绵阳市八家堰安昌河大桥工程 P9承台钢板桩围堰专项施工方案
(一)阶段1:围堰内抽水工况计算(抽水完成)
封底混凝土达到设计强度后,围堰内抽水,施工承台,此时在封底混凝土顶面铰接,顶、底层圈梁处水平约束。荷载考虑静水压力。
(1)模型
阶段1模型(单位:kN/m)
(2)内力:封底混凝土顶面铰结,弯矩最大,为228kN.m。
阶段1弯矩图(单位:kN.m)
(3)拉森Ⅳ型钢板桩应力:σ=228000000/2270000=100MPa <174MPa,满足要求。
(4)反力:底层圈梁处最大压力为221kN/m,顶层圈梁处最大拉力为15kN/m。
阶段1反力图(单位:kN)
(二)阶段2:承台施工完毕工况计算(抄垫承台与钢板桩之间空隙,水
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位+203m,拆除底层圈梁)
承台施工完成后,回填承台与钢板桩间的空隙,在承台顶面与钢板桩之间施工抄垫混凝土圈梁,拆除底层内支撑,施工墩身,此时在封底混凝土顶面铰接,抄垫混凝土圈梁处水平约束,顶层圈梁处水平约束。荷载考虑静水压力。
(1)模型
阶段2模型(单位:kN/m)
(2)内力:弯矩最大为142kN.m。
阶段2弯矩图(单位:kN.m)
(3)拉森Ⅳ型钢板桩应力:σ=142000000/2270000=63MPa <174MPa,满足要求。
(4)反力:混凝土抄垫处最大压力为230kN/m,顶层圈梁处最大压力为53kN/m。
阶段2反力图(单位:kN)
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五、圈梁计算:
计算说明:根据最大反力计算圈梁,圈梁反力汇总如下:
表2:圈梁反力汇总表 最大压力名称 (kN/m) 顶层圈梁 底层圈梁 顶层圈梁 / 221 53 (kN/m) 封底混凝土施15 工 / / 抽水完成 底层圈梁拆除 最大拉力工况 根据最大反力计算结果,偏安全取底层圈梁荷载为230kN/m,顶层圈梁荷载为55kN/m。
(1)圈梁应力:
顶层、底层圈梁(I36B工字钢)应力最大组合应力为90MPa<170MPa;最大剪应力为31MPa<100MPa,满足要求。
B4(I36B工字钢)组合应力为42MPa,λ=6884/69=100,查得φ=0.555,最大组合应力为42MPa<0.555×170=94MPa,满足要求。
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顶层圈梁应力图(单位:MPa)
顶层、底层圈梁(φ630×20钢管)组合应力为95MPa,λ=7472/221=34,查得φ=0.922,最大组合应力为95MPa<0.922×170=157MPa,满足要求。
底层圈梁应力图(单位:MPa)
底层圈梁角点连接处焊缝应力计算:
经比较,从模型中提出圈梁角点连接处截面内力:Q=859.2kN,M=847.8kN.m,N= 472kN,底层圈梁角点连接处截面特性如下图。
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焊缝正应力:
NM472?103847.8?106??????81MPa?100MPa,满足要求;
AW4939212031842焊缝剪应力:
VS859.2?103?7640235????58MPa?100MPa,满足要求;
It6709920943?2?12?0.7经计算,有效截面上翼缘板与腹板交点1处受力更为不利,此时,面积矩: S1=600×20×0.7×(557.7-20×0.7)=4567080mm3,
VS1859.2?103?4567080??35MPa, 点1的剪应力:?1?It6709920943?2?12?0.7点1处的正应力:?1?10?点1处的折算应力:
557.7-20?0.7?71?79MPa;
557.7?12?3?12?792?3?352?100MPa?170MPa,满足要求。
(2)连接杆应力:
连接杆最大组合应力为28MPa<170Mpa,连接杆最大拉力为2.5t,与圈梁
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连接焊缝应力计算:25000/(3.14×95×4×0.7)=30MPa,满足要求。
连接杆组合应力图(单位:MPa)结论:
通过计算,P9墩钢板桩强度及刚度均满足要求。
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