鋼板樁受力分析及圍堰驗算(定)

1、大橋主墩鋼板樁圍堰計算書一、 基坑在開挖完成后，砼墊層澆筑前鋼板樁驗算鋼板樁被主動壓力強(qiáng)度相等處與錨 A h4=0.9m固點（E點）位置相近，則： B h3=2.1my=HKa /（KKp-Ka） C h2=3.5m： 粘性土容重，=18 KN/m3; 基坑底 D h1=1.5m yH：主動土壓高度，H=h1+h2+h3+h4=8m EKp：被動土壓力系數(shù)，為1.761， O xKp=tg-2（45。+/2），內(nèi)摩擦角=16。 圖1Ka：主動土壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。K：被動土壓力修正系數(shù)，K=1.4；y =2.4m1、 鋼板樁彎矩驗算把CE段看作

2、簡支梁來計算，偏于安全，受力土如下：qc qdC 1.5m 2.4m E圖2鋼板樁上C點的主動土壓力強(qiáng)度為：P C=HKa ： 粘性土容重，=18 KN/m3; H：主動土壓高度，H= h2+h3+h4=6.5m Ka：土的壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。則：P C=66.5 KN/m2;分布在1延米(2.5塊鋼板樁上的壓力為:qC=1* PC=66.5 KN/ m;同理：qD=81.8 KN/ m;為方便計算，將CE段分解成如下受力情況：qC qD- qC qDC 1 E C 2 E C 3 E圖3Mmax1=qCa2（2l-a）2/8l2=66.5&#

3、215;1.52×（2×3.9-1.5）2/8×3.92=48.8 KN.mMmax2=（qC-qD）a2（3-2a/l-1）/6=15.3×1.52×（2-2×1.5/2.9）/6=5.5 KN.mMmax3=qDa2（3-2a/l-1）/6=81.8×2.42×（2-2×2.4/3.9）/6=60.4 KN.m則在CE段鋼板樁墻上的最大彎矩不大于:MmaxCE= Mmax1+ Mmax2+ Mmax3拉森型鋼板樁1米寬截面抵抗矩為2037cm3,則最大抗壓強(qiáng)度為:2037cm3=56.3 Mpa=14

4、5 Mpa 安全2、 鋼板樁入土深度計算由圖1可知E點為錨固點，即為彎矩零點，則E點的支撐力RE和墻前被動土壓力對板樁底端的力矩相等，由此可求得x：RE*x=（KKp-Ka）x3由圖3可求得RE：RE= RE1+RE2+RE3RE1= qCa2/2l=66.5×1.52/2×3.9=19.2 KNRE2=（qC-qD）a2/3l=15.3×1.52/（3×3.9）=2.9 KNRE2=qDb（3-2*b/l）/6=81.8×2.4×（3-2×2.4/3.9）/6=57.9 KNRE= 19.2+2.9+57.9=80 KNx

5、= 6* RE/18*（KKp-Ka） =3.7m則板樁的入土深度為：T=1.1×（y+x）=6.7 m3、C點橫梁（縱橋向19.5m）驗算C點處橫梁承受相鄰兩跨（BC、CE）各半跨上的土壓力：qC=*Ka*HC*（HBC+HDE）/2： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：主動土壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。HC：橫梁距基坑頂?shù)木嚯x，為6.5m；HBC：BC間距，為3.5m；HCE： CE點間距，為偏于安全取5.31m；則 qC=292.7 KN/mC橫梁上的支撐水平間距為3m，按三跨等跨連續(xù)梁計算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax

6、= 0.1×qC*l2W= Mmax/W：橫梁的截面抵抗矩；：A3鋼的容許抗彎強(qiáng)度，為145Mpa；則：W=1816.6cm3橫梁選用I50c工字鋼，W=2080cm31816.6 cm3 可以4、C點支撐（橫橋向16.5m）驗算支撐水平間距為3m，則每根支撐上的軸向壓力為：RC= qC*3=878.1 KN擬采用240c槽鋼長細(xì)比：=l/Il：支撐長度，取1600 cm；i：支撐回轉(zhuǎn)半徑，i=14.71cm；=108.7，由結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為：=0.474支撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/*AN：支撐的軸向壓力，N= RC=878.1 KN；A：支撐的截面積，A=2A40c=2&#

7、215;91.04=182.08 cm2；=101.7 Mpa =140 Mpa 可以A點橫梁、支撐受力與基坑完成后情況相同，驗算見后；B點橫梁、支撐受力小于C點支撐拆除后（基坑完成鋼筋綁扎前）受力情況，以后一情況為準(zhǔn)。二、C點支撐拆除（基坑完成后鋼筋綁扎前）鋼板樁驗算1、鋼板樁驗算 混凝土墊層澆筑完成后，為方便鋼筋綁扎施工，原地面 A h3=0.9mC點橫梁及支撐要拆除，拆除后板樁底部BD跨 B h2=2.1m可用一端固定，一端鉸支計算偏于安全。 h1=4.5m受力土如下： PD D 砼墊層qD qBD 4.5 m B 圖4鋼板樁上B點的主動土壓力強(qiáng)度為：P B=HKa ： 粘性土容重，=1

8、8 KN/m3; H：主動土壓高度，H= h2+h3 =3m Ka：主動土壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。則：P B=30.7 KN/m2;分布在1延米(2.5塊鋼板樁上的壓力為:qB=1* PB=30.7 KN/ m;同理：qD=76.7 KN/ m;圖4受力情況又可分解如下：qD- qB qBD 1 B D 2 B圖5情況1：在x=3l/8處，板樁的彎矩最大Mmax1=9（qD- qB）L2/128=109.2 KN.m情況2: 在x=0.447l處，板樁的彎矩最大Mmax2=0.02989qBL2=27.8 KN.mBD段的鋼板樁所受的最大彎矩小于:

9、Mmax1+ Mmax2=137 KN.m拉森型鋼板樁1米寬截面抵抗矩為2037cm3,則最大抗壓強(qiáng)度為:= MmaxCE/W=137KN.m/2037cm3=67.3 Mpa=170 Mpa 安全2、B點橫梁（縱橋向19.5m）及支撐（橫橋向16.5m）驗算 橫梁驗算B點橫梁承受一半AB與BD段的土壓力強(qiáng)度: qB=*Ka*HB*（h2+h1）/2： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：土的壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。HB：橫梁距基坑頂?shù)木嚯x，為：h2+h3=3m；H2：AB點間距，為2.1m；H1：BD點間距，為4.5m；則 qB=101.2

10、KN/mB橫梁上的支撐最大水平間距為5m，相鄰跨間距為2.5m，按三跨不等跨計算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= 0.219×qB*2.52=138.5 KN.mW= Mmax/W：橫梁的截面抵抗矩；：A3鋼的容許抗彎強(qiáng)度，為170Mpa；則：W=814.8 cm3橫梁選用I36a工字鋼，W=875 cm3814.8cm3 可以支撐驗算支撐最大水平間距為5m，相鄰跨為2.5m，則每根支撐上的軸向壓力為：RB= qB*（5+2.5）/2=379.5 KN擬采用232b槽鋼長細(xì)比：=l/Il：支撐長度，取1600 cm；i：支撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=132.1，由結(jié)構(gòu)

11、設(shè)計規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為：=0.372支撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/*AN：支撐的軸向壓力，N= RB=379.5 KN；A：支撐的截面積，A=2A32b=2×54.9=109. 8 cm2；=34.5 Mpa =140 Mpa 可以3、A點橫梁（縱橋向19.5m）及支撐（橫橋向16.5m）驗算 橫梁驗算A點橫梁承受一半AB與全部h3段的土壓力強(qiáng)度: qA=*Ka*HA*h2/2+*Ka*HA*h3： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：土的壓力系數(shù)，為0.568，Ka=tg2（45。-/2），內(nèi)摩擦角=16。HA：橫梁距基坑頂?shù)木嚯x，為： h3=0.9m；h2：AB點間距，為2.1m

12、；h3：A點距基坑頂?shù)木嚯x，為0.9m；則 qA=17.9 KN/mA橫梁上的支撐最大水平間距為5m，相鄰跨間距為2.5m，按三跨不等跨連續(xù)梁計算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax=0.219 ×qA*2.52=24.5 KN.mW= Mmax/W：橫梁的截面抵抗矩；：A3鋼的容許抗彎強(qiáng)度，為170Mpa；則：W=144.1 cm3橫梁選用I18工字鋼，W=185.4 cm3144.1 cm3 可以支撐驗算支撐水平間距為2.5m+5m+2.5m，則支撐上的最大軸向壓力為：RA= qA*（5+2.5）/2=67.1 KN擬采用32b槽鋼長細(xì)比：=l/Il：支撐長度，取1650 c

13、m；i：支撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=132.2，由結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為：=0.372支撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/*AN：支撐的軸向壓力，N= RA=67.1 KN；A：支撐的截面積，A=A32b=54.9 cm2；=32.8 Mpa =145 Mpa 可以三、橫橋向（16.5m方向）橫梁及角撐驗算1、A點橫梁（橫橋向16.5m）及角撐驗算 225 1300 2 橫梁驗算 19.5m 330=34.2。由二中的3知A點橫梁承受的土壓力強(qiáng)度: 330=38.7。qA= qA=17.9 KN/m 圖6A橫梁上的角撐水平間距為3.3m，按簡支梁計算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax=

14、 qA*l2/8=24.4 KN.mW= Mmax/W：橫梁的截面抵抗矩；：A3鋼的容許抗壓強(qiáng)度，為145Mpa；則：W=168.3 cm3橫梁選用I18工字鋼，W=185.4 cm3138.6 cm3 可以角撐驗算角撐水平間距為3.3m，則每根角撐上的軸向壓力為：RA1= qA*3.3/cos=97.35 KN擬采用20b槽鋼長細(xì)比：=l/Il：角撐長度，l= 2252+3302 =399.4cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=7.64cm；=52.3，屬于短粗桿,不必進(jìn)行穩(wěn)定驗算角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/ AN：角撐的軸向壓力，N= RA1=97.35 KN；A：角撐的截面積，A=A20b=32.

15、83 cm2；=29.7 Mpa =140 Mpa 可以RA2= qA*3.3/cos=103.2 KN擬采用20b槽鋼長細(xì)比：=l/Il：角撐長度，l= (225+3002+(330+3302 =843.3cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=7.64cm；=110，由結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為：=0.469角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/AN：角撐的軸向壓力，N= RA2=103.2 KN；A：角撐的截面積，A=A20b=32.83 cm2；=54.8 Mpa =140 Mpa 可以2、B點橫梁（橫橋向16.5m）及角撐驗算 橫梁驗算 由二中的2知B點橫梁承受的土壓力強(qiáng)度: qB= qB=101.2 KN

16、/m B橫梁上的角撐水平間距為3.3m，按簡支梁計算偏于安全，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= qB*l2/8=137.8 KN.mW= Mmax/W：橫梁的截面抵抗矩；：A3鋼的容許抗壓強(qiáng)度，為140Mpa；則：W=984.2 cm3橫梁選用I40b工字鋼，W=1139.0 cm3984.2 cm3 可以角撐驗算角撐水平間距為3.3m，則每根角撐上的軸向壓力為：RB1= qB*3.3/cos=403.8 KN擬采用32b槽鋼長細(xì)比：=l/Il：角撐長度，l= 2252+3302 =399.4cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=33，屬于短粗桿,不必進(jìn)行穩(wěn)定驗算角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=

17、N/ AN：角撐的軸向壓力，N= RB1=403.8 KN；A：角撐的截面積，A=A32b=32.83 cm2；=73.6 Mpa =140 Mpa 可以RB2= qB*3.3/cos=427.9 KN擬采用32b槽鋼長細(xì)比：=l/Il：角撐長度，l= (225+3002+(330+3302 =843.3cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=12.11cm；=69.6，由結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范查得穩(wěn)定系數(shù)為：=0.731角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/AN：角撐的軸向壓力，N= RB2=427.9 KN；A：角撐的截面積，A=A32b=32.83 cm2；=106.6 Mpa =140 Mpa 可以3、C點橫梁（橫橋向

18、16.5m）及角撐驗算 橫梁驗算 由一中的3知C點橫梁承受的土壓力強(qiáng)度: qC= qC=292.7 KN/m C橫梁上的角撐水平間距為3.3m，按三等跨連續(xù)梁計算，則橫梁上最大彎矩為： Mmax= qC*l2*Km=263.43 KN.mKm為彎距系數(shù)取0.1 W= Mmax/W：橫梁的截面抵抗矩；：A3鋼的容許抗壓強(qiáng)度，為140Mpa；則：W=2276.8 cm3橫梁選用I56a工字鋼，W=2342.31 cm32276.8 cm3 可以角撐驗算角撐水平間距為3.3m，則每根角撐上的軸向壓力為：RC1= qC*3.3/cos=1167.8 KN擬采用240b槽鋼長細(xì)比：=l/Il：角撐長度，

19、l= 2252+3302 =399.4 cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=14.71 cm；=27.2，屬于短粗桿,不必進(jìn)行穩(wěn)定驗算角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/ AN：角撐的軸向壓力，N= RC1=1167.8 KN；A：角撐的截面積，A=2A40c=182.08 cm2；=64.1 Mpa =140 Mpa 可以RC2= qC*3.3/cos=1237.7 KN擬采用40c槽鋼長細(xì)比：=l/Il：角撐長度，l= (225+3002+(330+3302 =843.3cm；i：角撐回轉(zhuǎn)半徑，i=14.71cm；=57.3，屬于短粗桿,不必進(jìn)行穩(wěn)定驗算角撐容許抗壓強(qiáng)度為：=N/ AN：角撐的軸向壓力，N= RC2=1237.7 KN；A：