拉森鋼板樁圍堰檢算書(shū)

...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(jì)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(shí)；②工況2：當(dāng)圍堰內(nèi)支撐實(shí)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(jì)算，圍堰受到靜水壓力，流水沖擊力和砂土的主動(dòng)土壓力共同作用時(shí)。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(shè)流速為，影響范圍為整個(gè)水深范圍。c、下層飽和砂土的主動(dòng)土壓力荷載分析：水深7.31m，流水沖擊力合力作用點(diǎn)位于距上端水深1/3高度處，主動(dòng)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(zhǎng)，則作用點(diǎn)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(dòng)土壓力取飽和砂土容重，砂土內(nèi)摩擦角則為簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)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(shè)流速為，影響范圍為整個(gè)水深范圍。c、下層飽和砂土的主動(dòng)土壓力荷載分析：水深7.31m，流水沖擊力合力作用點(diǎn)位于距上端水深1/3高度處，主動(dòng)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(zhǎng)，則作用點(diǎn)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(dòng)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(jiǎn)化計(jì)算過(guò)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(tái)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(shè)流速為，影響范圍為整個(gè)水深范圍。c、下層飽和砂土的主動(dòng)土壓力荷載分析：水深7.31m，流水沖擊力合力作用點(diǎn)位于距上端水深1/3高度處，主動(dòng)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(zhǎng)，則作用點(diǎn)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(dòng)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(dòng)土壓力為簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)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(zhǎng)邊圍檁主要荷載：外層鋼板樁傳遞的集中荷載與自重。為簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計(jì)算：，圍檁簡(jiǎn)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(jiǎn)化計(jì)算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計(jì)算：，圍檁簡(jiǎn)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(zhǎng)邊圍檁主要荷載：外層鋼管樁傳遞的集中荷載與自重。為簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計(jì)算：，圍檁簡(jiǎn)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(jiǎn)化計(jì)算，不考慮自重，將集中荷載轉(zhuǎn)化為等效均布線荷載計(jì)算：，圍檁簡(jiǎn)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(duì)稱(chēng)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(guò)力的分解得出，分別檢算如下斜撐C2-1，長(zhǎng)度為4.193m，所受荷載長(zhǎng)細(xì)比：查路橋施工計(jì)算手冊(cè)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(zhǎng)度9.38長(zhǎng)細(xì)比：查路橋施工計(jì)算手冊(cè)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(duì)稱(chēng)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(guò)力的分解得出，分別檢算如下斜撐C1-1，長(zhǎng)度為4.505m長(zhǎng)細(xì)比：查路橋施工計(jì)算手冊(cè)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(zhǎng)度9.6長(zhǎng)細(xì)比：查路橋施工計(jì)算手冊(cè)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(yàn)算4.1抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)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(biāo)高+9.31m，開(kāi)挖基坑底標(biāo)高-1.55m，則水頭差h=11.05m。主墩承臺(tái)下共有12根直徑2m樁基〔2.3米的護(hù)筒〕，舊橋4根直徑1.8米混凝土樁。取護(hù)筒和樁基混凝土與封底混凝土簡(jiǎn)的摩阻力τ=150kPa。圍堰內(nèi)部尺寸10.5*46.8m，12個(gè)鋼護(hù)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(duì)水浮力穩(wěn)定作用取下式計(jì)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(zhǎng)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(qiáng)度驗(yàn)算主墩承臺(tái)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(qiáng)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(qiáng)度驗(yàn)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(jiǎn)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(qiáng)度要求，取1.5m的承臺(tái)封底砼厚度能滿足鋼板樁圍堰抽水完成后的抗浮和砼強(qiáng)度要求，滿足承臺(tái)施工需要。5、鋼板樁入土深度計(jì)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(yīng)能滿足封底砼摩擦力的要求。由上計(jì)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(zhǎng)的鋼板樁，頂