顺德大桥钢板桩围堰计算书定稿

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1、顺德水道特大桥59#～70#水中墩钢板桩围堰施工支护计算书目录一、概述-3-二、计算模型的建立-3-三、计算结果43.159#墩支护计算结果43.1.1钢板桩强度和稳定性验算43.1.2钢板桩封底计算83.1.3基坑稳定性验算93.260#墩支护计算结果-10-3.2.1钢板桩强度和稳定性验算-10-3.2.2钢板桩封底计算-14-3.2.3基坑稳定性验算163.361#墩支护计算结果173.3.1钢板桩强度和稳定性验算173.3.2钢板桩封底计算213.3.3基坑稳定性验算-22-3.462#墩支护计算结果243.4.1钢板桩强度和稳定性验算243.4.2钢板桩

2、封底计算283.4.3基坑稳定性验算303.563#墩支护计算结果-31-13.5.1钢板桩强度和稳定性验算-31-3.5.2钢板桩封底计算353.5.3基坑稳定性验算363.664#、65#墩支护计算结果383.6.1钢板桩强度和稳定性验算383.6.2钢板桩封底计算-42-3.6.3基坑稳定性验算-43-3.766#、67#墩支护计算结果453.7.1钢板桩强度和稳定性验算453.7.2钢板桩封底计算483.7.3基坑稳定性验算-50-3.868、69#墩支护计算结果-51-3.8.1钢板桩强度和稳定性验算-51-3.8.2钢板桩封底计算553.8.3基坑稳定

3、性验算573.970#墩支护计算结果583.9.1钢板桩强度和稳定性验算583.9.2钢板桩封底计算623.9.3基坑稳定性验算63四、结论651顺德水道特大桥59#～70#水中墩钢板桩围堰施工支护计算书一、概述顺德水道特大桥59#～70#水中墩设计为深水低桩承台，水深高达21米，施工时采用钢板桩围堰进行支护，为保证支护的安全，对钢板桩围堰支护的强度与稳定进行了验算。二、计算模型的建立各墩支护的设计图附后。计算时按施工水位的最大标高取钢板桩围堰的顶标高为+4.0米。支护的最不利工况为浇筑封底混凝土后并把围堰内的水抽光，取此工况对结构进行验算。结构所受的侧面压力，在

4、河床以上的范围内为静水压力，在河床以下至封底混凝土底面以上的范围内为静水压力以及主动土压力之和。其中静水压力为三角形荷载：，为距离水面的高度；主动土压力根据肯朗土压力理论来进行计算：主动土压力系数为：，围堰开挖范围内的土质为粉砂或淤泥质土，偏于安全，内摩擦角取为10度，则，土的饱和容重为：，主动土压力为：，为距河床底的高度。考虑到围堰的高度较高，承受较大的水压力和土压力，为保证围堰的安全，故采用拉森钢板桩IV型，钢板桩的截面如下图所示，尺寸以毫米记，1图1钢板桩横断面尺寸在建立计算模型的时候，采用板单元，根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。查

5、得一片0.4米宽的钢板桩截面对重心轴x-x的惯性矩为：I=12629.4cm4，则等效的0.4米宽矩形钢板截面的厚度为：，则在计算模型中的板厚采用15.54cm。计算采用midascivil6.1.1，其中钢板桩围堰采用板单元模拟，支撑与围檩采用梁单元模拟。三、计算结果3.159#墩支护计算结果3.1.1钢板桩强度和稳定性验算图2为59#墩围堰的计算模型图，支撑围檩的构造图见图3所示。59#墩围堰的支撑的标高及数量见表1，采用的两根I56a工字钢截面的工字钢；竖撑采用单根I56a的工字钢。表159#墩支护各支撑的标高编号1标高3.5截面尺寸2I56a1图259#墩

6、计算模型图3支撑围檩构造在侧向压力的作用下，结构的最大位移为4.68mm，如图4所示。1图4结构变形计算结果支撑、围檩的应力计算结果如图5所示，支撑围檩的最大应力达到31.1MPa，在A3级钢的容许应力范围内，能够满足要求。图5支撑、围檩的应力1图6板桩围堰每延米宽度承受绕水平轴的弯矩计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴的最大弯矩为132.9kN*m/m，如图6所示。计算得到钢板桩围堰每延米的绕水平轴最大弯矩为132.9KN*m/m。取一片钢板桩来进行验算：钢板桩的宽度为0.4m，查得钢板桩边缘断面的模量为：W=814.8cm3=0.0008148m3,则可以得到钢

7、板桩外缘的应力为：在A3级钢的容许应力范围内，能够满足要求。结构的屈曲模态计算结果如下图，结构的屈曲模态最小的特征值为58.18，结构的整体稳定性能满足要求。1图7结构的第一阶屈曲模态因此，结构的应力与稳定性能够满足使用要求。3.1.2钢板桩封底计算（1）浮力控制计算封底厚度作用在封底层的浮力是由封底混凝土和围堰的自重以及围堰在土中的摩擦阻力平衡的，当板桩打入基坑底以下的深度不大时，从安全角度考虑，平衡浮力主要靠封底混凝土的自重，由：解得=0.3×10×（4+4）/(23-10)=1.85（m）其中为考虑未计算桩土间摩阻力和围堰自重的修正系数，凭经验取为0.4。封

8、底混凝土灌