6-石首103#承台钢板桩围堰计算.docx

编号：SS-02x 第1本，共1本，本册计31页石首长江公路大桥103#主墩钢板桩围堰计算单中国铁建大桥工程局集团有限公司桥梁设计事业部二○一五年十月石首长江公路大桥北塔墩钢板桩围堰计算单计算：复核：项目负责人：审 核：审 定： 中国铁建大桥工程局集团有限公司桥梁设计事业部二○一五年十月目 录一、工程概况1二、参考资料1三、计算荷载及工况2四、钢板桩受力计算44.1工况一44.2工况二54.3工况三114.4工况四134.5计算汇总14五、围堰封底混凝土计算155.1围堰封底混凝土抗浮计算155.2围堰封底混凝土应力计算15六、内支撑受力计算166.1下层内支撑计算166.2上层内支撑计算23七、结论31一、工程概况北塔采用圆端形承台，平面外轮廓尺寸为67.5m×35.75m，一级承台厚度为7m，二级承台厚度为2.5m，基础采用58根直径2.5m钻孔灌注桩基础，采用内径2.9m，外径2.94m，壁厚20mm的钢护筒。北塔墩围堰采用拉森IV型钢板桩，围堰设计时考虑墩位处土层清理至标高+30.0m，围堰顶高程+33.0m，围堰底高程+12.0m，钢板桩长度为21m，围堰最高施工水位+32.5m，封底砼厚度2.5m。围堰共设置两层内支撑，上层内支撑设置在+31.0m处；下层内支撑设置在+27.2m处。图1-1围堰平面图二、参考资料1、《石首长江公路大桥施工图设计》；2、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)；3、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)；4、《热轧U型钢板桩》(GB/T 20933-2007)；5、《基坑工程手册》（第二版）6、《路桥施工计算手册》（2001 第一版） 以下各章结构计算均采用容许应力法，材料容许应力取值见下表：表2-1 材料容许应力表（单位：MPa）材料种类弯曲应力[σw]剪应力[τ]端部承压应力[σ压]Q235B1701002408.8级螺栓235228表2-2 U形钢板桩截面尺寸及每米板面截面特性型号截面面积cm2理论重量kg/m2截面模量Wx/cm3允许应力MPa400×170242.5190 混凝土强度设计值： C25混凝土：三、计算荷载及工况钢板桩范围内基本为粉细砂层，根据地质勘测资料，土层容重19.4kN/㎡，内摩擦角30.6°，粘聚力7kPa。容重γ=19.4KN/m2，浮容重γ=19.4-10=9.4KN/m2主动土压力系数：Ka=tg2(450-30.60/2)=0.325被动土压力系数：Kp=tg2(450+30.60/2)=3.074主动土压力强度被动土压力强度水压力强度钢板桩外侧原地面为+35m，放坡开挖后至+30m，附近土层超载对钢板桩土压力强度值为对钢板桩受力及影响范围示意如下：根据近10年来水文资料有表5-1桥位断面各月水位表月份123456平均水位（m）25.5325.1725.626.9729.2531最高水位（m）26.1026.0827.7429.8032.3533.31月份789101112平均水位（m）33.532.7932.3730.6128.4526.54最高水位（m）36.4236.3336.1632.5432.3428.15根据施工进度安排，围堰基坑开挖及内支撑安装施工在3至4月份，平均水位在+25.6m至+26.97m之间，承台、塔座施工安排在5月份，最高水位按+32.5m考虑。根据上述水文资料，围堰设计分下述几种工况：1、工况一：清理基坑至+26.5m，安装下层内支撑及圈梁；2、工况二：围堰基坑开挖至封底混凝土底；3、工况三：封底完成，抽干围堰内水；4、工况四：浇筑下层承台，待下层承台达到设计强度后，在钢板桩与承台之间填2.7m厚砂，浇筑0.3m厚混凝土，拆除下层内支撑及圈梁，准备浇筑上层承台；其中工况一、二在枯水期，水位高度按+27.0m考虑；工况三、四水位高度按+32.5m考虑四、钢板桩受力计算钢板桩的计算均取1m宽度范围计算。4.1工况一清理基坑至+26.5m，安装下层内支撑及圈梁。绘出桩土压力分布图，如下图：图5-1土压力分布图（单位：m）γa=19.4KN/m2，γa=19.4-10=9.4KN/m2主动土压力系数：Ka=tg2(450-30.60/2)=0.325被动土压力系数：Kp=tg2(450+30.60/2)=3.074试算此时悬臂式钢板桩埋入深度t1即所需入土深度剪力为零点（t2）计算：t2=2.157m钢板桩最大弯矩钢板桩应力 满足要求4.2工况二围堰基坑开挖施工根据工期安排在3-4月份，参考往年桥位断面各月水位，考虑如下+25m、+26m、+27m三种水位情况的基坑施工过程。1、当基坑外