湖北某特大桥钢板桩围堰计算书二

　　　 f、h＝19m时，Pa=218 KN/m2
　　　
2、各施工工况及内力计算
       本围堰施工时，按上层支撑已安装，并抽水（吸泥）至待安装支撑下100cm 处，计算各支撑在各阶段可能出现的最大反力和钢板桩最大内力。在计算时，各阶段钢板桩计算长度按等值梁法确定，从主动土压力与被动土压力相等的反弯矩截面（即净土压力为零或弯矩为零）截断形成等值梁计算支撑反力和钢板桩弯矩。
　　　　根据施工工序，分为四个工况；
工况一：围堰第一道支撑加好后，抽水到－3.5m标高时；
     钢板桩受被动土压力
　　　      a、h＝5.5m时， Pp=2×12×1.376=33.02 KN/m2
　　　            b、h＝10.7m时，Pp＝1.894×8.5×5.2＋2×12×1.376＝116.74 KN/m2
　　　考虑到钢板桩桩前土体摩擦作用，被动土压力给予提高，查表得，提高系数K＝1.5，则：a、h＝5.5m时， Pp=33.02×1.5＝49.53 KN/m2
　　　                b、h＝10.7m时，Pp＝116.74×1.5＝175.11 KN/m2
钢板桩所受水、土压力分布图如下：

　　　　　　　　　                        
　　　　　　　　　　　（弯矩图）                    （反力图）
工况二：围堰第二道支撑加好后，向围堰内注水至围堰外水位，水下吸泥、清淤到－12.557m标高时；
　　　钢板桩受被动土压力
　　　      a、h＝14.557m时， Pp=2×16×1.616=51.7 KN/m2
　　　            b、h＝19m时，Pp＝2.611×10×4.443＋2×16×1.616＝167.72KN/m2
　　　考虑到钢板桩桩前土体摩擦作用，被动土压力给予提高，查表得，提高系数K＝1.7，则：a、h＝14.557m时， Pp=51.7×1.7＝87.89 KN/m2
　　　             b、h＝19m时，Pp＝167.72×1.7＝285.12 KN/m2
钢板桩所受水、土压力分布图如下：
　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　        
　　　　　　　　　　　（弯矩图）                    （反力图）
工况三：封底砼达到设计强度后，围堰内抽水至－7.0米标高处；
　　　　　　　　　　        
　　　　　　　　　　　（弯矩图）                    （反力图）
工况四：第三道支撑加好后，围堰内抽水至－10.057米标高处。
　　　　　　　　                     
　　　　　　　　　　（弯矩图）                     （反力图）
　　　以各道支撑在四个工况下的最大反力作为圈梁的设计依据，则第一至第三道支撑的支撑反力依次为：
　　　R1＝59.5 KN/m       R2＝482.8 KN/m       R3＝399.12 KN/m  
　　　钢板桩在各工况下所受的最大弯矩：Mmax＝445.1KN.m，钢板桩拟采用拉森Ⅵ型，其长度为18米，惯性矩为56700cm4/m, 截面弹性模量为2700cm3/m,钢材材质为 SY295。
　　　σ=＝＝164.9 Mpa ＜0.6×295＝177 Mpa，符合要求。
　　　  3、内支撑的设计计算
　　　本工程圈梁采用组合型钢结构，第一道圈梁组合型钢如下图截面A，第二、三、四道圈梁组合型钢如下图截面B。
　　       
　　　　　　　　（截面A）                        （截面B）
　　　　　SA＝300×16×2＋（500－32）×16＝17088 mm2
　　　　　SB＝400×16×2＋（500－32）×16×2＝27776 mm2
　　　对于第一道支撑，圈梁轴力 N＝qr＝59.5×9.914＝589.9 KN
　　　　　　σ＝＝＝34.5 Mpa，符合要求。
　　　对于第二、三道支撑，取线荷载最大的第二道支撑计算，圈梁轴力
　　　　　　 N＝qr＝482.8×9.914＝4786.5 KN
　　　　　　σ＝＝＝172.3 Mpa，符合要求。

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