钢板桩围堰计算单

P2主墩钢板桩围堰计算单

               计    算： 

               复    核：

               项目负责：

               总工程师：

中铁大桥局集团二公司设计部

二〇〇五年一月

一、概况

桂林市南洲大桥位于桂林市叠彩区大沙乡境内，全长320m。跨径组合为（50+87+144+39）m，其中87m和144m为曲塔双索面斜拉桥，斜拉桥东西两侧各接50m辅道孔和39m过渡孔。斜拉桥采用塔梁固接扇形双索面结构形式，主跨采用钢砼叠合梁，边跨采用预应力砼梁。主墩下设两个相对的直径D=21m的圆形承台，每个厚度为5m。承台布置24根φ1.5m钻孔桩和6根备用桩。承台底标高+141.0m，顶标高+146.0m，常水位+146.65m，筑岛顶+147.8m。

从技术、经济两方面考虑，P2主墩的承台施工采用SP-U400型钢板桩，其规格为：

宽度b=400mm，高度h=1600mm，腹板厚16.0mm；

重量76.1kg/m，每米惯性距34400cm4，每米截面模量2150cm3 

二、设计计算

1、封底厚度（根据《简明施工计算手册》P339计算）

封底砼采用C20，设封底厚度为h

静水压力对封底砼形成的荷载 

按简支双向板进行计算，， 

查表得，

， 

, ,, 

取封底厚度为1.2m。

基坑除土完毕后须检查坑底各处标高均不大于+139.8m，各处封底砼均应保证1.2m厚。

2、各工况钢板桩埋深及强度计算（根据《深基坑工程设计施工手册》计算）

各土层地质情况：

土层 1：天然容重，浮容重，粘聚力，内摩擦角，， 

土层2：天然容重，浮容重，粘聚力，内摩擦角，，

取1米宽钢板桩进行计算，设围堰顶有施工荷载q＝39KPa。

⑴工况一：钢板桩插打完，开挖围堰内土体至标高+144.8时（见图1）

图1 工况一

a.确定钢板桩埋深

计算原则：所有外力均对D点取矩，被动土压力产生的力矩须大于主动土压力产生的力矩。

土压力计算：

主动土压力：

被动土压力：

水压力计算：

对D点取矩：

钢板桩入土深度应大于4.1m。

b.钢板桩强度检算：

由剪力等于零的条件确定最大弯矩所在截面位置

弯矩为

<＝215MPa

满足要求。

⑵工况二：设置内支撑，开挖至标高+140.0m处，坑内水位保持在标高+143.65m处（见图2）。

a.确定钢板桩埋深

计算原则：所有外力均对O点取矩，根据弯矩平衡确定埋深

土压力计算：

主动土压力：

图2 工况二

被动土压力：

水压力计算：

对O点取矩：

得

钢板桩入土深度应大于4.7m。

b.计算支撑反力

根据水平力平衡，

得

即支撑反力为133.5KN

c. 钢板桩强度检算：

由剪力等于零的条件确定最大弯矩所在截面位置（见图3）

图3

设H点剪力为0，，

弯矩为

钢板桩应力＝215MPa

满足要求。

⑶工况三：混凝土封底、抽水后（见图4）

将封底砼看作一道支撑，则按1/2分担法计算2道支撑结构内力。

a.支撑反力及埋深计算

H点为CG中点。

土压力计算：

主动土压力：

图4 工况三

被动土压力：

水压力：

钢板桩AH段的土压力、水压力由C点支撑承担。

得

钢板桩GF段上的主动土压力、水压力由EF段被动土压力、水压力和G点的支撑各承担一半。

得，

钢板桩HG段的土压力、水压力由G点支撑承担。

C、G点的支撑反力分别为110.6KN、277.6KN，钢板桩埋深应大于0.50m。

b.钢板桩强度检算

由剪力为零处确定弯矩最大值所在截面位置，a部分计算可得H面为剪力为零截面

钢板桩应力<

综合工况一、二、三，钢板桩埋深为，结合钢板桩长度，确定钢板桩埋深为7.0m。

3.支撑计算

支撑设置在标高+146.5米处，采用万能杆件制作。用型钢为支撑分配梁。

AB段弧长10.7米，分配梁按简支梁进行计算。

a.分配梁计算

荷载为支撑处反力：

跨中弯矩

采用焊接H型钢，I＝94800cm4，W＝4740cm3，单位长度重量246Kg/m，从上至下共设置两道。

<

b.牛腿计算

牛腿采用2[25型钢制作。沿分配梁周长每6根钢板桩设置一组，一道分配梁共32组牛腿。

分配梁重量等效为荷载N1＝2.4×246×10＝5904N，万能杆件和施工荷载为N2＝30KN。

剪力V＝N1+N2＝35.9KN

弯矩M＝N1×0.2+N2×0.4＝13.18KNm

焊缝检算

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