橋梁水中基礎(chǔ)鋼板樁計算書-wenkub
2023-07-07 14:47:29 本頁面
【正文】 某大橋鋼板樁圍堰計算書基本資料工程概況某大橋9～12墩位于水中，13～15墩位于岸邊。1．1墩位地質(zhì)情況9～15墩位地質(zhì)主要為卵石層、強風(fēng)化泥巖與砂巖互層層，墩位處地質(zhì)各層標(biāo)高如下表:地層墩臺號9101112131415水深32卵石層10強風(fēng)泥巖與砂巖互層1114枯水期水位高程為853m，設(shè)計水位為855m ，水流流速1～2m/s，最大流速3m/s。根據(jù)9～15墩地質(zhì)柱狀圖地質(zhì)情況、河床標(biāo)高、承臺標(biāo)高及鋼板樁插入度的不同，以最大開挖深度9墩承臺與卵石層最大厚度12墩計算。容重取、內(nèi)摩擦角強風(fēng)化砂巖與強風(fēng)化泥巖平均值：容重22KN/ m3，內(nèi)摩擦角25176。圖1 鋼板樁圍堰布置圖計算工況鋼板樁圍堰采用無封底施工，鋼板樁樁底按自由支撐設(shè)計。圖4 工況三示意圖鋼板樁計算圍堰結(jié)構(gòu)計算分為迎河面、順?biāo)婕昂恿鞣较蛐苯幻鎸鷻_的作用力。/2)== tan2(45176。鋼板樁外側(cè)主動土壓力與工況一相同，本工況僅計算鋼板樁內(nèi)側(cè)被動土壓力。強風(fēng)化層頂面：Pp=Kaγh+2c(Ka)1/2+γwhw =220+210√=鋼板樁底端：Pp=Kaγh+2c(Ka)1/2+γwhw =221+210√=圖7 鋼板樁圍堰工況三受力圖迎水面計算各支撐點的反力、鋼板樁彎矩(1)工況一圖8 工況一受力圖(2)工況二圖9 工況二受力圖 (3)工況三圖10 工況三受力圖 （1）工況一圖11 工況一反力圖（2）工況二圖12 工況二反力圖（3）工況三圖13 工況三反力圖(1)工況一圖14 工況一彎矩圖 (2)工況二圖15 工況二彎矩圖(3)工況三圖16 工況三彎矩圖(1) 工況一圖17 工況一剪力圖 (2)工況二圖18 工況二剪力圖 (3)工況三圖19 工況三剪力圖迎水面圍堰側(cè)各工況圍檁下及鋼板樁受力統(tǒng)計表工況圍檁受力（KN/m）鋼板樁最大剪力(KN)鋼板樁最大彎矩（）第一層第二層第三層第四層臨時工況一工況二380工況三0通過以上五種工況計算，則鋼板樁的應(yīng)力為：σ=M/W=106/2270103=［σ］=210 Mpaτ=() Cm2=103/102=［σ］=120 Mpa，設(shè)工況一彎矩為零點位于反彎點以下距離為x,根據(jù)反彎點反力與被動土壓力建立彎距平衡方程：=()xx/2x/3解得：x=錨固長度位于鋼板樁入土深度范圍內(nèi)，工況一假定鋼板樁為固端支撐設(shè)計合理。F=P流=鋼板樁圍堰受的主動土壓力與被動土壓力各工況不變的，根據(jù)前面計算的數(shù)據(jù)作圍堰的受力計算。圖48 最大荷載布置圖圖49 軸力圖圖50 剪力圖圖51 彎矩圖圖52 位移圖第一層圍檁材料及受力最大值如下表： 桿件名稱規(guī)格截面面積(cm2)長度(m)截面抗彎矩(cm3)軸力(KN)最大彎矩()最大剪力(KN)位移（mm）短斜桿φ63010566長斜桿φ63010橫橋橫撐φ630100順橋橫撐φ63010圍檁2I56b4893φ63010鋼管截面慣性矩：I=，慣性矩i=√(I/A)=。 圍檁2I63b工資鋼驗算：彎曲應(yīng)力：σ=M/W+ P/A =106/(4893103)+ 103/(102)=［σ］=145=()滿足規(guī)范要求。圖53 最大荷載布置圖圖54 軸力圖圖55 剪力圖圖56 彎矩圖圖57 位移圖(2) 流水方向與圍堰斜交，圍堰順橋側(cè)與橫橋側(cè)各有一面受流水壓力作用。順橋橫撐容許軸力：P=A［σ］=102140=。(1) 圍堰順橋向一側(cè)受為迎水面作用。短斜桿柔度：λ=μl/i=1437/=長斜桿柔度：λ=μl/i=11132/=順橋橫撐柔度：λ=μl/i=12048/=橫橋橫撐柔度：λ=μl/i=11129/=查材料的折減系數(shù)，計算短桿、長桿、順橋橫撐、橫橋橫撐折減系數(shù)分別為：、分別驗算各桿件穩(wěn)定性：短斜桿容許軸力：P=A［σ］=102140=＞。 圍檁4I56b工資鋼驗算：，；，；。工字鋼剪應(yīng)力：τ=Q/hd=103/(4560)=［τ］=85Mpa滿足要求。F握=24πX200=封底混凝土最小厚度足以使自重及砼加鋼護筒之間的握裹力之和與封底混凝土的浮力代數(shù)和為零達到平衡。圍堰內(nèi)撐布置鋼板樁圍堰采用封底混凝土施工，為了保證基坑吸泥至封底混凝土底標(biāo)高時，鋼板樁在土體錨固長度最短，減少鋼板樁主動土壓力和被動土壓力差值,考慮在洗泥時在鋼板樁圍堰內(nèi)側(cè)注水來平衡內(nèi)外高程。圖76 工況三工況四：安裝第三層內(nèi)撐后，抽水至封底混凝土頂面時。鋼板樁底部凈主動土壓力：Pa= Kaγh2c(Ka)1/2=（）20鋼板樁底部凈被動土壓力：Pa= Kpγh2c(Ka)1/2=（）20封底混凝土基坑底部鋼板樁主動土壓力：Pa= Kaγh2c(Ka)1/2+γwhw=0、被動土壓力平衡臨界點圖78 鋼板樁圍堰工況一受力圖該工況中，由于鋼板樁入土深度大，對鋼板樁約束大，可以認(rèn)為樁端固定支撐，假定彎距圖上反彎點的位置在被動土壓力與主動土壓力相等時，設(shè)距離河床下距離為y,y=() y=工況二時封底混凝土澆注完成，封底混凝土作為鋼板樁底部內(nèi)支撐，將封底混凝土頂面當(dāng)著支撐點。圖81 鋼板樁圍堰工況四受力圖、鋼板樁彎矩(1)工況一圖82 工況一受力圖(2)工況二圖83 工況二受力圖 (3)工況三圖84 工況四受力圖 (4)工況四圖85工況四受力圖（1）工況一圖86 工況一反力圖（2）工況二圖87 工況二反力圖（3）工況三圖88 工況三反力圖（4）工況四圖89 工況四反力圖(1)工況一圖90 工況一彎矩圖(2)工況二圖91 工況二彎矩圖(3)工況三圖92 工況三彎
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