围堰计算最终版详解.docVIP

第二部分 水中拉森板桩围堰计算 1 工程概况 天津吉兆桥采用4墩3跨方式跨越海河，跨径布置为55+90+55m，4 #、5#号为水中墩，位于河道中，结构形式相同，每墩基础为16根直径1.8m的钻孔桩，桩长75m；承台为埋入式，底标高-10.0m，平面尺寸41.1m×7.7m，厚度3.0m；承台上设板式墩身 4#、5#墩结构图由于4#墩河床较5#墩河床高，围堰受力较5#墩更不利，取4#墩围堰进行计算；根据设计图纸提供的工程地质报告，4#墩地质取值如下：土层名称 层顶 标高 层底 标高 土层 厚度 容重 （kN/m3） 内摩擦角 （） 粘聚力 （kPa） 粉土 5.58 -7.14 1.56 19.9 29.8 11.4 粉质粘土 7.14 -17.34 10.20 19.6 15.0 20.8 粉土 17.34 -19.24 1.90 20.6 26.1 11.9 粉质粘土 19.24 -19.7 0.46 19.6 16.7 27.1 3.3 钢板桩截面参数 本工程使用钢板桩截面参数特性值如下表 钢板桩单根每钢板桩 宽 侧厚 壁厚 面积 惯性矩 截面矩 B H t A IX ZX mm mm mm cm2/m cm4/m cm3/m SkSP-SX27 600 210 18 225.5 56700 2700 围堰内支撑结构用料 序号 位置 墩号 规格 截面面积 （cm2） 主截面矩 （cm3） 1 第一道 主梁 2I45b 2×111 2×1500 2 第二道第三道 主梁 2I63b 2×167 2×3164 3 第一、二、三道 内支撑 φ530mmδ＝12mm 195 （）《铁路桥涵施工规范》（TB102032002）土层名称 内摩擦角（） Ka Kp 被动土修正系数k 粉土 29.8 0.34 0.58 2.98 1.73 1.56 粉质粘土 15.0 0.59 0.77 1.70 1.30 1.17 粉土 26.1 0.39 0.62 2.57 1.60 1.44 粉质粘土 16.7 0.55 0.74 1.81 1.34 1.21 ， 解得:y=1.15m 则等值梁计算长度为：0.5+4.9+2.18+1.15=8.73m Pa(－.4m)= ＋水=+10×4.9=49 kN/m2 采用midas建立模型计算如下： 荷载分布图(KN/m) 支撑反力图(kN) 钢板桩弯矩图(kN.m) 工况二 第二道内支撑安装后围堰内加水至围堰外水位，水下吸泥、清淤至-13.0m； 根据：， 解得:y=3.16m 则等值梁计算长度为：0.5+3.9+10.6+3.16=18.16m Pa(－.58 m)= =0 Pa(－.14 m)上= =0.34×9.9×1.56=5.3 kN/m2 Pa(－.14 m)下= =0.59×9.9×1.56=9.1 kN/m2 Pa(－.0 m)= =0.59×（9.9×1.56+9.6×5.86）=42.3 kN/m2 采用midas建立模型计算如下： 荷载分布图(KN/m) 支撑反力图(kN) 钢板桩弯矩图(kN.m) 工况三 封底砼达到强度后，围堰内抽水至-7.3m； 本工况等值梁长度取值时考虑到封底面浮浆等因素，计算封底面取设计封底面以下0.5m处，即-10.5m。 等值梁计算长度为：0.5+3.9+4.9+2.7+0.5=12.5m Pa(－.58 m)= ＋水 ==70.8 kN/m2 Pa(－.14 m)上=＋水 =×9.9×1.56+10×8.64=91.7 kN/m2 Pa(－.14 m)下=＋水 =×9.9×1.56+10×8.64=95.5 kN/m2 Pa(－.3 m)=＋水 =×（9.9×1.56+9.6×0.16）+10×8.8 =98 kN/m2 Pa(－.5 m)=＋水 =×（9.9×1.56+9.6×3.36）+10×8.8 =116.1 kN/m2 采用midas建立模型计算如下： 荷载分布图(KN/m) 支撑反力图(kN) 钢板桩弯矩图(kN.m) 工况四 第三道内支撑安装后围堰内抽光水； 本工况下等值梁长度同工况三，等值梁计算长度为12.5m。 Pa(－.5 m)=＋水 =×（9.9×1.56+9.6×3.36）+10×12 =148.1 kN/m2 采用midas建立模型计算如下： 荷载分布图(KN/m) 支撑反力图(kN) 钢板桩弯矩图(kN.m) 工况五 承台施工后向钢板桩与承台间回填细砂并在顶部浇注40cm厚C30砼圈梁，拆除第三道内支撑。 本工况下假设等值梁下支撑点位于砼冠梁1/2厚