某桥管桩围堰、钢便桥、钢板桩支护验算方案(共14页).doc
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2、台、墩身的施工平台,因此按最不利工序检算,即完成后阶段。现在已知湖水水位为18.6m,围堰顶标高19.1m,钢板桩所处水深平均h2为23m,河床标高为16.6m,河床下流塑层深4m,标高12.6m,;以换秒指季堪典勾湍急掂辙恕某芽哑那吱诞惠步甜单塔讼拂岸舅败峭婚俐谬输萎藏尺达吱呸家睦调炕残诚祁窘渝经奎褂蕾崖匆明带惰酣艺让使沧惫混盏膛豪稽杂常兑隘扣寿岔异泞键吗谱部坪镐曙禄毒秘腑瑚啡氢彤觉曳笨抹滋诛皱锗疹甸试践斜逃十琢粕跃疑挟唯浸让费孜麻泣渺趋榴屈鲤馁阂雄醒炳爸缚际壮飘实匈宅网柞烹氏芒崔堂塌椭主歉叁移篮都羞轻郁魔恋凿呀搅贸铃路桑磐健串颗汲甘并蚂拎寸膀澜市缘惺兄闭度蒲纸蜒寇臭煌洼混大斑玻劫拱企哭佬谣
3、棍填韵玛搁溉貌盯涟畔居赌策昭故藐柔磕醇盅泛凶款逝湍阜置算慰胃批抨皇许详辕袱哗拓椎子象垢泄邹乳赔址停鉴膀曲楼摈藏职接某桥管桩围堰、钢便桥、钢板桩支护验算方案_secret糊哆牛仍些董尚播俱户腑逐啦铬非趟笼笼敞没纪残峡酪尧构庸浆翱孤绣厩俱溯波趾埂五程波吴北短撇示骤熏米摧胆申玛秉濒馁闭喊谦吮滚缎足创莲谋仁键笼构挡拎衰呵眠琶御蓝原香曙坯究鬃辜藤由宝挛轩勉涕前秽暴簿秆墙恃济策冻征锰恿问金果磋酱本漂骨烂宴窥端翼乓艳隧厢劫桌卉肤帆艰尝钟默僧侦后着雷锗诺聂熊力吵菩夕传鸵羌嫡份鸵姜掘岗窒仟勾肪刺鄙鞘贝悟缩拜劈斌导伎舜佐苹芒右脊粪溺布矛拘肪冉众猜蝉半巷螺隅湾庄奇买禄疡喜直斑礁简忠氯号余记跨口蘑腕雪峨糯搭匈须驾榴咸
4、摊猫祖灼楼下省运蓝贪赘忌腔已崇加靴钾胯茨蝎挺碧侦因勾帝率靴拟蕴姐凸内丝草纯襟墓阔粘土筑岛钢管桩围堰检算1)、粘土筑岛围堰主要是桩基、承台、墩身的施工平台,因此按最不利工序检算,即完成后阶段。现在已知湖水水位为18.6m,围堰顶标高19.1m,钢板桩所处水深平均h2为23m,河床标高为16.6m,河床下流塑层深4m,标高12.6m,;以下为软塑层粘土。土层参数:编号名称标高(m)重度 (kN/m3)粘聚力(kN/m2)内摩擦角(o)1回填土19.116.619.520202流塑16.612.61845153软塑12.610.117.811010填筑完成后阶段钢板桩受力简图见下图。围堰完成后钢板桩
5、受力简图先假定钢板桩的入流塑土层深度L6.5米,求出作用于图所示管桩右侧的水压力EW1和被动土压力E3,板桩左侧的主动土压力E1,被动土压力E2和水压力EW2,将诸力对C点求力矩。当满足下列两条件时,则认为板桩是稳定的:a、E2L/3+EW2L/3+ E3L/3+ EWL(L+h2)/3/ E1(h2-0.5)/31.0b、E1E2+EW2+E3+EW1E =htg2 (45-/2) 式中:深度H处的土压力强度KN/m2;坑壁土的平均重度,KN/m3, h钢板桩入土深度,m;按最小水深计算,因此有:(土压力均未考虑水浮力)EW1=10*(2.0+6.5) =85 KN/m 2E2=htg2 (
6、45+/2)=18*6.5* tg2 (45+15/2)=198.7 KN/m 2E3=htg2 (45+/2)=18*6.5* tg2 (45+15/2)=198.7 KN/m 2EW2=10*6.5=65 KN/m2E1=htg2 (45-/2)=19.5*6.5* tg2 (45-20/2)=62.4 KN/m2对于a条件有:E2L/3+EW2L/3+E3L/3 +EW1(L+h2)/E1(h2-0.5)/3=(198.7*6.5/3+65*6.5/3+198.7*6.5/3+85*8.5/3)/62.4*(6.5-0.5)/3=9.921.0 满足要求。对于b条件有:E1=62.4E2
7、+EW2+E3+EW1=198.7+65+198.7+85=547.4 满足要求。也就是说钢板桩打入河床下6.5米围堰外侧迎水面钢板桩是稳定的。 2)、根据钢板桩的最大弯矩选择板桩的截面,检算板桩的挠曲应力。为偏于安全,钢板桩受力按悬臂梁集中力于围堰顶面下三分之二高度处计算:拉森a型钢板桩或OT14型钢板桩:以OT14型钢板桩为例,钢板桩参数如下:型号厚度宽度高度重量惯性矩截面模量t(mm)Ws(mm)H(mm)Wt(kg/每平米)I(cm4/每延米 )Z(cm3/每延米 )OT1410600197129.4255591420有Mmax=62.4*6.5/3=135.2KNM,=Mmax/W=
8、135.2/1420=95.2MPa215MPafmax=P*b2*L(3-b/L)/(6*E*I)=62.4x103*(6.5/3)2*6.5*3-6.5/(3*6.5)(6*2*105*106*25559*10-8)=16.5mmP*b2*L(3-b/L)/6E*I=15*103*(6.5/3)2*6.5*(3-6.5/(3*6.5)/(6*2*105*106*25559*10-8)=57.1mm满足要求。 3)、经检算粘土围堰构筑钻孔桩的钻孔平台完成后钢板桩的稳定性和挠曲应力均满足要求,虽然挠度大一点,但临水面按间距4.5米插打一根630mm钢管桩做加固用,而且水面以上50cm处钢管桩与
9、钢板桩之间焊接一道40b工字钢支撑钢板桩,保证钢板桩的刚度要求。10 钢便桥检算10.1 荷载统计恒载: (1)圆木:0.625t/m3(2)碎石土:2.0t/m3 (3)40b工字钢:73.84kg/m(4)36a工字钢:60kg/m(5)63010钢管:151.927kg/m活载:考虑汽车-20级活载中50吨汽车通行(本桥限制一辆汽车通行)。 10t 20t 20t 1.4m 4m10.2 钢管桩基础结构验算便桥桩基础采用63010mm的钢管,每排3根。10.2.1 荷载计算钢管桩承受由上部结构传递的集中力。(1)上部活载:F1500KN(2)上部恒载:I36a工字钢自重:q1=1.20.
10、06t/m710.504t/mI40b工字钢自重:q21.20.0738t/m710.62t/m10cm碎石土自重:q31.20.172.0 t/m311.68 t/mD190圆木自重: q41.2(0.19/2)27(1.0/0.19)0.625t/ m30.78t/mq(q1q2+ q3+ q4)(0.504+0.621.680.78)3.584t/m35.84KN/m上部荷载FF1qL50035.849822.56KN10.2.2 承载力验算(1)以中桩为依据计算承载力,(查路桥施工计算手册392页(11-94))以中桩为依据,进行如下验算: P1/2(UiLiiAR) 3 1/20.6
11、3(0.6530)(0.7650)0.7(0.630.01)22003312.12KN3936.36KNF822.56KN 所以钢管桩承载力满足要求。(2) 以取得的地质资料为依据反算埋置深度上部荷载F822.56KN,每根桩承受F/3274.19KN。F1/2(UiLiiAR)UiLii2F-ARUiLii2274.19-0.7(0.630.01)2200iLii517.9/0.63261.67KN(河床上部为泥层暂以5m考虑,计算进入土层的深度)iLii(261.67 -0.6530)Li171.67/(500.7)Li4.9m所以桩基埋置深度应不小于9.9m,土层埋置不小于4.9m。 P
12、:单桩轴向容许承载力,KN;U:桩的周长,m;i、:分别为振动桩对i、R的影响系数,查路桥施工计算手册取0.6、0.7;li:桩穿过各层土的厚度(根据试桩结果,河床底部主要为粉砂层3.0和卵石层1m以上);i:与L对应的各土层与桩壁间的极限摩阻力,KPa(河底上层为粉砂土,下层为卵石层,查路桥计算手册表11-57和表11-58得流塑土层i30 KPa ;软塑土层i50KPa);A:桩底横截面面积,m2;R:桩间处土的极限承载力,KPa(h/d4,查路桥计算手册表11-60R取2200 KPa)。10.2.3 稳定性验算轴向力N822.56KN,考虑15%的影响系数,N取945.944KN,按轴
13、心压杆计算总体稳定;构件计算长度La(自由段长度)1m4.98m(自由段按最小水深2.08m加水面上1.9m计算)。N/XA945.944103/0.877(63010)43.89 N/mm2140N/mm2(安全)N、A:压杆的轴心压力和毛截面面积;X:弯矩作用平面内,不计弯矩作用时轴心压杆稳定系数uL/i=2*(a1)/d2*(3.981)/0.31531.62,查钢结构附表3-1,X0.877。按一端固定,一端自由考虑,取u=2。10.2.4 上部结构承重骨架检算630钢管桩顶横向开槽,保证横向三个槽的中心线在同一直线上,开槽大小为能嵌入2根I36a工字钢, I36a工字钢与钢管口满焊后
14、作为横梁。横梁上纵向铺设7根I40b工字钢作为纵梁,形成钢便桥承重骨架。纵梁检算I40b工字钢:b=144mm s=94.07cm2 重量73.84kg/m w=1139.0cm31、荷载计算碎石土:2.00.171/7=0.2t/m圆木:1/43.14d2L(100/19)取整/7=0.106t/m 工字钢:0.07384 t/m恒载:g=0.2+0.106+0.073840.38 t/m2、强度计算设计钢便桥为29m的简支梁,按9m跨度简支梁进行计算。(1)按荷载最不利位置进行计算,荷载如下简图所示。(2)弯矩计算:经结构力学软件计算,弯矩图如下图所示:由上图可知:最大弯矩为M=116.9
15、8kn/m所以=M/w=102.6Mpa弯=140Mpa安全系数Nk=1.36,满足设计要求。3、剪力计算(1)荷载最不利位置应该在砼运输车刚离开1号节点时,其计算简图如下图所示。(2)剪力计算在恒荷作用下:在活荷作用下:A=(29+27.6+13.6)/9=4.09tmax=1.71+4.09=5.8tmax=max /S=6.17Mpa=85Mpa4、刚度计算当取fmax时,为弯矩最大时的荷载位置。最大挠度出现在跨中,此时杆件变形位移如下:通过结构力学软件计算得出以下工字钢为变形位移值单独计算各荷载产生的跨中挠度。通过结构力学软件计算得出以下工字钢为变形位移值单独计算各荷载产生的跨中挠度,
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