京杭运河钢板桩围堰设计专项施工方案(2011。11.28报)(2)

2018-11-18 21:08

京杭运河大桥主墩承台施工技术方案

高程处,人工整平,封60cm厚C20混凝土至承台底标高。同时,为降低钢板桩受力,在钢板桩外挖除河堤土方至标高10.0m处,形成工作平台,降低主动土压力。

(2)、钢板桩计算

由于钢板桩打入后进行分次开挖,围堰内采用两点支撑,混凝土封底后为三点支撑,为此,计算时进行受力简化,假定从第二道支撑分开,其上为单跨悬臂梁,其下为单锚浅埋式支撑,取单位宽度分工况计算受力如下

1)、第一种工况

挖土至7.5m高程,安装好第一层围堰,继续挖土至第二层围囹5.5m高程处,取a~d段钢板桩,按悬臂梁进行计算。

在d点处,取单位宽度,钢板桩受力计算(计算简图如下)如下

主动土压力:

地面施工荷载转换为主动土压力:Pa=4.1KPa

江苏省交通工程集团205国道淮安西绕城B标项目经理部

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京杭运河大桥主墩承台施工技术方案

Pb=15.2 KPa Pd=41.3 KPa

作用于钢板桩上的力有第一道围囹的支反力R1,主、被动土压力,由∑Md=0有:

Ea1=(4.1+15.2)/231.48=14.21KN/m Ea2=(41.3+15.2)/233.22=90.97KN/m 取∑Md=0 整理有: R1=59.5 KN ∑Qd=0

整理有: R2上=45.7 KN

偏于安全,a~c段钢板桩按简支梁在梯形荷载作用下计算(简图如上),不考虑臂悬影响,近似计算最大弯矩Mmax=31.15KN.m、Qmax=41.95KN

σ=Mmax/W=15.3Mpa<[σ]=177 Mpa 满足要求 2)、第二工况

继续挖土于2.3m高程,然后安装好第三层围囹,取d~h段钢板桩进行计算,由于粘土,按简支梁简化,h点被动土压力为:

50.1+19.230.413(4.42-3.33)=58.7KPa

江苏省交通工程集团205国道淮安西绕城B标项目经理部

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京杭运河大桥主墩承台施工技术方案

取锚固点d力矩平衡∑Md=0

整理得:R3上=56.53KN 由∑Qh=0

整理得:R2下=52.12KN

钢板桩最大弯矩max=29.4KN.m、Qmax=54.25KN σ=Mmax/W=13Mpa<[σ]=177 Mpa 满足要求 3)、第三工况

继续挖土至0.53m高程处,取h~O段钢板桩按单锚浅埋式进行计算。江苏省交通工程集团205国道淮安西绕城B标项目经理部

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京杭运河大桥主墩承台施工技术方案

取锚固点h力矩平衡∑Mh=0 整理得t=4.46m ∑Qo=0

得R3下=-49.4KN

由于被动土压力的实际作用位置位于o点以上一定距离,计算钢板桩入土深度时适当增加10%,以确保安全;钢板桩的最后入土深度为4.4631.1=4.9m<(0.53+4.8)=5.33 m。

最终钢板桩长度为10.2-0.53+4.9=14.57m<15m 长度满足要求 (3)、围囹及内支撑计算 1)、第一道围囹计算

按简支梁计算弯矩,按连续梁计算剪力、支反力。

第一道围囹采用40a工字钢,W=1086cm3,取最大边跨4.1m计算

最大弯矩Mmax=125.1KN.m,σ=Mmax/W=57.6MPa<[σ]=145 Mpa,满足要求 弯矩、剪力计算图如下

江苏省交通工程集团205国道淮安西绕城B标项目经理部

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弯矩图

剪力图 2)、第二道围囹计算

按简支梁计算弯矩,按连续梁计算剪力、支反力。

第二道围囹采用40a双拼工字钢,W=1086cm3,取最大边跨4.1m计算最大弯矩Mmax=205.5KN.m,σ=Mmax/W=94.6MPa<[σ]=145 Mpa 满足要求

弯矩、剪力计算图如下

江苏省交通工程集团205国道淮安西绕城B标项目经理部

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