6-石首103#承台钢板桩围堰计算.doc

PAGE 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 57#墩钢板桩及内支撑计算 中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部 PAGE 目 录 TOC \o 1-4 \h \z \u 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 4 4.1工况一 4 4.2工况二 5 4.3工况三 11 4.4工况四 13 4.5计算汇总 14 五、围堰封底混凝土计算 15 5.1围堰封底混凝土抗浮计算 15 5.2围堰封底混凝土应力计算 15 六、内支撑受力计算 16 6.1下层内支撑计算 16 6.2上层内支撑计算 23 七、结论 31 石首长江大桥北塔基础钢板桩围堰计算单 PAGE 31 中国铁建大桥工程局集团有限公司桥梁设计事业部 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] Q235B 170 100 240 8.8级螺栓 235 228 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MPa 400×170 242.5 190.4 2270 173 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 1 2 3 4 5 6 平均水位（m） 25.53 25.17 25.6 26.97 29.25 31 最高水位（m） 26.10 26.08 27.74 29.80 32.35 33.31 月份 7 8 9 10 11 12 平均水位（m） 33.5 32.79 32.37 30.61 28.45 26.54 最高水位（m） 36.42 36.33 36.16 32.54 32.34 28.15 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，