钢围堰计算书
单壁钢围堰计算书
单壁钢围堰计算书一、计算依据1、xxxxxx施工设计图;2、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);3、水利水电工程钢闸门设计规范(SL74-95)4、《钢结构计算手册》二、工程概况本设计主要为xxxx大桥水中墩系梁施工用钢围堰,该项目共计12个水中墩,其中9#、12#—19#墩因系梁底标高较低,采用单壁钢围堰施工。
现场调查,施工最高水位为414米,根据各墩位系梁标高,确定三、主要技术参数1、现场调查,施工最高水位为414米;2、Q235钢[σ]=140Mp,[σw]=145Mp,[τ]=85Mp3、钢弹性模量Es=2.1×105MPa;四、围堰构造围堰采用单壁钢围堰,面板为8mm厚钢板,竖向背楞采用8号槽钢,间距400mm,竖向设置三道围檩,围檩使用I32b,对应围檩设置三道内支撑,每道支撑为4根φ140x5.5mm钢管。
封底混凝土厚1.5米,采用C20混凝土,采用水下多点灌注的方式。
五、计算过程(一)面板计算面板按支撑在围檩上的连续加筋板计算,横向取3.2米宽一条(一块板),竖向取全长7.9米,荷载为静水压力荷载。
简图如下:正面图侧面图荷载为静水压力,按水深7.6米考虑(水面标高414米,围堰底标高406.9米),则q=7.6x10=76KN/m2。
3、计算结果按上述图示与荷载,计算结果如下:(1)面板变形:(2)面板应力:通过以上两图,可以看到面板最大变形为 2.35mm,最大应力77Mpa,满足要求。
结论:面板采用8mm厚钢板刚度与强度满足要求。
(二)竖向背楞计算1、计算简图竖向背楞简化为支撑在围檩上的连续梁,计算简图如下:3002、计算荷载荷载主要为静水压力,Q=76KN/m2,竖肋间距400mm,荷载q=76/100x400=30.4N/mm3、计算结果根据上述图示及荷载,计算竖向背楞的结果如下:(1)下部0-3.7米内单元(采用2[8截面]Mmax=6.9105KNxmQmax=85.379KN[8的几何特性为:A=2x1020=2040 mm2A0=(80-2x8)x5x2+400x8=3840mm2I=1010000x2=2020000mm4W=25300x2=50600mm3σmax= M max /W=6.9105·106/50600=136.6N/ mm2<145N/ mm2τmax= Q max /A0=85379/3840=22.2N/ mm2<85N/ mm2 (12)上部3.7-7.9米内单元(采用[8截面]Mmax=3.06KNxmQmax=12.051KN[8的几何特性为:A=1020 mm2A0=(80-2x8)x5+400x8=3520mm2I=1010000mm4W=25300mm3σmax= M max /W=3.06·106/25300=120.9N/ mm2<145N/ mm2τmax= Q max /A0=12051/3520=3.4N/ mm2<85N/ mm2结论:竖肋上部4.2米采用[8,下部3.7米采用[8,满足要求。
钢围堰计算书
Asz(m 2) 0.002 Izz(m 4) 0.000
z(+)(m) 0.125 y(+)(m) 0.058
z(-)(m) 0.125 y(-)(m)40a
z
y
A(m 2) 0.009 Ixx(m 4) 0.000
Asy(m 2) 0.004 Iyy(m 4) 0.000
普通钢筋 R235 弹性模量(MPa) 210000 容重(kN/m ) 76.98
3
f sk(MPa) 235
f sd(MPa) 195
f'sd(MPa) 195
3
二、模型建立与分析 2.1 计算模型 计算模型采用整体建模。其中钢板桩采用刚度与拉森钢板桩近似的 I25a 型 钢代替,荷载施加于版单元上。结构的约束条件为:底部约束垂直方向位移,封 底及土体范围内约束水平方向位移。
2
一、基本信息 1.1 工程概况 7#墩承台为哑铃型承台, 承台长 20m, 宽 7.7m, 高 3m, 承台顶标高 87.93m, 承台底标高 84.93m。经现场实测水位标高 86.95m,预计施工时水位最高不超过 87.5m。河床面标高 81.65~83.75m,覆盖层为卵石层。 1.2 技术标准 9 号围堰计算按照支护结构安全等级 I 级(结构重要性系数 1.1) ; 1.3 主要规范 1)《水工建筑物荷载设计规范》 (DL 5077—1997) 2)《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 3)《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007) 1.4 结构概述 承台钢围堰采用钢板桩加内支撑的形式,封底厚度 1.5m,钢板桩围绕承台 呈矩形布置,内支撑及钢围檩设置一道,位于承台顶面以上,不影响承台施工。 钢板桩采用拉森 IV 型钢板桩,钢围檩采用 I40a 型钢双拼,内支撑采用 P630*8 钢管。 1.5 主要材料及材料性能 1)普通钢筋 表格 0-1 普通钢筋表格
钢围堰计算书
目录一、工程概况 (2)二、主动土压力及被动土压力计算 (2)三、支撑的布置和计算 (5)四、钢板桩入土深度计算 (7)五、坑底抗隆稳定性计算 (7)六、内撑系统的组成及详细计算 (8)长沙湾大桥68#、69#墩钢板桩围堰计算书一、工程概况xxx特大桥为厦深铁路潮汕至惠州南段新建工程上的一座特大型桥梁,x#墩承台平面尺寸为6.9×11.1m,厚度为2.2m,承台底面标高-5.501m,采用德国拉森(Larseen)Ⅳ型锁口钢板桩施工。
桥位处施工水位+1.528m,计算水位按+2.5米考虑。
钢板桩顶标高按+3.0米设置,底标高为-15m,钢板桩总长18m。
二、主动土压力及被动土压力计算1、设计图纸上的基本计算资料+2.5~-2.7m为河水,内摩擦角ϕ0为0°,粘结力c0为0kPa,天然容重γ0为10.0KN/m3-2.7~-5.5m为淤泥:内摩擦角ϕ1为5°,粘结力c1为4.5kPa,天然容重γ1为17KN/m3,地基容许承载力[σ]=20kPa-5.5m以下为硬塑状粘土层,天然容重γ为20KN/m3,地基容许承载力[σ]=180kPa,γ2=20KN/m3,c2=20Kpa,ϕ2=2002、土压力计算方法由于土层为透水性差的的流塑状淤泥与硬塑状黏土,依据2008年《注册结构工程师专业考试应试指南》(施岚青主编)P896页,对于渗透性小的土层计算土压力时采用“水土合算”法,即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为饱和重度,水压力不再单独叠加;对于渗透性大的土层计算土压力时采用“水土分算”法,即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为浮容,水压力单独叠加。
即根据这个计算原则,本方案中流塑状淤泥采用水土分算,硬塑状粘土采用水土合算法进行计算。
3、主动土压力计算:依据《简明施工计算手册》(第三版)P180页公式4-1b , Pa=γHtg 2(450-2ϕ)-2c tg(450-2ϕ) =γHKa-2c Ka 其中Ka= tg 2(450-2ϕ) 先计算主动土压力系数Ka :流塑状淤泥Ka 1= tg 2(450-25)=0.84硬塑状黏土Ka 2= tg 2(450-220)=0.49流塑状淤泥采用水土分算法:河水底面Pa 0=γH=γw h 0=10×5.2=52KN/m 2流塑状淤泥土压力计算: 顶面Pa 1顶=-2c Ka=-2c 11Ka =-2×4.5×84.0 =-8.3KN/m 2顶面水压力=γw h 0=10×5.2=52KN/m 2则流塑状淤泥顶面的水土压力=52-8.3=43.7 KN/m 2 底面Pa 1底=γh 1Ka-2c Ka=γ1h 1Ka 1-2c 11Ka=(17-10)×(5.5-2.7)×0.84-2×4.5×84.0 =8.2KN/m 2流塑状淤泥底面水压力=γw (h 0+h 1)=10×(5.2+2.8)=80KN/m 2 则流塑状淤泥底面的主动水土压力=80+8.2=88.2 KN/m 2 硬塑状黏土采用水土合算法计算:硬塑状黏土顶面Pa 2顶=γHKa 2-2c 2Ka=(γw h 0+γ1h 1)Ka 2-2c 22Ka=(10×5.2+17×2.8)×0.49-2×20×49.0 =20.8KN/m 2硬塑状黏土底面Pa 2底=γHKa-2c Ka=(γw h 0+γ1h 1+γ2h 2)Ka 2-2c 22Ka=(10×5.2+17×2.8+20×9.5)×0.49-2×20×49.0 =113.9KN/m 24、被动土压力计算:依据《简明施工计算手册》(第三版)P184页公式4-7, Pp=γHtg 2(450+2ϕ)+2c tg(450+2ϕ) =γHKp+2c Kp 其中Kp= tg 2(450+2ϕ) 先计算被动土压力系数Kp : 硬塑状淤泥Kp 2= tg 2(450+220)=2.04 硬塑状黏土采用水土合算法计算: 硬塑状黏土顶面Pa 2顶= 2c 22Kp=2×20×04.2 =57.1KN/m 2硬塑状黏土底面Pa 2底=γHKp 2+2c 2Kp=γ2h 3Kp 2+2c 22Kp=20×8.5×2.04+2×20×04.2=404KN/m 25、主动土压力与被动土压力计算图式 计算图式见下图:计算水位+2.5堰内硬塑状淤泥顶-6.5(封底底面)被动土压力主动土压力及被动土压力计算图式三、支撑的布置和计算支撑层数和间距的布置采用等弯矩理论进行布置计算,为简化计算,采用简化的主动土压力计算,简化后的土压力当C=0时的等效容重为 γ等效=98.6/(2.5+6.5)=11.0KN/m 2。
墩钢围堰接高计算书
PX#墩钢围堰接高计算书目录一、工程概况 (2)二、现有钢围堰设计概况 (2)三、P9#墩施工情况 (3)四、水文情况 (3)五、钢围堰接高设计方案 (4)(一)、接高钢围堰设计 (4)(二)、接高钢围堰计算 (4)1、计算参数 (4)钢围堰外水位高度:钢围堰内水位高度:、计算模型 (4)3、计算结果 (5)4、压杆稳定分析 (9)六、结语 (10)一、工程概况XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX工程位于XXXXXXXXXXXXX之间,XXX桥平行于既有大桥上游,XXX桥桥梁中心线距离既有大桥桥梁中心线米,主桥桥型及桥跨均保持与既有大桥一致。
XXX桥主桥工程主桥设计采用140+240+140m的三跨预应力混凝土连续刚构桥,主桥设计起点为K10+,终点为K10+,主桥全长528米。
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX主桥设墩位PX#、PX#、PXX#墩和PXXX#桥台,其中PX、PXX#主墩为连续钢构体系,PX#墩位于沙坪坝区域河漫滩,并临近于嘉陵江中心地段。
PX#主墩承台平面尺寸为25×米,承台厚米,设12根Φ桩。
承台底面标高,顶面标高,承台处地面标高与承台顶面标高基本一致。
承台处枯水位标高。
PX#主墩为双薄壁墩,墩身薄壁截面尺寸为(16×m,两薄壁之间的净距为,P9#主墩墩高51m,在桥墩横桥向端部设置分水尖。
二、现有钢围堰设计概况XXXXXXXX复线桥P9#墩采用双壁矩形钢围堰形式施工基础,围堰长米,宽米,高米,壁厚米,钢围堰底标高,钢围堰顶标高。
钢围堰高度上分成三节,第一、二节高米,第三节高米。
钢围堰内空面比承台宽5cm,钢围堰内设米厚封底混凝土,钢围堰隔舱内填充1米高混凝土。
钢围堰主要结构组成如下:内外面板厚6mm,除在封底混凝土范围内可不设置外,其余均设置;水平环板厚12mm,宽度200mm,竖向最大间距,最小间距;水平杆件用750x750x8mm角钢,水平最大间距,为每一平环板上布置;竖向杆件用10号槽钢,水平间距,为全高度布置;钢材材质均采用Q235,焊接形式为坡口对接焊和贴角焊接,焊接范围为全焊接和断续焊接。
主墩钢围堰结构计算书
主墩钢围堰结构计算书一、工程概况1、设计情况XX江特大桥主桥主墩71~73号墩每个主墩设计11根直径2.8m的钻孔灌注桩,梅花形布置,桩基中心间距7.6m。
承台位于河床面以下,承台设计为矩形,承台平面尺寸为26.8x17.2m,承台厚度为6.0m,采用C40防腐砼。
设计承台底面标高分别为12.307m、-13.907m、-11.807m。
2、地形、地质和水文XX江特大桥20年一遇洪水位为+2.634m,71~73号主墩位于XX江深水区,墩位处水深约10~11米,百年一遇最大水流速度1.36m/s。
墩位处淤泥质土层厚11~15m,淤泥质土粘聚力标准值取C=5.77kpa,内摩擦角取φ=11.5o,饱和重度γ=15KN/m3。
3、钢围堰结构71~73号主墩承台采用双壁钢围堰围水施工。
钢围堰采用双壁结构,舱壁厚度1.5m,考虑围堰下沉可能产生的偏位和倾斜,围堰内腔平面尺寸比承台尺寸放大20cm,钢围堰封底砼采用C30水下砼,封底厚度3.0m,刃脚砼高度2.0m,夹壁砼高度7.0m。
主墩钢围堰由壁体、刃脚、内撑三大部分组成。
壁体主要由隔舱板、箱形梁、水平环板、水平斜杆及内外壁板构成。
刃脚高度 2.0m,作为围堰底节的组成部分一道加工。
内撑用型钢构成平面框架,与钢围堰箱形梁一起形成稳定结构体系,另外设置竖向支撑,减小受压杆件的自由长度。
在内撑位置设置竖向箱形梁作为一级支撑结构,水平设置环形板作为二级支撑结构,垂向设置角钢次梁为三级支撑结构,内外壁之间通过水平斜杆和水平环板连接而形成整体。
钢围堰内、外壁板采用8mm钢板(考虑有夹壁砼,底节壁板厚度6mm),箱形梁腹板采用12mm钢板,箱形梁翼板采用16mm钢板,水平环板采用L200x125x14角钢,水平斜撑采用L100x100x12角钢,竖肋采用L75x75x8角钢,内撑采用4-I36b工字钢。
钢围堰结构图4、钢围堰施工方法钢围堰竖向分4节,每节水平分14块,围堰块件在车间制作,然后用汽车和驳船运到现场组拼。
钢板桩围堰计算书
钢板桩围堰计算书根据各部位标高及现场实际情况,现拟对主桥123#墩承台施工所用钢板桩围堰进行验算,围堰为矩形单壁钢板桩围堰,采用钢管桩做定位桩,用型钢连接作为导梁。
承台底标高——990.50 m 钢板桩围堰顶标高——1000.38 m根据公路施工手册桥涵,主要参数如下:坑深H=8.88 m,内摩擦角取φ=28°,支撑形式为(三),一道支撑,水文地质情况为第5种情况。
查板桩计算图5-44,曲线5-5计算如下:支撑形式(三)水文情况第5种h=aH 45°40°35°30°25°20°0.10.20.30.40.50.645°40°35°30°25°20°0.10.20.30.40.5¦ΒH45°40°35°30°25°20°12345¦ΒH曲线5-5⑴固定荷载h =αH =0.38×8.88=3.3744 m(最小入土深度)M=βH3=0.25×8.883= 175.06 KN.mR=ξH2=4.1×8.882=323.3 KN⑵活载(不考虑)⑶支撑间距S1=0.475H+0.16h=0.475×8.88+0.16×3.3744=4.76 mS2=0.525H-0.16h=0.525×8.88-0.16×3.3744=4.12 m⑷板桩选择钢板桩是3号钢,常用容许弯曲应力 [σ]为180 MPaW=M/[σ]= 175.06×1000/180×1.5=648.37 cm3选用德国拉森(Larssen)Ⅱa型钢板桩(W=849 cm3)⑸支撑系统横撑选择型钢,间隔采用l=1.8 m,则内导梁的弯距 M=Rl2/8=323.3×1.82/8=130.94 KN.mW=M/[σ]= 130.94×1000/145=903.03 cm3(型钢[σ]=145 MPa)查手册,型钢采用I36b(W=920.8 cm3)支撑反力为:R×l=23.3×1.8=581.94 KN⑹修正验算考虑静水压力、动水压力及防渗要求,对钢板桩入土深度需加深:最小入土深度h修正=h×1.5=3.3744×1.5=5.06 m⑺基坑坑底安全检算Ksiρw=Ksh1/(h1+h2)ρw≤ρb式中:Ks——安全系数,可取2.0;i——水力梯度;ρw——水的密度(g/cm3);h1——基坑内抽水后水头差;h1、h2——见图示,h1=h2+5.5;ρb——土在水中的密度(g/cm3),ρb=(G-1)(1-n),G为土粒的比重,取G=2.67,n为土的孔隙率,n=e/(1+e),孔隙比e取0.75;ρb=(G-1)(1-n)=(G-1)【1-e/(1+e)】=(2.67-1)【(1-0.75/(1+0.75)】=0.954 g/cm3Ksiρw=Ksh1/(h1+h2)ρw=2×8.88/(9.55+5.5)×1=1.31>ρb入土深度不够,不符合要求。
钢围堰计算书
湘潭特大桥深水墩双壁钢围堰计算书1.概括1.1工程概况长株潭城际铁路湘潭XDK45+301.7~XDK46+112.13(293#~305#墩)处跨越湘江,桥梁主跨采用变截面连续刚构梁,跨度布置为(42.5m+10×75m+42.5m),桥墩采用圆端形实心桥墩,墩高16.5m~33.5m。
295#~304#墩地处湘江河道,为深水桥墩基础,其中,296#、297#、298#、299#、墩采用双壁钢围堰施工方法,钢围堰下沉就位,混凝土封底完成后,进行钻孔桩基础及承台墩身施工。
双壁钢围堰为圆形,主要由内壁板、外壁板、隔舱板、横向桁架、竖向桁架、横向加劲肋和竖向加劲肋组成,内外壁中心距0.8m,其中,296#~298#墩钢围堰外径26.4m,内径24.8m;299#墩钢围堰外径24m,内径22.4m。
钢围堰分节制造,每节高度1.5m;刃脚节高度2.25m,刃脚高0.8m。
每节钢围堰平面平均分成8块。
钢围堰内外壁板、隔舱板均为8mm厚度的钢板,隔舱板按1/8圆周布置;横向桁架包括桁架弦板、横撑杆和M形腹杆,每节间长度为1/64圆周布置;横向桁架和横向加劲肋按0.75m的间距错开布置;竖向桁架间距为1/32圆周;竖向加劲肋的间距为1/128圆周。
钢围堰所有构件采用Q235钢。
横向桁架弦板采用两根∠100×100×8的角钢并置,其余杆件都是采用∠75×75×8角钢。
钢围堰底部采用混凝土环形封底,封底混凝土宽度1m;内侧均匀插打6根钢护筒并与钢护筒相连接,进行钻孔桩施工,钢护筒灌注混凝土后形成抗拔桩。
钢围堰顶部采用两层工字钢搭建钻孔平台,底层为56B型工字钢,顶层为36B型工字钢,需满足同时4台冲击钻机作业,每台钻机重量按15吨计。
2.钢围堰抗浮力检算296#~298#墩钢围堰外径26.4m,内径24.8m,其中296#墩钢围堰最高,高度为11.25m;本章对296#墩作抗浮力检算。
特大桥双壁钢围堰计算书
湘潭特大桥296#墩双壁钢围堰设计计算书一、设计资料1、设计施工水位28m(钢围堰顶标高29m)2、河床基岩面标高16.34m3、承台尺寸19.1m*12.4m,封底砼底面与河床面相同,采用环封。
4、承台砼:C30 [бw]=14.3MPa [бwl]=0.50 MPa[C]=0.99MPa封底砼厚2.0m。
6、钢围堰:A3 [б]=170Mpa [бw]=180 Mpa 钢围堰高12.66m 钢围堰内径24.8m 外径26.8m7、水流速度v<2m/s二、钢围堰结构钢围堰高12.66m,分为6节,刃脚节高2.5m,其余各节高2.0m。
钢围堰分为双壁,两壁间距离为1m,钢围堰内径24.8m,外径26.8m。
钢围堰制造时每节平面分成8块,圆心角45°,内弧长度24.8π×1/8=9.739m,外弧长度26.8π×1/8=10.524m;钢围堰竖向设8个隔舱,即在内外壁之间设8块隔舱板,隔舱板板厚δ=8.0mm。
钢围堰内外壁板板厚δ=8.0mm。
内外壁板设水平桁架,节间长度为10.524×1/8=1.316m(外),9.739×1/8=1.218m(内),斜杆采用∠75×75×8,弦板为环板∠125×125×8并置。
钢围堰内外壁间设竖向桁架,竖向桁架间距为10.524×1/4=2.632m(外),9.739×1/4=2.435m(内)。
桁架杆为∠75×75×8。
三、封底混凝土计算(一)封底混凝土抗浮计算封底混凝土厚度假设为H,混凝土单位重量2.30 T/m3,施工水位28m。
1、水浮力Q=D由双壁钢围堰自重D1、封底混凝土重量D2、双壁间填充混凝土重量D3、双壁间填充水重量D4平衡。
(1)封底混凝土底面上作用的向上水浮力:Q=(1/4×π×26.82-1/4×π×22.82)×(28-16.34)=1817t(2)双壁钢围堰自重:D1=200T(3)封底混凝土重量:封底混凝土重量暂定为HD2=[π×(12.42-11.42)×H+π×(13.42-12.42)×0.5] ×2.3=171.97H+93.21(4)双壁钢围堰双壁间填充砼的重量(2.5m高刃脚混凝土):D3=[1/4×π×(26.82-24.82)×0.5+1/4×π×(26.82-24.82) ×1.5] ×2.3=373t(5)双壁钢围堰双壁间填充水的重量:D4=1/4×π×(26.82-24.82)×9.16×1.0=743t(6)令Q=D1+D2+D3+D4200+171.97H+93.21+373+743=1817H=2.08m2、考虑围堰外侧桩承受上拔力桩的上拔力即桩的钢筋混凝土抗拉力D5,桩身直径125cm,C20混凝土的允许拉应力0.53Mpa=53t/m2。
钢围堰计算书--新
钢板桩围堰计算书一、 概况15#墩位于张家港河岸,施工期间水位较高。
为了确保施工安全,将采用钢板桩围堰方法施工承台。
如附图所示,由项目提供的资料知: 开挖基坑处土为粘性土,内摩擦角10度,粘聚力为43Mpa ,湿容重为19KN/m 3 。
原地面标高+1.70m ,承台顶标高-1.70m ,承台埋深+3.50m ,承台高+3.20m 。
二、计算荷载1、活载活载按履—50考虑,承台施工时只考虑一台履带吊作业,将车辆荷载换算为土柱高度。
ho=LBNQ γ N---车辆数,N=1Q---车辆总荷载,Q=50t=500KNL---车辆履带着地长度,L=4.5mB---车辆轮宽,B=2.5+0.7=3.2mγ---土容重,γ=19KN/ m则ho=2.35.4195001⨯⨯⨯=1.83m 因此每平方米土柱的荷载为:1.83×1.0×1.0×19=34KN2、固定荷载当υ=100时,由《土质学与土力学》P159页表7-3中查得朗金土压力系数m2=0.704,1/m2=1.420,m=0.839,1/m=1.192=34×0.704-2×0.839×43= -48.218KPac点:p a2=[q+γ(h+t)]m2-2cm=[34+19(6.9+4.8)] ×0704-2×43×0.839=108.28 KPa拉力区高度ho的确定,令p a=0解得ho=2c/γm –q/γ=3.6m求主动土压力合力E AE A=1/2 p a2 (6.9+4.8-3.6)=1/2×108.3×8.1=438.6KN/m求形心C1C1=(6.9+4.8-3.6)/3=2.7m求钢板桩前的被动土压力KEp K Ep =21×21(γt 21m +2c m1)t =41(19×4.8×1.420+2×1.192×43)×4.8 =278.4 KN/m求形心C2C 2=4.8/3=1.6m取1延米长钢板桩计算对C 点取距,求T T[(h-d)+t]+ KEp ×C 2= E A C 1 T=76.2 KN/m钢管桩支撑验算:按υ426mm 钢管桩支撑设计,A=41π(42.62-40.62)=130.69cm 2 I=641π(42.64-40.64)=28287.25 cm 4E=2.1*105Mpa按两端铰接的压杆计算,自由长度为L=12.88/2=6.44米。
钢板围堰计算书
目录1设计资料 (1)2钢板桩入土深度计算 (9)2.1内力计算 (9)2.2入土深度计算 (10)3钢板桩稳定性检算 (11)3.1管涌检算 (11)3.2基坑底部隆起验算 (12)跨宁启特大桥跨高水河连续梁主墩承台钢板桩围堰施工计算书1设计资料(1)钢板桩顶高程H1:8.5m ,汛期施工水位:8.0m 。
(2)河床标高H 0:1.63m ;基坑底标高H3:-7.958m ;开挖深度H :15.46m 。
(3)封底混凝土采用C30混凝土,封底厚度为1m 。
(3)坑内、外土的天然容重加权平均值1r 、2r 均为:18.8KN/m 3;内摩擦角加权平均值 20=ϕ;粘聚力C :33KPa22330 5.0218.80.49a c h K γ⨯===⨯。
(4)钢板桩采用国产拉森钢板桩,选用鞍IV 型(新)(见《施工计算手册》中国建筑工业出版社P290页)钢板桩参数 A=98.70cm 2,W=2043cm 3,[]δ=200Mpa ,桩长21m 。
水压:210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯= 河床位置处:21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=基坑底部:22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=(5)围囹采用2I56工字钢,支撑采用Ф630螺旋钢管。
2计算资料水压:210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯=22330 5.0218.80.49a c h K γ⨯===⨯ 河床位置处:21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=基坑底部:22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=在建立计算模型的时候,采用板单元,根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。
midas钢围堰计算书
钢围堰计算书编制:审核:审批:二〇一七年十月目录一、工程概况 (1)二、钢围堰模型的建立 (2)2.1钢围堰模型 (2)2.2水压力荷载模型 (2)三、计算参数 (2)四、钢围堰计算结果的分析 (3)4.1壁板 (3)4.2竖肋 (4)4.3横肋 (5)五、钢围堰结论汇总 (6)钢围堰分析一、工程概况钢围堰半径为5m、高6m,壁体为带肋钢板,壁板为8mm 钢板,横肋为150X14mm 钢板,竖肋为L75*50*5 角钢,所有材质均为Q235 钢。
竖肋沿壁体圆周不大于35cm 间距布置,横肋的间距50cm,横肋、竖肋均布置在外侧,荷载为5.5m高静水压力。
图1-1 钢围堰模型示意图二、钢围堰模型的建立2.1钢围堰模型通过midas/civil进行建模,模型如“图2.1-1 钢围堰模型”:图2.1-1 钢围堰模型2.2水压力荷载模型通过midas/civil进行建模并施加流体压力,模型如“图2.2-1水压力荷载模型”:图2.2-1 水压力荷载模型三、计算参数Q235钢材的允许应力:[σ]=215MPaQ235钢材的允许剪应力:[τ]=125MPaQ235钢材的弹性模量:E=2.1×105Mpa钢围堰组合荷载按“自重*1.2系数+水压力*1.4系数”四、钢围堰计算结果的分析4.1壁板板单元最大组合应力如图所示:σ=13.1Mp<215MP(满足条件)图4.1-1 壁板应力图板单元最大位移如图所示:s=0.63mm<L/400=500/400=1.25mm(满足条件)图4.1-2 壁板位移图4.2竖肋竖肋最大组合应力如图所示:σ=92.3MP<215MP图4.2-1 竖肋应力图竖肋最大组合剪切应力如图所示:t=9.0MP<125MP(满足条件)图4.2-2 竖肋剪力图竖肋最大位移如图所示:s=0.63mm<L/400=500/400=1.25mm图4.2-2 竖肋位移图4.3横肋横肋最大应力如图所示:σ=13.1MP<215MP(满足条件)图4.3-1 横肋应力图横肋最大位移如图所示:s=0.64mm<L/400=314/400=0.785mm(满足条件)图4.3-2 横肋位移图五、钢围堰结论汇总通过midas/civil 进行计算分析对模型结果汇总如表“表5-1 钢围堰结果汇总表”:表5-1 钢围堰结果汇总表通过以上对钢围堰应力和变形的计算都能满足要求。
钢围堰设计计算书
受力图示如下:
7
8
A、对于φ1020×10mm 钢管:
Nmax=3882KN
Mmax=74.5KNm A=317.14cm2,W=7930cm3,δ=10mm,L=5m,λ=14,稳定系数φx=0.985,管口局部失稳系数
ψ=0.95
强度复核:
按《钢结构设计手册》关于钢管构件强度计算公式:
σ
= N/A+ M γW
底部水平桁架受力图式
3
桁架轴力图
桁架杆件弯矩图
上部壁板水平桁架图示从略。
桁架荷载及内力表列如下:
桁架标高
杆件位置
荷载
+2.928m +2.928m
弦杆 腹杆
120kn/m
+2.928m
立杆
+12.928m
弦杆
86.5kn/m
+12.928m
立杆
86.5kn/m
+12.928m
腹杆
86.5kn/m
最大轴力(KN) -615 -357 -81 -454 -77
= 113.6MPa ≤ 145MPa
稳定性复核: 按《钢结构设计手册》关于钢管构件稳定性计算公式
N + M x ≤ ϕ[σ ]
ϕx A γWx
112.5+3.8=116≤0.95×145=138Mpa
C、对于φ420×10mm 钢管:
Nmax=493KN
Mmax=8.8KNm A=128.7cm2,W=1289cm3,δ=10mm,L=5m,λ=18,稳定系数φx=0.918 , 管口局部失稳系数
则[T]=[400×125+80×190]×4.2×2×0.7=548KN>357KN 所以焊缝强度满足要求。 标高+12.928m 处桁架: 弦杆:弦杆截面及其特性如下:
株洲湘江钢围堰计算书
一、设计条件1、围堰顶标高:+34.0m2、围堰底标高:+20.5m3、承台顶标高:+30.5m4、承台底标高:+26.5m5、承台厚度: 4.0m6、封底混凝土顶标高:+23.0m7、封底混凝土底标高:+20.5m8、封底砼厚度: 2.50m9、施工(抽水、浇注承台)水位:+32.5m10、设计最大流速: 2.0m/s11、河床覆盖层标高:+21.0m12、河床岩面标高:+20.5m13、护筒直径: 2.6m14、混凝土干容重:24kN/m315、混凝土浮容重:14kN/m316、钢筋混凝土容重:26kN/m317、钢材容重:78.5kN/m319、封底砼强度等级:C20二、设计依据1、《株洲市湘江四大桥主墩钢围堰设计委托书》2、《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)3、《钢结构设计规范》(GBJ 50017-2003)4、《港口工程混凝土结构设计规范》(JTJ 267-98)5、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)6、《水利水电工程钢闸门设计规范》(DL/T 5039—95)7、《建筑结构静力计算手册》三、钢围堰基本尺寸及重量1、基本尺寸:壁体厚度: 0.754m壁底外周长: 63.3m壁体内周长: 58.0m围堰外面积: 224.5m 2围堰内面积: 179.0m 2夹壁内面积: 45.5m 2护筒的总面积: 221.536.24)(10m =⨯⨯π个护筒的总周长: m 7.816.2)(10=⨯⨯π个2、围堰重量:a.第一节自重:壁体高度:6.5m壁体自重:101t钢管支撑:6.9t吊 耳:2.8t第一节钢围堰总重:111tb.第二节自重:壁体高度:7.0m壁体自重:102t钢管支撑:6.9t连 通 器:0.4t吊 耳:2.8t第二节钢围堰总重:112t四、钢围堰下沉计算1、第一节下沉刃脚部分的体积为37.2220.175.020.583.63m V =⨯⨯+= 围堰第一节下沉时,夹壁排水面积25.45m A =,自浮时下沉1h ,则得m h 9.21= 干舷3.6m2、第二节接高拼装后下沉下沉2h ,则得m h 35.52= 干舷1.15m为保证1. 0m 干舷,须注水0.65m 。
主塔钢围堰设计计算书
松原市城区第二松花江大桥工程建设项目主塔钢围堰设计计算书计算:复核:审核:中国建筑工程总公司松原大桥项目部二OO七年五月十二日主塔钢围堰设计计算书一、钢围堰高度H根据设计图纸,历年常水位标高为132.6,承台顶设计标高为128.125,承台底设计标高为123.125,封底混凝土厚为1.5m,目前筑岛高程为132.6。
根据以上数据,选取刃脚高度为1.52m,钢围堰高度为11.595m。
二、钢围堰平面尺寸由设计图纸,主塔承台尺寸为12.2m×12.2m×3m,考虑工作面及附近便道位置,钢围堰平面尺寸选用53.016m×23.516m,井壁厚1m。
刃脚踏面宽度为0.282m,高度为1.52m。
刃脚内侧倾角tgθ=1.52/(1-0.282)=2.12,θ=64.75°>45°。
三、荷载计算1、(详见《主塔钢围堰施工图》)。
考虑地质情况,可靠自重下沉,如施工中下沉有困难,可采取加压重等其他措施保证顺利下沉。
2、井壁纵向受力计算沉井下沉过程中,井壁始终受到水平向的土压力及水压力作用,因而应验算井壁材料的强度。
验算时是将井壁水平向截取一段作为水平框架来考虑,然后计算该框架的受力情况。
井壁截取位置在刃脚跟部。
ρ=2.0×10kg/m3。
10.075m g=10N/kg。
3h=10.075m 。
q=ρgh=2.0×10 kg/m ×10N/kg×10.075m=201.5Kpa。
钢筋混凝土受钢管支撑受力模型简化如下:F1F2F36m3m1.075 m(1)取第二道支撑处,受力模型简化为:PF3-21.075mq 3 =ρgl 3 ×l长 =2.0×10 kg/m ×10N/kg×1.075m ×53m=1139.5KN/m 。
F 3-2= ×q2 3 ×l 3 = ×1139.5KN/m×1.075m=612.48KN=P 。
钢板桩围堰受力计算书
钢板桩围堰计算书一、工程概况渭河特大桥67#、68#、69#墩位于河道内,其承台施工适宜于采用钢板桩围堰。
承台尺寸为10.5*6.6*2.5m,拟采用拉森Ⅳ型锁口钢板桩施工,其截面特性为W=2037cm3,【f】=200MPa。
承台处平均水位3.0m,河床为0m。
插打钢板桩前,为减小主动土压力,降低板桩侧土体高度20cm。
67#、68#、69#承台处河床地质情况基本一致,上层为回填粉质粘土,厚度为3m,其次为中砂,厚度6.86m,最下层为细砂,厚度为6m。
粉质粘土容重取17.4 KN/m3,内摩擦角ψ取20°,粘结力c取15mpa,砂的平均容重γ取20KN/m3 ,细砂内摩擦角ψ取20°,粘结力c取0,中砂内摩擦角ψ取32°,粘结力c取0。
取68#墩承台钢围堰进行检算。
二、钢板桩受力分析钢板桩主要承受土压力(外侧为主动土压力,内侧为被动土压力),因水位较低且流速较小,忽略水压力影响,。
一) γ、ψ、c按15.86m范围内加权平均值计算:γ平均=19.5KN/m3ψ平均=(3*20+6.86*32+6*20)/15.86=25.2°C平均=3*15/15.86=2.84kPa主动土压力系数Ka=tan2(45°-25.2°/2)=0.403被动土压力系数Kp=tan2(45°+25.2°/2)=2.483二)确定支撑层数及间距按等弯矩布置确定各层支撑的间距,根据拉森Ⅳ型钢板桩能承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度h= 36×σ×W/γ/Ka)=295.4 cmh1=1.1h=295.4*1.1=3.25 mh2=0.88h=2.6 m根据具体情况,确定采用的布置如下图所示三)用盾恩近似法计算板桩的入土深度主动土压力系数Ka=tan2(45°-25.2°/2)=0.403被动土压力系数Kp=tan2(45°+25.2°/2)=2.483由计算简图知DE的斜率Kn=γ(Kp- Ka)=19.5×(2.483-0.403)=40.56e1=FG= KaγH=0.403×19.5×5.83=45.8KN/m2根据公式γ(Kp-Ka)x2 – KaγH x- KaγHL1=019.5*(2.483-0.403) x2-45.8 x-45.8×0.51=0x =1.51m所以板桩的总长度至少为 L=5.83+1.51=7.34m,取9m。
双壁钢围堰计算书
双壁钢围堰施工及计算1、概述围堰所处的地理环境水文地质资料2、钢围堰结构尺寸拟定。
3、钢围堰重量计算3.1 钢板围堰钢板:G1s78.5 12 (12 10.38) 4 0.006 506.0kN隔舱钢板:G2s78.5 12 1.2 8 0.006 54.3kN3.2 角钢竖肋角钢:G3l1 k 0.09 180 12 194.4kN横肋角钢:G4l 2 k 0.09 44.76 12 48.3kN 弦杆角钢:G5l 3 k 0.09 1.23 12 90 119.6kN。
3.3 灌水和混凝土围堰壁间混凝土重量:G6V 25 44.76 (5 1.2 1.6 1.2 / 2)5639.8 kN加水( 4m )重量:G7w V10 4 44.76 1.22148.5 kN 钢围堰总重:G G1G2G3G4G5G6G78710.9kN4、封底混凝土厚度计算假设封底混凝土厚度为h ,围堰外壁所围面积:S外53.13 2 3.14 6.229 10.4 164.85m2360围堰内壁所围面积:S内53.13 2 3.14 529 8 118.34m2360围堰内抽水后围堰浮力:F浮 = gsh 1 10 164.85 10.5 17309.3kN有G G封F浮F浮 G17309.3 8710.92.91mhS内25 118.34封底混凝土厚度取3m 。
5、水流方向围堰受力分析。
围堰在水流方向上迎水一侧收到的水平荷载包括静水压力和流水压力,背水一侧只受到静水压力,受力图示如上图。
水平荷载 = 静水压力 + 流水压力静水压力:q1h 10 7.5 75kPa流水压力:k v20.8 10 1.52 q22 100.9kPa2g内支撑设置在距水位以下 2.5m 处,内支撑采用直径为75cm ,壁厚为 1cm 的钢管。
对 A 点弯矩:M A F 5q1l 2q2 l 20 62757.5210.40.97.5210.45F62F 1515.3kN (设两根支撑)钢管压应力:F0.5 1515.3。
钢板桩围堰计算书(2层围檩@15m钢板桩)精选全文
可编辑修改精选全文完整版钢板桩围堰计算书目录第一章设计条件 (1)1.1工程概况 (1)1.2设计概况 (1)1.3主要计算依据 (2)1.4荷载计算 (3)1.5土体参数 (3)1.6 材料特性 (4)第二章基坑支护结构受力计算 (4)2.1 计算工况 (4)2.2 钢板桩计算 (5)2.2.1工况一 (5)2.2.1工况二 (6)2.3 围檩及支撑 (8)第三章基坑稳定性验算 (11)3.1钢板桩入土深度验算 (11)3.2基坑稳定性计算 (11)3.3基坑承载力计算 (13)第一章设计条件1.1工程概况主线大承台位于陆地上,根据基坑开挖深度,拟定3种类型钢板桩围堰。
对于边墩承台拟定一种类型钢板桩围堰。
对于大承台,开挖6.5m及以上选用15m长钢板桩围堰,2层支撑;开挖6m-6.5m选用12m长钢板桩围堰,2层支撑,开挖6m以下,选用12m长钢板桩,1层支撑。
对于小承台,选用12m长钢板桩,一层支撑。
该计算书验算大承台第一种类型ZX179#(开挖7.45m)承台围堰受力情况。
ZX179#承台水文资料及设计参数计算,统计如下:(1)钢板桩顶标高: +9.0m(2)钢板桩底标高: -6m(3)承台顶标高: +4.8m(4)承台底标高: +1.6m(5)承台高度: 3.2m(6)地面标高: +8.95m(7)地下水位: +5.16m1.2设计概况承台尺寸18.7×10.6×3.2m,钢板桩围堰内轮廓尺寸为20.8×12.5m,高15m。
采用拉森—400×170型钢板桩,承台为一次性浇筑,按照开挖深度设置两道围檩及支撑。
围檁采用2I56,斜撑均采用2I32,内支撑均采用φ426×10钢管。
施工工艺:插打钢板桩并合拢,开挖至桩顶以下1m,安装第一道围檩及支撑;继续开挖并降水至第二层围檁标高,安装第二层围檁及支撑;开挖至基坑底;浇筑10cmC20混凝土垫层;进行承台施工。
钢套箱围堰计算书
钢套箱围堰计算书一、基本资料1、根据淮委沂沭泗局、沂沭河水利管理局提供的沭河水文资料,2012年7月10日15时30分的水位标高53.60m。
设计水位按53.60m 考虑,钢围堰顶标高按55.60m设计,承台底标高41.92m。
围堰底标高37.92m,最大水头差13.68m。
2、围堰竖向布置设计水位:53.60m,根据实际调查取53.60m计算。
综合拟定:围堰顶标高:55.60m, 承台底标高:41.92m, 假定封底砼的厚度为4.0m,则:围堰底标高:37.92m,故围堰的总高为:55.60-37.92=17.68m3、围堰的壁厚及结构布置围堰壁厚1.5m。
围堰抽水后水头差h水=53.60-37.92=15.68m。
围堰结构见下图。
二、荷载及计算工况(一)荷载分类围堰主要受到水的浮力、水的侧压力、土侧压力等荷载作用。
(二)各工况荷载分析工况1,围堰下沉。
工况2,围堰抽水。
三、封底砼的计算围堰水下封底后,施工抽水时,封底砼需承受基底的向上浮力,初拟封底砼标号为C30,其容重γ砼=24KN/m2,厚度为4m,施工时对围堰清理保证封底混凝土有效厚度4,取4m混凝土计算。
1、混凝土设计强度值水下C30混凝土按照C25取其设计值,根据《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(T10002.4-99)中表3.0.3混凝土的容许弯拉允许应力[σ]=0.50(MPa),简切应力[τc]=0.99(MPa)。
2、封底混凝土所受荷载q=γ水h水-γ砼h砼=10×15.68-24×4=60.8kN/m23、按照周边固结单向板计算Mx=0.0833ql x2=0.0833×60.8×10.82=590.7k N•m取单宽进行验算:Wx=1/6bh2=1/6×1×42=2.67(m3)σmax= Mx/Wx=590.7/2.67=221kPa=0.212MPa<[σ]=0.5MPa,满足规范要求。
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目录一、工程概况 (2)二、主动土压力及被动土压力计算 (2)三、支撑的布置和计算 (5)四、钢板桩入土深度计算 (7)五、坑底抗隆稳定性计算 (7)六、内撑系统的组成及详细计算 (8)长沙湾大桥68#、69#墩钢板桩围堰计算书一、工程概况xxx特大桥为厦深铁路潮汕至惠州南段新建工程上的一座特大型桥梁,x#墩承台平面尺寸为6.9×11.1m,厚度为2.2m,承台底面标高-5.501m,采用德国拉森(Larseen)Ⅳ型锁口钢板桩施工。
桥位处施工水位+1.528m,计算水位按+2.5米考虑。
钢板桩顶标高按+3.0米设置,底标高为-15m,钢板桩总长18m。
二、主动土压力及被动土压力计算1、设计图纸上的基本计算资料+2.5~-2.7m为河水,内摩擦角ϕ0为0°,粘结力c0为0kPa,天然容重γ0为10.0KN/m3-2.7~-5.5m为淤泥:内摩擦角ϕ1为5°,粘结力c1为4.5kPa,天然容重γ1为17KN/m3,地基容许承载力[σ]=20kPa-5.5m以下为硬塑状粘土层,天然容重γ为20KN/m3,地基容许承载力[σ]=180kPa,γ2=20KN/m3,c2=20Kpa,ϕ2=2002、土压力计算方法由于土层为透水性差的的流塑状淤泥与硬塑状黏土,依据2008年《注册结构工程师专业考试应试指南》(施岚青主编)P896页,对于渗透性小的土层计算土压力时采用“水土合算”法,即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为饱和重度,水压力不再单独叠加;对于渗透性大的土层计算土压力时采用“水土分算”法,即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为浮容,水压力单独叠加。
即根据这个计算原则,本方案中流塑状淤泥采用水土分算,硬塑状粘土采用水土合算法进行计算。
3、主动土压力计算:依据《简明施工计算手册》(第三版)P180页公式4-1b , Pa=γHtg 2(450-2ϕ)-2c tg(450-2ϕ) =γHKa-2c Ka 其中Ka= tg 2(450-2ϕ) 先计算主动土压力系数Ka :流塑状淤泥Ka 1= tg 2(450-25)=0.84硬塑状黏土Ka 2= tg 2(450-220)=0.49流塑状淤泥采用水土分算法:河水底面Pa 0=γH=γw h 0=10×5.2=52KN/m 2流塑状淤泥土压力计算: 顶面Pa 1顶=-2c Ka=-2c 11Ka =-2×4.5×84.0 =-8.3KN/m 2顶面水压力=γw h 0=10×5.2=52KN/m 2则流塑状淤泥顶面的水土压力=52-8.3=43.7 KN/m 2 底面Pa 1底=γh 1Ka-2c Ka=γ1h 1Ka 1-2c 11Ka=(17-10)×(5.5-2.7)×0.84-2×4.5×84.0 =8.2KN/m 2流塑状淤泥底面水压力=γw (h 0+h 1)=10×(5.2+2.8)=80KN/m 2 则流塑状淤泥底面的主动水土压力=80+8.2=88.2 KN/m 2 硬塑状黏土采用水土合算法计算:硬塑状黏土顶面Pa 2顶=γHKa 2-2c 2Ka=(γw h 0+γ1h 1)Ka 2-2c 22Ka=(10×5.2+17×2.8)×0.49-2×20×49.0 =20.8KN/m 2硬塑状黏土底面Pa 2底=γHKa-2c Ka=(γw h 0+γ1h 1+γ2h 2)Ka 2-2c 22Ka=(10×5.2+17×2.8+20×9.5)×0.49-2×20×49.0 =113.9KN/m 24、被动土压力计算:依据《简明施工计算手册》(第三版)P184页公式4-7, Pp=γHtg 2(450+2ϕ)+2c tg(450+2ϕ) =γHKp+2c Kp 其中Kp= tg 2(450+2ϕ) 先计算被动土压力系数Kp : 硬塑状淤泥Kp 2= tg 2(450+220)=2.04 硬塑状黏土采用水土合算法计算: 硬塑状黏土顶面Pa 2顶= 2c 22Kp=2×20×04.2 =57.1KN/m 2硬塑状黏土底面Pa 2底=γHKp 2+2c 2Kp=γ2h 3Kp 2+2c 22Kp=20×8.5×2.04+2×20×04.2=404KN/m 25、主动土压力与被动土压力计算图式 计算图式见下图:计算水位+2.5堰内硬塑状淤泥顶-6.5(封底底面)被动土压力主动土压力及被动土压力计算图式三、支撑的布置和计算支撑层数和间距的布置采用等弯矩理论进行布置计算,为简化计算,采用简化的主动土压力计算,简化后的土压力当C=0时的等效容重为 γ等效=98.6/(2.5+6.5)=11.0KN/m 2。
这种布置是将支撑布置成使板桩各跨度的最大弯矩相等,且等于板桩的容许抵抗弯矩,以便充分发挥板桩的抗弯强度,并使板桩材料最经济。
查《桥涵》P171页悬臂端部钢板桩最大弯矩为Mmax=ph 3/6,由于[σ]=Mmax/W,所以有:[σ]=Mmax/W=rKah 3/6Wh=3rKa W /][6[σ]—板桩的容许弯曲应力r —板桩墙后土的重度 Ka —主动土压力系数 Kp —被动土压力系数参考桥涵》P171,图5-49等弯矩布置支撑,采用干封底方案,且封底混凝土厚度为1.0m 时,此时封底混凝土底面标高为-6.5m 。
将ϕ在+2.5~-6.5m 米范围内加权平均计算:ϕ平均=(5.2*0+2.8*5+1*20)/9=3.8°钢板桩力学性能,[σ]=200MPa I=31573cm 4/m W=2037m 3/m 土压力系数计算: Ka= tg 2(450-2ϕ)= tg 2(450-28.3)=0.88 h=3rKa W /][6σ=3)3^1088.011/()5^1020372006(x x x x x =293cm h1=1.1h=322cmh2=0.88h=258cm h3=0.77h=225cm h4=0.70h=205cm由计算结果,内支撑布置如下:第一道支撑布置在离计算钢板桩顶1.5米的地方,即标高为+1.5米的位置;第二道支撑布置在离第一道支撑2.7米的地方,即标高为-1.72米的位置;第三道支撑布置在离第二道支撑2.0米的地方,即标高为-3.7米的位置;四、钢板桩入土深度计算 根据不发生管涌条件:γ'≥K ×j其中j =i ×r w =w 21t t γ⨯+hK -抗管涌安全系数,取K =1.5γ'-钢板桩底面土的浮容重,γ'=wγγ-=20-10=10KN/m 3。
j -最大渗流力(动水压力) i -水头梯度t 1-围堰外侧入土深度,15-2.7=12.3m t 2-围堰内侧入土深度,15-5.5=9.5mh -地下水位至坑底的距离(即地下水形成的水头差),h=2.5+5.5=8 则有K ×j=1.5*w 21t t γ⨯+h=1.5*105.93.128⨯+=5.5<γ'=10 所以钢板桩底面不会发生管涌。
五、坑底抗隆稳定性计算按《钢板桩论文集·国内篇》P35页方法计算抗隆稳定性。
抗隆稳定性计算图示本图尺寸单位均以cm计。
计算水位+2.5流塑状淤泥顶-2.7C1如上图所示,采用此滑动模型进行验算。
先以O 为圆心,以OB 为半径作圆,交流塑状淤泥底面于E 、F ,再由E 作垂线交水面于D 点。
钢板桩底面黏聚力取为25Kpa ,则每延米抗滑力矩=c 1×h 1×OB+c ×∏×OB 2=4.5×2.8×9.5+20×3.14×9.52=5787.4KN ·M滑动力矩=21(γw h 0+γ1h 1)×OB 2=0.5×(10×5.2+17×2.8)×9.52=4494.4KN ·M抗隆起安全系数=5787.4/4494.4=1.29>1.2,所以围堰内采用干封底方案抽干水浇注封底混凝土之前坑底土不会出现隆起现象。
六、内撑系统的组成及详细计算根据以上计算可知,第一道围檩受力很小,由此第一道围檩可以采用较小的型钢框架结构,第二、三道围檩受力较大,需采用较大的型钢框架结构。
型钢框架的结构尺寸基本一致,如下图所示:各道内撑所用材料如下:第一道内撑:围檩与斜撑均采用2Ⅰ40b第二道内撑:围檩与斜撑均采用2Ⅰ45b 第三道内撑:围檩与斜撑均采用2Ⅰ56b 4、对内撑系统进行受力计算围堰内水抽干且泥土挖至-6.5m,封底混凝土浇注前,此时为围檩的最不利受力状态,此时第一道围檩沿四周作用30.2KN/m 的线荷载,第二道围檩沿四周作用90.7KN/m 的线荷载,第三道围檩沿四周作用174.9KN/m 的线荷载。
其线荷载计算如下:计算水位+2.5堰内硬塑状淤泥顶-6.5(封底底面)被动土压力围檩受力计算图示第一道围檩每延米受力=235.27.25⨯=30.2KN 第二道围檩每延米受力=35.225.517.25⨯+=90.7KN 第三道围檩每延米受力=65.225.805.51⨯+=174.9KN 将数据输入到ansys 软件中,可计算杆件的受力: 以下分析图形中的应力单位为Kg/cm 2,变形单位为cm 。
1)、第一道内撑受力计算,此时围檩外侧承受30.2KN/m的线荷载:最大应力σ= 397Kg/cm2=39.7Mpa<[f]=215MPa最大变形δ=0.25cm<1400/400=3.5cm结果表明:第一道内撑采用图式结构结构受力满足要求,安全。
2)、第二道内撑受力计算,此时围檩外侧承受90.7KN/m的线荷载:最大应力σ= 900.8Kg/cm2=90Mpa<[f]=215MPa,整体受力安全。
最大变形δ=0.7cm<1400/400=3.5cm结果表明:第二道内撑采用图式结构结构受力满足要求,安全。
3)、第三道内撑受力计算,此时围檩外侧承受174.9KN/m的线荷载:最大应力σ=1046Kg/cm2=104.6Mpa<[f]=215MPa,整体受力安全。
最大变形δ=1.2cm<1400/400=3.5cm结果表明:第三道内撑采用图式结构结构受力满足要求,安全。
综合以上计算,整个结构所有工况受力是安全的。
参考书籍:《桥涵》人民交通出版社《简明施工计算手册》第三版中国建筑工业出版社《注册结构工程师专业考试应试指南》(施岚青主编)中国建筑工业出版社出版社《钢板桩论文集·国内篇》《钢结构设计规范》中国建筑工业出版社出版社。