水中承台钢板桩围堰计算书.doc

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1、新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥水中承台钢板桩围堰方案一、工程概况太中银铁路东自太原枢纽的榆次站引出，经陕西的太原、晋中、吕梁，跨黄河入陕西省榆林市，西进入宁夏自治区吴忠市，在包兰铁路黄羊湾站接轨至中卫；同时修建定边至银川的联络线。正线长约752km，联络线长约192km。永宁黄河特大桥为全线重点控制工程的两桥一隧之一。永宁黄河桥中心里程LDK672+962.76，孔跨布置为（2-32m）+（4-24m）+（38-32m）单线简支T梁+（18-48m）单线简支箱梁+（13-96m）简支钢桁结合梁+（5-48m）单线简支箱梁+（4-32m）单线简支T梁，桥长3942.08m。桥址位于银

2、川平原中部，横跨黄河，河面宽约800米，最大水深5.7米,流速2.0米/秒,设计水位1111.68米,最高通航水位1111.55米,测时水位1110.09米；63#墩--70#墩处在河中，其中63#墩、67#墩--70#墩处在河中，64#墩--66#墩处在河中的冲积漫滩上，地层多为巨厚的粉、细砂层；承台尺寸均为14.6*14.6*6.5米,底标高均为1099.06米,每个承台下设16根φ1.5米钻孔桩,基础混凝土均为C30,桥址地质柱状图如下：中铁四局集团有限公司第22页共23页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥二、钢板桩围堰方案综述综合考虑河中水文特点及地质情况，从节约成本出发，承台

3、基坑施工拟采用钢板桩围堰方案。中铁四局集团有限公司第22页共23页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥承台平面尺寸为14.6m×14.6m，钢围堰平面尺寸设计为16.8m×16.8m。方案一：采用2根15米宽0.4m的ISP-Ⅳ钢板桩接长至30m，围堰完成一般冲刷及局部冲刷后，钢板桩埋入砂层6米，未满足钢板桩固结所需求的入土深度，围堰外侧设30根φ800×10mm、30m长钢管桩用于稳定钢板桩围堰，防止其倾覆。方案二：主要考虑钢板桩较长无法全部打入砂层中时，采用2根12米钢板桩接长至24m，围堰完成一般冲刷及局部冲刷后，河床面至钢板桩围堰底，采用抛填袋装碎石埋没钢板桩围堰，抛填高度为6米

4、，围堰外侧设30根φ800×10mm、30m长钢管桩用于稳定钢板桩围堰，防止其倾覆。承台底至水面钢板桩长12.49m,为保证抽水后钢板桩安全，基坑支撑的施工与基坑内水位的下降按“先支撑后降水，分层支撑分层降水”的原则进行，结合实际，共设五层支撑围囹，顶层采用2I40a槽钢制成，其余每层围囹采用2I45c工字钢制成，每层围囹间隔2.5m。每层围囹内侧采用8根φ600×10mm钢管斜支撑，钢管长分别为9.5m，4.75m。钢围堰及外侧支撑钢管平面布置图如下：中铁四局集团有限公司第22页共23页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥内支撑围囹平面图如下：三、方案一情况下钢板桩围堰计算1、钢板桩冲

5、刷计算1.1、一般冲刷计算中铁四局集团有限公司第22页共23页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥按公路工程水文勘测设计规范（JTGC30-2002）64-2简化式计算：式中：—桥下一般冲刷后的最大水深(m)；—频率为P%的设计流量（/s）；—桥下河槽部分通过的设计流量（/s），当河槽能扩宽至全桥时取用；—天然状态下河槽部分设计流量（/s）；—天然状态下桥下河滩部分设计流量（/s）；—桥长范围内的河槽宽度(m)，当河槽能扩宽至全桥时取用桥孔总长度；—造床流量下的河槽宽度(m)，对复式河床可取平摊水位时的河槽宽度；—设计水位下，在宽度范围内，桥墩阻水总面积与过水面积的比值；—桥墩水流侧向压

6、缩系数；—河槽最大水深（m）；—单宽流量集中系数，山前变迁、游荡、宽滩河段当>1.8时，可采用1.8；—造床流量下的河槽平均水深（m），对复式河床可取平滩水位时河槽平均水深。带入下表已知数据Qp(m3/s)hcmBz(m)Hz(m)Qt1(m3/s)Qc(m3/s)5750.005.70550.003.40706.005044.00Bc(m)Bcg(m)μ阻水面积(m2)总过水面积(m2)中铁四局集团有限公司第22页共23页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥550.00550.000.96193.82875.00计算得=8.27m1.2、局部冲刷计算按公路工程水文勘测设计规范（JTGC

7、30-2002）65-2简化式计算：当≤当>式中：—桥墩局部冲刷深度（m）；—墩形系数；—桥墩计算宽度（m）；—一般冲刷后的最大水深（m）；—河床泥沙平均粒径（mm）；—河床颗粒影响系数；—河床泥沙起动流速（m/s）；—墩前泥沙起动流速（m/s）；—指数—一般冲刷后墩前行进流速（m/s）中铁四局集团有限公司第22页共23页新建铁路太原至中卫（银川）线永宁黄河特大桥式中:—河槽平均流速（m/s）；—