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1、钢板桩围堰应力验算与方案优化摘要根据钢板桩用堰的实际受力情况建立力学模型。通过理论计算确定钢板桩围堰的实际受力状况，并通过实际施工情况验证该方法的可行性，比规范屮采用的经验算法具有更高的精确性和安全性。并根据施工屮遇到的问题对既有的施工方案进行优化，以达到省时、省T、提高工作效率和经济效益的目的，能够更好的满足工程施工需要。关键词钢板桩囤堰，应力验算，方案优化正文由于钢板桩用堰与其他方案相比，具有丁•艺简单，施工期问临时占用水面较小，安全性高，施工风险小且易于施工等优点，钢板桩囤堰在桥涵基础施T屮被广泛
2、应用。因此，我单位在新帖高速四标项H屮，根据T程水文、地质及施工现场的实际情况，施工组织设计的总体工期安排，并结合我项目部现有的设备、人员和技术装备情况，对辽河特大桥水屮墩柱施工采取了钢板桩围堰的方案，并编制了相应的专项施工技术方案。目前，对于钢板桩围堰的设计计算，主要是沿用《公路桥涵施工手册》和教科书屮的经验算法，由于经验算法将工程中的实际结构大幅简化以达到方便计算的bl的，因此，经验算法带有很大的近似性，并不一定能够真实的反应钢板桩围堰的实际受力情况，如围堰为高次超静定结构，应计算确定结构的自由度，
3、再去掉兀余的约束来简化受力情况进行验算。因此，经验算法有时会出现较大的偏差，给围堰的使用带来很多不安全因索和不稳定性。在我项目辽河特大桥钢板桩围堰施工过稈屮，为避免出现较犬变形，在对钢板桩I韦I堰进行应力验算时，采用了理论算法。经实践检验，理论算法能够较为精确的反映围垠的实际受力状况,对于合理的设置支撑和减小封底厚度提供了重要的理论依据和技术保证。下面就钢板桩围堰的应力验算与施工方案优化做详细论述：一、工程资料1、围堰尺寸26.4（横桥向）X4.8（顺桥向）,底部设计26.4X4.8X1.0m3的封底混
4、凝土。2、围堰封底及河床高程围堰设计封底高程为41.3m,根据设计资料，河床最低高程为43.1m,但是由于在设计文件颁发后，于2（）1（）年7月辽河涨洪水，受水流冲刷影响,河床标高下降，水位上升，水深变大，根据实测，现河床最低标高降至40.68m,河床淤积深度约为50cmo3、水位情况正常水位h常=45.98m（此时水深5.3m）,最高水位hmax=46.68m（此时水深6.0m）,围堰设计时按最高水位考虑。4、水流速度因该桥位于水库下游，当水库泄水时，水流较为湍急，囤堰设计时按最大水流速度考虑。设计速
5、度1.Om/s,不考虑沿水深方向的变化。5、河床、水文、地质条件该桥河床土质良好，地层主要为第四系粉质粘土、粉土、粉细砂、屮粗砂，承载力较强，囤堰基地至河床部分为粉质粘土、粉十，层厚约为2m,粉细砂，层厚约Im。二、拟定方案结合河床地质情况及施工要求，原施工方案屮采用0TII2型钢板桩，但由于受到洪水煤响，水位上涨，水流速度增大，静、动水压力增大，采用Z前的经验算法未考虑的此因素，其锁扌II无法满足增大的水压，漏水严重。现拟采用口木产拉森IV型钢板桩进行围堰施工,长度为12m,宽度为40cm,厚度为18
6、cm,围堰顶面标高拟定为为47.68,高出最高水位lm,所有内围標均采用40b工字钢制作，节点采用焊接（施工屮严格执行钢结构施T规范），为确保整个囤標的刚度和稳定性，对每层屮间一道工字钢上瓯加焊型钢并将上下四道工字钢用25#槽钢焊接连接，在施T期间尽量避免巾物碰撞。三、围堰（支撑）内力计算1、钢板桩嵌制形式，河床底部土质较为密实，假定钢板桩底部嵌同于t（钢板桩入土深度）/3=1.37m,即系梁底2.87m处（封底混凝土厚度为1.5m）02、动水压力P=KHV2BD/2g=143.3KN式屮：K■系数（槽
7、型钢板桩围堰K=1.8〜2.0,此处取1.8）,H・水深,V■水流速度,B■钢板桩围堰的计算宽度,B=26m,D•水的重度,D=10KN/m3,g・重力加速度，g=in/s20（参照《公路施工手册》，假定此力平均作用钢板桩帼堰一侧，即为均布荷载）。3、河床土质为粉质粘土，阻水性较好，但考虑到插打钢板桩过程屮会引起板侧土体扰动，缝隙里充满水（即孔隙水），所以考虑水压力的影响。土压力计算取用浮容重,Y'=19.4-9.8=9.6KN/m3,IJ二30〜50KPa,o=100KPao4、经分析可知围堰迎水面一
8、侧为最不利受力面，以此为计算血。所承受的荷载假定由两根工字钢平均承担，计算两根工字钢的共同受力。通过分析结构受力状况并判断所有的约束是否有效，可知此结构为四次超静定结构，分别验算第一、第二道围標和第一、第二道支撑的最大弯矩和最大轴向力，因计算较为繁琐，过稈不做赘述，计算得出最大支撑力为2734.95KN,故大弯矩为1117.59KN。四、验算钢板桩的入土深度是否满足要求钢板桩入土深度达4.12m,根据设计文件屮桥位处地质资料分析,持力层屮无
