拉森鋼板樁圍堰檢算書

...wd......wd......wd...鋼板樁圍堰檢算1、構(gòu)件特性取鋼材的彈性模量為，，1.1拉森Ⅳ鋼板樁截面參數(shù):截面積慣性矩截面抵抗矩截面回轉(zhuǎn)半徑ix=0.2821.2單根Ⅰ45截面參數(shù):截面積慣性矩截面抵抗矩1.3單根Ⅰ56截面參數(shù):截面積慣性矩截面抵抗矩2、工況分析①工況1：增江十年一遇洪水位9.31m，圍堰外最高水位按9.31m計算，圍堰第一層支撐、封底混凝土已完成，抽水至+3.07m，第二層支撐還未安裝時；②工況2：當圍堰內(nèi)支撐實施完畢，增江十年一遇洪水位9.31m，圍堰外最高水位按9.31m計算，圍堰受到靜水壓力，流水沖擊力和砂土的主動土壓力共同作用時。3、圍堰檢算3.1工況1：3.1.1圍堰拉森Ⅳ最不利工況受力分析，主要荷載有：a、靜水壓力，隨著水深增加從上往下呈線性分布。b、流水沖擊力，設流速為，影響范圍為整個水深范圍。c、下層飽和砂土的主動土壓力荷載分析：水深7.31m，流水沖擊力合力作用點位于距上端水深1/3高度處，主動土壓力為7.31—9.36m處，另加封底混凝土以下0.5m，也即9.36—9.86①集中荷載：流水沖擊力K取1.5，v取2m/s,截面面積取一延米長，則作用點距頂端處②分布荷載：a.靜水壓力最大線荷載值從鋼板樁頂端下0.19m往下6.43m處呈三角形分布b.主動土壓力取飽和砂土容重，砂土內(nèi)摩擦角則為簡化計算過程，具體如下：荷載分布圖：彎矩圖：，滿足要求剪力圖：支座反力：RA=209.1KN3.2工況23.2.1拉森Ⅳ型鋼板樁最不利工況受力分析，主要荷載有：a、靜水壓力，隨著水深增加從上往下呈線性分布。b、流水沖擊力，設流速為，影響范圍為整個水深范圍。c、下層飽和砂土的主動土壓力荷載分析：水深7.31m，流水沖擊力合力作用點位于距上端水深1/3高度處，主動土壓力為7.31—9.36m處，另加封底混凝土以下0.5m，也即9.36—9.86①集中荷載：流水沖擊力K取1.5，v取2m/s,截面面積取一延米長，則作用點距頂端處②分布荷載：a.靜水壓力最大線荷載值從鋼板樁頂端往下7.5m處呈b.主動土壓力取飽和砂土容重，砂土內(nèi)摩擦角則最大線荷載為簡化計算過程，具體如下：荷載分布圖：彎矩圖：，滿足要求剪力圖：支座反力：RA=55.3KN，RB=305.7KN3.2工況3(承臺澆筑完撤除下層墩身范圍內(nèi)支撐，填充2.5米砂并在其上澆筑0.5米砼)3.2.1拉森Ⅳ型鋼板樁圍堰最不利工況受力分析，主要荷載有：a、靜水壓力，隨著水深增加從上往下呈線性分布。b、流水沖擊力，設流速為，影響范圍為整個水深范圍。c、下層飽和砂土的主動土壓力荷載分析：水深7.31m，流水沖擊力合力作用點位于距上端水深1/3高度處，主動土壓力為7.31—9.36m處，另加封底混凝土以下0.5m①集中荷載：流水沖擊力K取1.5，v取2m/s,截面面積取一延米長，則作用點距頂端處②分布荷載：a.靜水壓力最大線荷載值從鋼板樁頂端往下7.5m處呈三角形分布b.主動土壓力取飽和砂土容重，砂土內(nèi)摩擦角則最大線荷載C、回填砂的主動土壓力為簡化計算過程，具體如下：荷載分布圖：彎矩圖：剪力圖：，滿足要求3.4下層圍檁雙拼I56①下層長邊圍檁主要荷載：外層鋼板樁傳遞的集中荷載與自重。為簡化計算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計算：，圍檁簡化為六跨連續(xù)梁，每跨跨度如以下列圖所示。荷載分布圖：彎矩圖：，滿足要求剪力圖：支座反力：②下層短邊圍檁：主要荷載：外層鋼管樁傳遞的集中荷載與自重。為簡化計算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計算：，圍檁簡化為三跨連續(xù)梁，每跨跨度如以下列圖所示。荷載分布圖：彎矩圖：,滿足要求剪力圖：支座反力：，3.5上層圍檁雙拼I45①上層長邊圍檁主要荷載：外層鋼管樁傳遞的集中荷載與自重。為簡化計算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計算：，圍檁簡化為六跨連續(xù)梁，每跨跨度如以下列圖所示。荷載分布圖：彎矩圖：滿足要求剪力圖：支座反力：②上層短邊圍檁主要荷載：外層鋼管樁傳遞的集中荷載與自重。為簡化計算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計算：，圍檁簡化為七跨連續(xù)梁，每跨跨度如以下列圖所示。荷載分布圖：彎矩圖：滿足要求剪力圖：支座反力：，3.6內(nèi)支撐①下層支撐：選用2工56a，由構(gòu)造的對稱性，只需檢算下層斜支撐C2-1，以及直撐C2-2；其中斜撐受力可通過力的分解得出，分別檢算如下斜撐C2-1，長度為4.193m，所受荷載長細比：查路橋施工計算手冊得穩(wěn)定系數(shù)斜撐C2-1軸向容許承載力：滿足要求直撐C2-2，長度9.38長細比：查路橋施工計算手冊得穩(wěn)定系數(shù)直撐C2-2軸向容許承載力：滿足要求②上層支撐：選用2I45a鋼管，由構(gòu)造的對稱性，只需檢算下層斜支撐C1-1，以及直撐C1-2；其中斜撐受力可通過力的分解得出，分別檢算如下斜撐C1-1，長度為4.505m長細比：查路橋施工計算手冊得穩(wěn)定系數(shù)斜撐C2-1軸向容許承載力：滿足要求直撐C1-2，長度9.6長細比：查路橋施工計算手冊得穩(wěn)定系數(shù)直撐C1-2軸向容許承載力：滿足要求4.封底混凝土厚度驗算4.1抗浮穩(wěn)定性驗算封底混凝土采用1.5m厚的C25砼，其受到水頭壓力差的作用，最不利水位標高+9.31m，開挖基坑底標高-1.55m，則水頭差h=11.05m。主墩承臺下共有12根直徑2m樁基〔2.3米的護筒〕，舊橋4根直徑1.8米混凝土樁。取護筒和樁基混凝土與封底混凝土簡的摩阻力τ=150kPa。圍堰內(nèi)部尺寸10.5*46.8m，12個鋼護筒直徑2.3m，則基底凈面積是431.3水浮力：P=γhA=10×11.05×431.3=47658.65kN；封底砼自重：G=23×1.5×431.3=14879.8kN；樁基與封底砼的摩阻力：F=τS=150×1.5×3.14×〔12×2.3+4×1.8〕=24586KN；鋼板樁對水浮力穩(wěn)定作用取下式計算的較小值：鋼板樁與封底砼的摩阻力：F=τS=150×0.656×287×1.5=42361kN；鋼板樁抗拔力：F=287*75*15/100+287*3.95*0.656*2*40=61630kN(鋼板樁長度15m，鋼板樁數(shù)量287根，鋼板樁與河床砂土摩阻力取40kPa,拉森Ⅳ鋼板樁單重76.1kg/m,鋼板樁封底混凝土下入土深度3.95m則：，滿足要求。4.2封底砼強度驗算主墩承臺鋼板樁圍堰基坑底的封底砼厚度不僅需要滿足圍堰抗浮穩(wěn)定要求，還需滿足素砼的強度要求，水下封底砼采用C25砼，f＝1.9MPa。封底砼厚度考慮為1.5m,夾泥厚度考慮為30cm?，F(xiàn)根據(jù)封底砼強度驗算封底砼的入土深度。H=+D其中M=apL，K=2.65，b=1m，f＝1.9MPa，D＝30cm，a＝0.0791L=5.9m，根據(jù)矩形圍堰按周邊簡支支承的雙向板，承受局部荷載p＝93.6-1.5×24＝57.6KN/m。H=1.故1.18綜合考慮抗浮穩(wěn)定性和砼強度要求，取1.5m的承臺封底砼厚度能滿足鋼板樁圍堰抽水完成后的抗浮和砼強度要求，滿足承臺施工需要。5、鋼板樁入土深度計算圍堰鋼板樁承受封底砼向上的摩擦力，故圍堰鋼板樁的深度應能滿足封底砼摩擦力的要求。由上計算可知F＝48785.6kN，考慮鋼板樁入土后單面有效承受土體摩擦力，則單根鋼板樁承受荷載f＝42361/287=147.6KN，粗砂層極限摩阻力極限值平均為40.0KPa，砂土的內(nèi)摩擦角φ取30°，γ=18.0KN/m3，γ’=8.0KN/m3。鋼板樁入土深度H為：H=147.6×103/(0.656×2×40×103)=2.81m采用15米長的鋼板樁，頂