预应力混凝土变截面连续箱梁钢围堰计算.doc

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1、预应力混凝土变截面连续箱梁主墩钢板桩围堰计算XXX特大桥主桥28#墩水下承台，考虑左幅桩基静载试验与右幅承台浇筑同时进行，现考虑左、右幅承台进行整体钢板桩围堰施工，与原承台方案分开围堰有所区别，特编制本补充方案，与原方案共同形成水下承台安全专项方案组成部分。一、工程简介XXX大桥主桥起止桩号为：KCC+472.5～K90+692.5，长度为220m。其中26、29号墩为过渡墩，处在岸上，左右分离，每幅承台下设计6根直径1.5米的钻孔桩，桩长分别为75米、65米，承台尺寸为10.3×6.4×2.5米，墩身

2、为矩形薄壁空心截面，截面尺寸为8.25×2.5米；主墩处于水中，左右分离，每幅承台下设计9根直径2.0米的钻孔桩，桩长为95米，承台尺寸为13.6×13.6×3.5米，墩身为矩形薄壁空心截面，截面尺寸为8.25×4.0米。主墩承台顶标高为1.9m，底标高为-1.6，最高施工水位+1.88m，河床标高约-2.7m，拟采用钢板桩围护方案进行承台施工。钢板桩选用Ⅳ型拉森钢板桩；钢板桩围堰内围檩选用488H型截面与C25钢筋砼0.5*0.5m截面，围檩内支撑及角撑选用工地现有的φ530mm钢管桩、488H型钢、

3、I45b工字钢及C25钢筋砼支撑梁0.8*0.5m截面，共设三层，第一层围檩及支撑位于承台顶+2.4m处，第二层围檩及支撑处于-0.6m，第三层围檩及支撑位于承台底-1.85m，其中第二层围檩及支撑只是在抽水过程中使用，第三层钢筋砼（C25）围檩及支撑施工完毕砼强度达到设计的80%后，即可拆除第二层围檩及支撑。钢板桩底标高-9.1m，如下图所示：第1道围囹及内支撑平面图第2道围囹及内支撑布置图第3道围囹及内支撑布置图钢板桩围堰立面图河床第一层为淤泥质粘土，根据地质资料，取其湿容重18KN/m3，内摩擦角

4、10°，粘聚力取C=9KPa。临时钢结构工程取钢材容许抗拉强度抗剪强度C25混凝土容许应力[σb]=8.5MPa二、钢板桩支护计算根据钢板桩入土的深度，按单锚浅埋板桩计算，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力，压力坑底以下的土容重不考虑浮力影响，承台开挖主要穿越地层为淤泥质粘土。计算简图如下。根据地质报告，以淤泥质粘土为计算条件，采用土力学库伦土压力理论公式进行。主动土压力公式：被动土压力公式：静水压力计算公式：涌潮压力：近似用2m深的动水压力模拟，动水压力公式Ka-----主动土压力系数Kp

5、-----被动土压力系数φ-----土内摩擦角，取φ=10°H-----最大水深处，H=4.6mt------钢板桩入土深度6.4m，钢板桩与土接触范围支承条件简化为8个铰支座，约束条件见计算模型r------土体容重，取r=18kN/m3------水的容重，取10kN/m3K------围堰形状系数，取1.33A------钢围堰阻水面积，取单位宽度钢板桩研究，涌潮作用深度2m------流水速度，取1.2m/sc------土体粘聚力，取c=9KPa将上述数据带入公式计算得=10×4.61=46=

6、1.33×2×=2以宽度1m钢板桩为单元进行计算。根据施工工序，分为3个工况：工况一、围堰第一道支撑加好后，抽水、挖泥到-1.6m标高时；工况二、围堰第二道支撑加好后，围堰内继续抽水、挖泥至-2.7m时；工况三、围堰垫层砼与圈梁砼浇注并达到设计强度后，解除第二道支撑。各工况下各支撑点支撑反力及钢板桩最大弯矩计算如下：项目工况支撑反力R1(KN/m)支撑反力R2(KN/m)支撑反力R3(KN/m)钢板桩最大弯矩Mmax（KN﹒m）工况一29.366.4工况二20.1111.332.2工况三19.631.6

7、工况一计算模型工工况一支座反力工况一钢板桩弯矩图工况二计算模型工况二支座反力工况二钢板桩弯矩工况三计算模型工况三支座反力工况三钢板桩弯矩钢板桩在工况一情况下弯矩值最大，计算该工况下的钢板桩应力（钢板桩W=2042cm）：满足要求。第一层围檩在工况一下受到的反力最大，对其进行计算：第一层围檩在工况一下计算模型组合应力剪切应力最大应力35.5Mpa，满足要求。最大剪切应力18.0Mpa，满足要求。经计算，位移微小，忽略不计。第二层围檩在工况二下反力最大，对其进行计算：第二层围檩在工况二下计算模型组合应力剪切

8、应力最大应力66.4Mpa，满足要求。最大剪切应力52.7Mpa，满足要求。经计算，位移微小，忽略不计。