑 岛 顶 +147.80m常 水 位 65坑 内

10、水 位 +143.65mO3+y1hqEs2 EsPCHREay1PaAB土 层CPHE1y图 3KNy ypEaHBay )3(75.06.14( )3()5.10.751.2(21 1 设 H 点剪力为 0， ，21REEsay 05.13)30()(5)(.(8. 1 ymy7.1弯矩为 mKNpEhERM aHByaay 4.267.10327.12.103 )3.(6)3.().()5( 11钢板桩应力 215MPa504.63MPacmKNW满足要求。工况三：混凝土封底、抽水后（见图 4）将封底砼看作一道支撑，则按 1/2 分担法计算 2 道支撑结构内力。a.支撑反力及埋深计算H

11、点为 CG 中点。土压力计算：主动土压力：9PpEPpFPsF PsFPaF土 层 1土 层 2RFEDCPaD1PaD2PaAPaBhBARGCGqHPaGPsE PsHPaH PsG常 水 位 +146.5m筑 岛 顶 +147.80m+146.5m+143.5m+140.m +14.0m +139.8m图 4 工况三KPaqKpaA8.720391B5. KPaaH 315.72.0)35.( pD 967120391 KPaa 4072.4.).(2 aG 24.3.0)255 hKPhpaF 39.57.6.(.76.1.039 被动土压力： KPapE.547.2KPahhF 1.

12、578.934.12316.7 10水压力： KPapwsH32.sE5.68wsG.KPahpsF.10)(钢板桩 AH 段的土压力、水压力由 C 点支撑承担。 CsHaHBaBA Rpp 2.312.3)(25.)(21得 KNRC 6.102.31.)5.7.(1.).87( 钢板桩 GF 段上的主动土压力、水压力由 EF 段被动土压力、水压力和 G 点的支撑各承担一半。 12)(21)(21 )6.0(6.0GsFEpFE ssGaG Rhph得 ，mh50.KNRG6.1钢板桩 HG 段的土压力、水压力由 G 点支撑承担。 221 05.3)(216.0)(4.)(2 GsGsHaDaDH Rppp KNRG6 05.3)6(1.435.)90357KNG6.21C、G 点的支撑反力分别为 110.6KN、277.6KN，钢板桩埋深应大于 0.50m。b.钢板桩强度检算由剪力为零处确定弯矩最大值所在截面位置，a 部分计算可得 H 面为剪力为零截面