海河特大桥中墩围堰计算书 R3.doc

海河特大桥中墩钢板桩围堰 计算书 欧领特（上海）钢板桩租赁有限公司 2011年5月23日 工程概况 工程为天津市滨海新区西外环高速公路（津汉高速—海景大道）工程第十一合同段跨海河特大桥。为解决本工程主桥水中下部结构施工，结合本工程结构自身特点及上、下游春意桥类似工况的施工经验，为确保施工安全，保证水中深基坑结构施工质量，计划对水中主墩承台及墩台采用拉森板桩式围堰方法进行施工。 围堰简图如下所示： 围堰示意图 水文情况 海河特大桥处海河50年洪水位为3.72m，汛后平均高水位1.078m；常水位1m左右。 地质情况 通过勘察院对工程范围内1#墩及2#墩的地质勘查资料显示，1#墩及2#墩在钢板桩深度范围内的地质情况如下： 1#墩 土层序号 土层名称 底标高 (m) 重度 （kN/m3） 粘聚力 (kPa) 内摩擦角 (。) 淤泥 -4.05 17.5 14 15.3 粉质粘土 -8.45 19.4 18 22 淤泥质粘土 -11.45 17.5 14 15.3 粉质粘土 -22.25 20.4 24 21 粉土 -22.95 20.8 17 29.6 (m) 重度 （kN/m3） 粘聚力 (kPa) 内摩擦角(。) ② 粉质粘土 -15.53 19.4 18 22 ③ 粘土 -17.33 19.0 27 15 ④ 粉质粘土 -21.53 20.4 24 21 ⑤ 粉土 -24.03 20.8 17 29.6 气候情况 天津市属于暖温带半湿润季风气候，位于大陆性与海洋性气候的过渡带上，四季分明。气候特点是：春季干旱多风，冷暖多变；夏季温高湿重，雨热共济；秋天天高云淡，风和日丽；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。 年平均气温11.1~12.3℃，26℃以上，-4℃以下，40.3℃，-21℃。 年平均降水量为550~680mm，一日最大暴雨量304.4mm。每年6~9月为汛期，平均雨日34天左右，占全年总降水量的73%以上，冬季雨雪量只占全年总降水量的1%~3%。 常年最多风向是西南风，全年各月平均风速3.3m/s，桥址处最大风速为33 m/s。 施工工序 施打钢板桩及钢管桩-安装第一道支撑-水下开挖清淤标高-水下混凝土封底-围堰内侧降水并依此安装围堰内侧支撑系统-围堰内侧承台及桥墩施工-承台及桥墩周围回填-拆除支撑及拔出钢桩和钢管桩-围堰工程完工。 钢板桩选型 钢板桩拟选用21米长600mm宽拉森钢板桩，相对于400mm宽拉森钢板桩600mm宽拉森钢板桩具有抗弯强度高、每延米用钢量少及锁扣数量少等优点。推荐型号为PU28-1, 钢牌号为S355GP,钢板桩截面参数如下所示： 钢板桩截面示意图 规格 宽度 高度 厚度 截面积 重量 惯性矩 截面模量 b (mm) h (mm) 腹板 (mm) 腹板 (mm) A (cm2/m) Wt (kg/每延米墙) I (cm4/每延米墙 ) Z (cm3/每延米墙 ) PU28-1 600 452 14.2 9.7 207 162.3 60580 2680 工况 工况号 工况类型 标高 支撑号 (m) 1 加撑 +1.0 第一道内撑 2 水下开挖 -13.0 --- 3 水下封底 -11.0 --- 4 围堰内降水 -3.0 --- 5 加撑 -2.5 第二道内撑 6 围堰内降水 -5.0 --- 7 加撑 -4.5 第三道内撑 8 围堰内降水 -6.8 --- 9 加撑 -6.3 第四道内撑 10 围堰内降水 -11.0 ---- 11 围堰外洪水位 +2.73 计算 1#墩 工况1.加第一道支撑 最大位移变形：S = 0 mm； 最大标准弯矩：M= 0 kN*m/m； 第一道支撑力：N = 0 kN/m 工况2：水下开挖至-13.0米 最大位移变形：S = 10.48 mm 最大标准弯矩：M= 72.51 kN*m/m 第一道支撑力：N = 6.72 kN/m 工况3：水下混凝土封底至-11.0m； 最大位移变形：S = 10.63 mm 最大标准弯矩：M= 77.32 kN*m/m 第一道支撑力：N = 6.95 kN/m 工况4：围堰内侧降水至-3.0m； 最大位移变形：S = 72.64 mm 最大标准弯矩：M= 538.24 kN*m/m 第一道支撑力：N = 146.32 kN/m 工况5：在-2.5m处安装第二道支撑； 最大位移变形：S = 72.64 mm 最大标准弯矩：M= 538.24 kN*m/m 第一道支撑力：N = 146.32 kN/m 工况6：围堰内侧降水至-5.0m； 最大位移变形：S = 82.09 mm 最大标准弯矩：M= 613.85 kN*m/m 第一道支撑力：N = 116.2