京沪高速某特大桥钢板桩围堰计算书.doc

京沪高速**特大桥钢板桩围堰设计计算书 桥型布置 本桥段桥跨布置 (60.75+100+60.75)m连续梁双线铁路桥。桥型图如下： EMBED AutoCAD.Drawing.15 图1 桥型布置图 2.计算依据 2.1. 《京沪高速**特大桥设计图》； 2.2. 《公路施工手册 桥涵》上； 2.3. 《公路桥涵地基及基础设计规范》； 2.4. 《钢结构设计规范》（GB500017-2003）； 2.5. Midas设计手册。 3.钢板桩围堰布置图 钢板桩围堰主要由拉森Ⅳ型钢板桩、组合型钢组成，具体布置图如下： EMBED AutoCAD.Drawing.15 图2 1--1平面布置图 EMBED AutoCAD.Drawing.15 图3 2--2立面布置图 4、钢板桩计算 4.1.钢板桩计算参数 钢板桩型号：拉森Ⅳ型钢板桩，其规格及参数见图2和表1： EMBED AutoCAD.Drawing.15 图4 拉森Ⅳ型钢板桩断面图 表1 型号 质量 断面模量（cm3） 钢板桩尺寸（mm） （kg/m） 对a边 对b边 b h t1 t2 Ⅳ 75 315.2 814.8 400 155 15.5 9 4.2.钢板桩支撑设计 本钢板桩方案设置4道钢围囹支撑，1.5米厚混凝土封底，入土深度不小于3.0米，钢板桩立面图如下： 图5 钢板桩立面图 4.3.荷载计算 钢板桩外侧主要承受静水压力、动水压力、浮土压力，内侧主要承受钢围囹支撑力和封底混凝土锚固力。 4.3.1.静水压力计算 承台底部水压力： 4.3.2.动水压力计算 动水压力采用计算： K—1.8-2.0，此处取2； H—水深（m），此处为8m； v—流速(m/s)，此处为1.73m/s； B—阻水宽度（m），此处为1m； γ—水的容重（）； g—重力加速度（）。 1m宽范围内的动水压力： 由上计算知每沿米宽度内动水产生239KN压力，动水压力将给钢板桩围堰带来许多困难，因此采取在围堰上游打设“人”字形分水岭钢板桩挡墙，与水流方向成30度夹角，以减小围堰钢板桩处的流速，此时分水挡墙钢板桩处流速为， 围堰处流速按0.5m/s考虑，达到减小动水压力、保护钢板桩围堰的目的。分水岭钢板桩挡墙图如下： 图6 分水岭钢板桩挡墙图 当v=0.5m/s时，1m宽范围内的动水压力： 动水压力作用在钢板桩上线荷载：p=P/8=2.5KN/m 4.3.3.土对钢板产生的压力计算 土压力采用 计算。 —主动土压力系数，，为粘土的内摩擦角； H—土层厚度（m）； —土的容重，此处由于土层位于水中，取土的浮容重9。 则土压力计算如下： 主动土压力 4.4.钢板桩计算模型 钢板桩检算时宽度取1m，主要分为5个工况，钢板桩插打完毕，加第一道支撑，并抽水至第二道支撑标高以下1米处且未加第二道支撑时为工况一；第二道支撑加好后，继续抽水至第三道支撑标高以下1米处且未加第三道支撑时为工况二；第三道支撑加好后，往围堰内加水至与外水平面一致，然后围堰内挖土至封底混凝土底标高时为工况三；完成水下封底，混凝土达到设计强度时抽水至第四道支撑下0.5米，且未加第四道支撑时为工况四；第四道支撑加好后，继续抽水至承台下侧垫层底标高处为工况五。 4.4.1.工况一 4.4.1.1.结构模型及荷载（KN、m） 4.4.1.2.支撑反力（KN） 第二道钢围囹每沿米支撑反力：F=102KN 4.4.1.3.钢板桩组合应力（MPa） 最大组合应力：=194MPa=215 MPa 可 4.4.1.4．钢板桩变形 钢板桩最大变形：f=7.6mm[f]=6500/150=43mm 可 4.4.2.工况二 4.4.2.1.结构模型及荷载（KN、m） 4.4.2.2.支撑反力（KN） 第二道钢围囹每沿米支撑反力：F=50KN， 第三道钢围囹每沿米支撑反力：F=283KN 4.4.2.3.钢板桩组合应力（MPa） 最大组合应力：=155MPa=215 MPa 可 4.4.1.4．钢板桩变形 钢板桩最大变形：f=4.4mm[f]=5000/150=33mm 可 4.4.3.工况三 4.4.3.1.结构模型及荷载（KN、m） 4.4.3.1.支撑反力（KN） 第一道钢围囹支撑反力：F=4KN 第二道钢围囹每沿米支撑反力：F=-37KN 第三道钢围囹每沿米支撑反力：F=87KN 圆砾石基础每沿米支撑反力：F=76KN 4.4.3.2.钢板桩组合应力（MPa） 最大组合应力：=62MPa=215 MPa 可 4.4.3.4．钢板桩变形 钢板桩最大变形：f=9.5mm[f]=3000/150=20mm 可 4.4.4.工况四 4