徒骇河大桥钢板桩围堰计算书一、工程概况及围堰布置本钢板桩围堰用于济石高铁禹齐徒骇河大桥水中墩的施工，徒骇河水流平缓的, 水深4米左右。

河床为粉质粘土，承台基本标高和河床标高基本一致，施工时开挖至承台下1米，再进行1米的混凝土封底。

钢板桩采用拉森IV型，钢板桩长15米。

整个围堰采用三层围囹，围囹用八字型结构。

型钢全采用140工字钢。

按照从上至下抽水进行围囹的安装。

围囹结构图如下：胡板粧同務第一至三忌结构平面酌二、基本参数1、根据图纸提供的地质资料，河床以下土层为2.4m的粉土层，2.2m左右的粉质黏土层，3.2m左右的粉土层，6.3m的粉土。

钢板桩入土到第四层的粉土层。

根据规范，估取内摩擦角为25。

，容重为18.5kN/m3,土层粘聚力C=15^,主动土压力系n数：32丿 ,被动土压力系数：P2)二、钢板桩围堰受力验算1.钢板桩计算：1）I韦I堰结构：钢板桩桩顶设计标咼为+17.60米，钢板桩长度为15.0米，钢|韦| 堰平而尺寸为17.6X17.6米。

围囹和支撐设置三道，自上而下进行安装。

第一道围囹和支撑安装位于+14.90米，第二道围囹和支撑安装位于+11.9米，第三道围囹和支撑安装位于8.9米，承台底标高+15.43米。

（详见钢围堰平而图）钢板桩入河床10米左右。

承台下进行1米的混凝土封底。

2）基本参数：动水压力计算：每延米板桩截而而积A（cm2） 236.00每延米板桩壁惯性矩I（cm4） 39600.00每延米板桩抗弯模量W（cm3） 2037.00p=K*H*V*EW2g2式中：p■每延米板壁上的动水压力总值，KN； H冰深，M； v-水流平均速度，m/s；凸重力加速度（9.8m/s）； b-板桩宽度（取1米）；丫・水的容重，kn/m； k-系数（1.820）。

p= 1.9*4*0.5*1 * 11/2*9.82 =0.20.2KN动水压力可假设为作用在水面下1/3水深处的集中力，由于动水压力很小在计算过程中忽略不计。

页眉页脚可•键删除仅供借鉴被动土压力工况1：先抽水至14.3m （抽水深度1.15米，即第一层支撑下50cm ）,安装第一层支 撑，第一层支撐安装好后继续抽水至11.3m （抽水深度3米，即第二层支撑下50cm ）, 在安装第二道支撐前，第一道支撑受力处于最不利状态，受力情况分析如下：计算 反弯点位置，即利用钢板桩上土压力等于零的点作为反弯点位置，计算其离基坑底 面的距离y,在y 处钢板桩主动土压力强度等于被动土压力强度： 和=人+^y式中％ ■基坑底面处钢板桩墙后的主动土压力强度值；K-被动土压力修；正系数土的内摩擦角为25。

时，K 取1.4； 人-水容重； 人土体容重；h-基坑开挖深度；P b _/W h = 10x4 = 40kpy = ------- ------- = -------------- -- ------------ = 0.63y KKp_K, 18.5x1.4x2.46-0.4050. 5米水压力/主动土压力第一道支據第二道支撑第三道支撐水平面 动水业 1支撑反力主动土压力/ 支撑反力页眉页脚可一键删除仅供借鉴(2)内力计算由结构力学求解器求得:荷载图如下：5 2T _ 27弯矩图如下:剪力图如下:求得.F1 = 35.13 KN, M niax = 47.24KN • M工况2:安装好第二层支撑，支撐中心标高+11.93m,围堰开挖至第三层支撑下50cm (标高为+8.43m),此时第二层受力处于最不利状态，受力情况分析如下：（1）计算反弯点的位置：P b _/w h t +加』2 i°x4 + l&5x0.405x3 = 62.48kp(2) 内力计算由结构力学求解器求得: 荷载图如下：54062.8y = P - =◎ ____________________________ / KK P —K& 18.5x1.4x2.46-0.405= 0.98Q Q f v v v v 1# 41 J IJ1 11 LI •! f •! 11 •! IJ •! IJ •!■ !■ •! !• •! •! !• •!I IL 11 •! •! !■ 114 w °弯矩图如下:92.22 剪力图如下：求得.F\= 5.75 KN, Fl = 201.13^,M max= 92.22 KN • M工况3：安装好第三层支撑，支撐的中心标高+8.9m,围堰继续开挖至标高+6.32m, 此时第三层处于最不利状态，受力情况分析如下：计算反弯点位置：P h_/w h a +/xA：a h2 =10x4 + 1 &5 x 0.405 x5.1 = 78.2kpP h78.2 t…y = --------------- = ------------------------------ = 1.24 / KK P - K, 18.5x 1.4x2.46-0.589(2)内力计算由结构力学求解器求得:荷载图如下:J 35 40 60.8 78.28.2u4MiiilllUinfiuulUUUUffluUHUUll弯矩图如下:46殆6 剪力图如下:141.8544.6216.62 n^2](1逅(攵孕5帖丄4 "^1•43.38、5(畑和6•66.32•L00 39求得.F\ = 17.87KN, F2 = 88KN, F3 = 242 24KN 皿収=82.62KN • M(3) 钢板桩零点以下入土深度x 的确定：采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对 桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩埋深为x,见平衡方程：(4)钢板桩入土深度计算:to=x+y=2.72+l ・2=3.9m, 1=1.11°=1.1 *3.9=4.29m钢板桩长度 L=9.6+4.29= 13.89m综上： 仏x =35・13册,佗心=201・13KMF 讪x =242・24KN,M 唤=92.24KN ・M2、钢板桩抗弯强度的检算:=45.28N/〃〃沪 v 1 ・05[200M 巧]=210(KKp-KJ6xx 3 =2.72m^^M max _ 92.24xlO 3W 2037 x10"Rj X X =! 6x78.218.5x1.4x2.46-0.405满足3、边梁及内支撑受力计算:(1)第二层支撑(因第一、二层内支撑均采用2140a,在此仅对受力相对较大的第二层内支撑进行受力检算)：第二层内支撐采用2140a,心沐=201.13KN页眉页脚可一键删除 仅供借鉴I40a ：腹板厚度：10.5mm ；毛截面面积：^ = 86.1cm\截面惯性矩：/.= 21720cm 4., f v =12O.OO7V/mm 2回转半径：& ©cm ；截面模量：吧=1090 cm , f=205.00N/mnF,。

将边梁及内支撐看做中心加有刚性约束的整体平面钢架结构，利用结构力学求弯矩图如下:解器进行分析, 计算受力图如下:M 1骗PPM 1鎰201.13―*2 01.13(20 ) 8.80-i! ----201 13+T €»^----- A-* -----―01.1317册三201.13-^——(19 1 i CBFIW%¥巫201.13201^1^1173.60H382.53 !+)______ 219 08?219.34173.606219.84 219.84173.60〔24)47 91219.84-382.532&.S4173.609-476. 8) .91(20)-382 J3 (?) -382.53〔19)-1+76382.53J 5)页眉页脚可一键删除仅供借鉴剪力图如下:根据计算结果得出^max =476.21^.m”=竺啤=-46.21 丫1（）= 218.4〉1.05[200册巴1 = 210M代,不满足要求，建议围囹更换W成2145的工字钢。

根据剪力图得出内支撐受力为：985KN,内支撐采用①630X8的管桩，对管桩进行 承载力及稳定性的验算:L B FC E 田 亠「N n 2E/ , 3.142 x206x\0s N/mm 2 x7561237xl04/?z/n 4, cou 、涪口迪根据临界力[P] = 一 >P= ------------------- ； ------- 厲——-z -------------------- = 25262>985 7两足稳L () - (0.5x8.8)-xl06mnr定性的要求。

(2)第三层支撑支撐采用3140a, %= 242.24KNI40a ：腹板厚度：10.5mim 毛截而面积：A = 86.lcm 3;截面惯性矩：I x =21720cm 4;985x10“密\总；羸n 厂致哪。

咄 j 吨满足承载力的要求,回转半径:i x = 15.9cm ;截面模量：= 1090cm 3 f =2O5.OO7V / mm 2 , f 丫 = 120.00N / nun 2。

第三层受力分析图:103 wiw厂AMl ••脚FH 脚2+2.2+ 礙ns__ 上-1 -IJ <圖）E—*-242.24 二-*—---- 5*4 $! 0-117溜土-- 驚1 ■242.24 二亠 --鮎2+2.24242.2+ -25Z!Ifttttttw787 .89弯矩图如下:4IV剪力图如下:根据计算结果得出^nlax = 693・43KN • m(43 4；6IT.19328.88】4砂1If 3.60卫名.2】•. M^43G9Q34、二 155C.3L-2Bd.2l"TH>rHO 吨 0?3)147.^1•5仃)9&^i4i373.CO328.羽d smax693.43xl03'3x1090 xlO'6= 212・05〉l ・05[200MC] = 210MP 「不满足要求，建议围囹更换成3145的工字钢。

根据剪力图得出内支撐受力为：1182.02KN,内支撐采用①630X8的管桩，对管桩进行承载力及稳定性的验算：o- = —= 酎2心1()—丁 = 75.6〈 1.05[200ME ] = 21 OM^ 满足承载力的要求，A 156.326x lCTmirr根据临界力[P卜史仔>P= 3M x2()6xl()'N/〃〃八7561237x1()5〃厂=?5262> 1182.02 满L(「(O.5x8.8)-xlO6mnr足稳定性的要求。

结束语：通过结构力学求解器的验算，得出围囹采用140工字钢不安全，建议更换成145的工字钢，支掠采用①630X8的管桩满足受力及稳定性的要求，施工时需保证焊接质量。