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1、罗屿大桥工程水中承台钢板桩围堰设计计算一、工程概况罗屿特大桥下部构造位于海水中受潮差影响，平均高潮水位 2.92 米、平均低潮水位-2.19米，1#4#t承台顶标高为0.000m、承台底标高为-2.500m ，其余墩承台顶标高为 -2.000m 、承台底标高为 -4.500m 。二、钢板桩围堰方案1 、资料概述1#8#、 19#20#墩承台拟采用钢板桩围堰后进行承台施工，考虑到后期承台钢筋、模板及内支撑的施工方便，并根据实际地质情况单个板桩围堰大小比承台尺寸各宽1.0米设计，平面尺寸为8.25mX22.7m。根据 ?地质 ?资料，平均潮位4.11 米，水深 9.61 米，承台顶标高 -2.0米
2、，承台尺寸6.25m*20.7m*2.5m。围堰拟采用拉森IIa型钢板桩，截面抗 弯模量W=849cm豕度为12米，顶标高+4.2底标高-7.8米。拟设置二道内 围囹及内支撑，具体方案图后附。2、板桩选择参照 ?桥涵 ?施工手册板桩计算图，本方案为支撑形式五且水文地质为第五种情况；水深取H=9.7m查 ?桥涵 ?施工手册图 5-45 板桩计算图（四） 曲线 5-5最小入土深度h=0.19H=0.19*9.7=1.8m（ 1）固定荷载： M=0.082H3=0.082*9.7 3=74.84kNmR1=1.6H 2=1.6*9.7 2=150.54kNR2=2.8H 2=2.8*9.7 2=26
3、3.45kN(2)支撑间距：H1=0.347H+0.12h=0.347*9.7+0.12*1.8=3.6H2=0.359H+0.12h=0.359*9.7+0.12*1.8=3.7H3=0.296H-0.24h=0.296*9.7-0.24*1.8=2.4综合考虑承台高度及现场设计情况后，支撑间距取2.9+2.9+2.9m ,入土深度暂按2.3m考虑。(3)板桩选择：W=M/ (1.5(T)=74840/ (1.5*180 ) =277cn3i安全起见，可选用德国拉森IIa型钢板桩(W=849见表5-14) 三、验算1、钢板桩抗弯计算：由上可知：最大弯矩 Mmax=74.84KN.m,(T =
4、Mmax/W=74.84*13/849=88.2MPa180MPa.故钢板桩满足抗弯要求。2、板桩最小入土深度计算：由上可知：要求的最小入土深度 h1.8m.实际入土深度控制在2.3m,满 足最小入土深度。3、内围囹及支撑设计及受力验算：在标高+1.300m及-1.600m处各布置一层内围囹及内支撑，材料均为 2 工 25, (T=210MPa, r =125 MPa , A=48.51 x 10-4R, I=5017 X 10飞 W=401.4X 10-6m, S=230.7X 10-6 m3, tw=0.013mo长边侧壁模板在 1/3跨处对称布置二道内支撑(跨径7.5m),标高-1.60
5、0m处围囹受力最不利，选取它进行受力计算。计算模式：围囹竖向间距2.9m。由于支撑梁间距7.5m,加上斜撑，形 成计算跨径为3*2.5m,取最不标高-1.600m处围囹按三等跨连续梁进行验 算：荷载：q= (4.11- (-1.600 ) X 10*2.9+0.45*2.9=166.90KN/m验算：1)围囹(2工25)验算(1)强度验算：查“路桥施工计算手册”得：M mah-0.100qL 2=-0.10*166.9*2.5 2=104.3KN.m(T =Mmax/W=104.3 106/(401.4*2 x 103 )122.9Mpa(r =145Mpa满足要求;(2)刚度验算：查“路桥施
6、工计算手册”得：”0.677qL4/ (100EI)=0.677*166.9 X 2.54X 1012/(100*2.1 x 105X 5017*2 X 104)=2.1mm =L/400=6.25mm 满足要求；(3)抗剪验算：查“路桥施工计算手册”得:Qmax=1.100qL=1.1*166.9 x 2.5=458.98KNr =Q/A=458.98X 103/ （48.51*2 X 102）=47.3Mpa r =85Mpa 满足要求。2）支撑梁（2工25）验算根据以上计算得：支撑处支点反力F=458.98 kN。承受轴向压力，按照压杆稳定计算，杆件的长度为 8nl按照设计规范，长度系数
7、取 U0=1.0,则 计算长度l o = Uol=3X 1=8m计算柔度系数入=l 0/ i x=8/0.1017=78.66根据柔度系数查附表C-2,取少=0.659 ,则受压杆件的整体稳定性如下：N/（A。）=458.98X 103/ （48.51*2 X 102X0.659）=71.8MPa（T=140MPa,满足要求。3）斜撑梁（2工25）验算根据以上计算得：斜撑梁处支点反力F=458.98*1.414=649.0 kN 。承受轴向压力，按照压杆稳定计算，杆件的长度为3.5m,按照设计规范，长度系数取u=1.0,则计算长度l 0 = Uc|=3X 13.5m。计算柔度系数入=l 0/ i x=3.5/0.1017=34.91根据柔度系数查附表C-2,取少=0.889 ,则受压杆件的整体稳定性如下:N/(A。)=458.98X 103/ (48.51*2 X 102X0.889)=53.2MPa(r=140MPa 满足要求。
钢板桩围堰设计计算
