钢板桩受力分析及围堰验算(定)

1、大桥主墩钢板桩围堰计算书一、 基坑在开挖完成后，砼垫层浇筑前钢板桩验算钢板桩被主动压力强度相等处与锚 A h4=0.9m固点（E点）位置相近，则： B h3=2.1my=HKa /（KKp-Ka） C h2=3.5m： 粘性土容重，=18 KN/m3; 基坑底 D h1=1.5m yH：主动土压高度，H=h1+h2+h3+h4=8m EKp：被动土压力系数，为1.761， O xKp=tg-2（45。+/2），内摩擦角=16。 图1Ka：主动土压力系数，为0.568，Ka=tg2（45。-/2），内摩擦角=16。K：被动土压力修正系数，K=1.4；y =2.4m1、 钢板桩弯矩验算把CE段看作

2、简支梁来计算，偏于安全，受力土如下：qc qdC 1.5m 2.4m E图2钢板桩上C点的主动土压力强度为：P C=HKa ： 粘性土容重，=18 KN/m3; H：主动土压高度，H= h2+h3+h4=6.5m Ka：土的压力系数，为0.568，Ka=tg2（45。-/2），内摩擦角=16。则：P C=66.5 KN/m2;分布在1延米(2.5块钢板桩上的压力为:qC=1* PC=66.5 KN/ m;同理：qD=81.8 KN/ m;为方便计算，将CE段分解成如下受力情况：qC qD- qC qDC 1 E C 2 E C 3 E图3Mmax1=qCa2（2l-a）2/8l2=66.5&#

3、215;1.52×（2×3.9-1.5）2/8×3.92=48.8 KN.mMmax2=（qC-qD）a2（3-2a/l-1）/6=15.3×1.52×（2-2×1.5/2.9）/6=5.5 KN.mMmax3=qDa2（3-2a/l-1）/6=81.8×2.42×（2-2×2.4/3.9）/6=60.4 KN.m则在CE段钢板桩墙上的最大弯矩不大于:MmaxCE= Mmax1+ Mmax2+ Mmax3拉森型钢板桩1米宽截面抵抗矩为2037cm3,则最大抗压强度为:2037cm3=56.3 Mpa=14

4、5 Mpa 安全2、 钢板桩入土深度计算由图1可知E点为锚固点，即为弯矩零点，则E点的支撑力RE和墙前被动土压力对板桩底端的力矩相等，由此可求得x：RE*x=（KKp-Ka）x3由图3可求得RE：RE= RE1+RE2+RE3RE1= qCa2/2l=66.5×1.52/2×3.9=19.2 KNRE2=（qC-qD）a2/3l=15.3×1.52/（3×3.9）=2.9 KNRE2=qDb（3-2*b/l）/6=81.8×2.4×（3-2×2.4/3.9）/6=57.9 KNRE= 19.2+2.9+57.9=80 KNx

5、= 6* RE/18*（KKp-Ka） =3.7m则板桩的入土深度为：T=1.1×（y+x）=6.7 m3、C点横梁（纵桥向19.5m）验算C点处横梁承受相邻两跨（BC、CE）各半跨上的土压力：qC=*Ka*HC*（HBC+HDE）/2： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：主动土压力系数，为0.568，Ka=tg2（45。-/2），内摩擦角=16。HC：横梁距基坑顶的距离，为6.5m；HBC：BC间距，为3.5m；HCE： CE点间距，为偏于安全取5.31m；则 qC=292.7 KN/mC横梁上的支撑水平间距为3m，按三跨等跨连续梁计算偏于安全，则横梁上最大弯矩为： Mmax

6、= 0.1×qC*l2W= Mmax/W：横梁的截面抵抗矩；：A3钢的容许抗弯强度，为145Mpa；则：W=1816.6cm3横梁选用I50c工字钢，W=2080cm31816.6 cm3 可以4、C点支撑（横桥向16.5m）验算支撑水平间距为3m，则每根支撑上的轴向压力为：RC= qC*3=878.1 KN拟采用240c槽钢长细比：=l/Il：支撑长度，取1600 cm；i：支撑回转半径，i=14.71cm；=108.7，由结构设计规范查得稳定系数为：=0.474支撑容许抗压强度为：=N/*AN：支撑的轴向压力，N= RC=878.1 KN；A：支撑的截面积，A=2A40c=2&#

7、215;91.04=182.08 cm2；=101.7 Mpa =140 Mpa 可以A点横梁、支撑受力与基坑完成后情况相同，验算见后；B点横梁、支撑受力小于C点支撑拆除后（基坑完成钢筋绑扎前）受力情况，以后一情况为准。二、C点支撑拆除（基坑完成后钢筋绑扎前）钢板桩验算1、钢板桩验算 混凝土垫层浇筑完成后，为方便钢筋绑扎施工，原地面 A h3=0.9mC点横梁及支撑要拆除，拆除后板桩底部BD跨 B h2=2.1m可用一端固定，一端铰支计算偏于安全。 h1=4.5m受力土如下： PD D 砼垫层qD qBD 4.5 m B 图4钢板桩上B点的主动土压力强度为：P B=HKa ： 粘性土容重，=1

8、8 KN/m3; H：主动土压高度，H= h2+h3 =3m Ka：主动土压力系数，为0.568，Ka=tg2（45。-/2），内摩擦角=16。则：P B=30.7 KN/m2;分布在1延米(2.5块钢板桩上的压力为:qB=1* PB=30.7 KN/ m;同理：qD=76.7 KN/ m;图4受力情况又可分解如下：qD- qB qBD 1 B D 2 B图5情况1：在x=3l/8处，板桩的弯矩最大Mmax1=9（qD- qB）L2/128=109.2 KN.m情况2: 在x=0.447l处，板桩的弯矩最大Mmax2=0.02989qBL2=27.8 KN.mBD段的钢板桩所受的最大弯矩小于:

9、Mmax1+ Mmax2=137 KN.m拉森型钢板桩1米宽截面抵抗矩为2037cm3,则最大抗压强度为:= MmaxCE/W=137KN.m/2037cm3=67.3 Mpa=170 Mpa 安全2、B点横梁（纵桥向19.5m）及支撑（横桥向16.5m）验算 横梁验算B点横梁承受一半AB与BD段的土压力强度: qB=*Ka*HB*（h2+h1）/2： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：土的压力系数，为0.568，Ka=tg2（45。-/2），内摩擦角=16。HB：横梁距基坑顶的距离，为：h2+h3=3m；H2：AB点间距，为2.1m；H1：BD点间距，为4.5m；则 qB=101.2

10、KN/mB横梁上的支撑最大水平间距为5m，相邻跨间距为2.5m，按三跨不等跨计算偏于安全，则横梁上最大弯矩为： Mmax= 0.219×qB*2.52=138.5 KN.mW= Mmax/W：横梁的截面抵抗矩；：A3钢的容许抗弯强度，为170Mpa；则：W=814.8 cm3横梁选用I36a工字钢，W=875 cm3814.8cm3 可以支撑验算支撑最大水平间距为5m，相邻跨为2.5m，则每根支撑上的轴向压力为：RB= qB*（5+2.5）/2=379.5 KN拟采用232b槽钢长细比：=l/Il：支撑长度，取1600 cm；i：支撑回转半径，i=12.11cm；=132.1，由结构

11、设计规范查得稳定系数为：=0.372支撑容许抗压强度为：=N/*AN：支撑的轴向压力，N= RB=379.5 KN；A：支撑的截面积，A=2A32b=2×54.9=109. 8 cm2；=34.5 Mpa =140 Mpa 可以3、A点横梁（纵桥向19.5m）及支撑（横桥向16.5m）验算 横梁验算A点横梁承受一半AB与全部h3段的土压力强度: qA=*Ka*HA*h2/2+*Ka*HA*h3： 粘性土容重，=18 KN/m3; Ka：土的压力系数，为0.568，Ka=tg2（45。-/2），内摩擦角=16。HA：横梁距基坑顶的距离，为： h3=0.9m；h2：AB点间距，为2.1m

12、；h3：A点距基坑顶的距离，为0.9m；则 qA=17.9 KN/mA横梁上的支撑最大水平间距为5m，相邻跨间距为2.5m，按三跨不等跨连续梁计算偏于安全，则横梁上最大弯矩为： Mmax=0.219 ×qA*2.52=24.5 KN.mW= Mmax/W：横梁的截面抵抗矩；：A3钢的容许抗弯强度，为170Mpa；则：W=144.1 cm3横梁选用I18工字钢，W=185.4 cm3144.1 cm3 可以支撑验算支撑水平间距为2.5m+5m+2.5m，则支撑上的最大轴向压力为：RA= qA*（5+2.5）/2=67.1 KN拟采用32b槽钢长细比：=l/Il：支撑长度，取1650 c

13、m；i：支撑回转半径，i=12.11cm；=132.2，由结构设计规范查得稳定系数为：=0.372支撑容许抗压强度为：=N/*AN：支撑的轴向压力，N= RA=67.1 KN；A：支撑的截面积，A=A32b=54.9 cm2；=32.8 Mpa =145 Mpa 可以三、横桥向（16.5m方向）横梁及角撑验算1、A点横梁（横桥向16.5m）及角撑验算 225 1300 2 横梁验算 19.5m 330=34.2。由二中的3知A点横梁承受的土压力强度: 330=38.7。qA= qA=17.9 KN/m 图6A横梁上的角撑水平间距为3.3m，按简支梁计算偏于安全，则横梁上最大弯矩为： Mmax=

14、 qA*l2/8=24.4 KN.mW= Mmax/W：横梁的截面抵抗矩；：A3钢的容许抗压强度，为145Mpa；则：W=168.3 cm3横梁选用I18工字钢，W=185.4 cm3138.6 cm3 可以角撑验算角撑水平间距为3.3m，则每根角撑上的轴向压力为：RA1= qA*3.3/cos=97.35 KN拟采用20b槽钢长细比：=l/Il：角撑长度，l= 2252+3302 =399.4cm；i：角撑回转半径，i=7.64cm；=52.3，属于短粗杆,不必进行稳定验算角撑容许抗压强度为：=N/ AN：角撑的轴向压力，N= RA1=97.35 KN；A：角撑的截面积，A=A20b=32.

15、83 cm2；=29.7 Mpa =140 Mpa 可以RA2= qA*3.3/cos=103.2 KN拟采用20b槽钢长细比：=l/Il：角撑长度，l= (225+3002+(330+3302 =843.3cm；i：角撑回转半径，i=7.64cm；=110，由结构设计规范查得稳定系数为：=0.469角撑容许抗压强度为：=N/AN：角撑的轴向压力，N= RA2=103.2 KN；A：角撑的截面积，A=A20b=32.83 cm2；=54.8 Mpa =140 Mpa 可以2、B点横梁（横桥向16.5m）及角撑验算 横梁验算 由二中的2知B点横梁承受的土压力强度: qB= qB=101.2 KN

16、/m B横梁上的角撑水平间距为3.3m，按简支梁计算偏于安全，则横梁上最大弯矩为： Mmax= qB*l2/8=137.8 KN.mW= Mmax/W：横梁的截面抵抗矩；：A3钢的容许抗压强度，为140Mpa；则：W=984.2 cm3横梁选用I40b工字钢，W=1139.0 cm3984.2 cm3 可以角撑验算角撑水平间距为3.3m，则每根角撑上的轴向压力为：RB1= qB*3.3/cos=403.8 KN拟采用32b槽钢长细比：=l/Il：角撑长度，l= 2252+3302 =399.4cm；i：角撑回转半径，i=12.11cm；=33，属于短粗杆,不必进行稳定验算角撑容许抗压强度为：=

17、N/ AN：角撑的轴向压力，N= RB1=403.8 KN；A：角撑的截面积，A=A32b=32.83 cm2；=73.6 Mpa =140 Mpa 可以RB2= qB*3.3/cos=427.9 KN拟采用32b槽钢长细比：=l/Il：角撑长度，l= (225+3002+(330+3302 =843.3cm；i：角撑回转半径，i=12.11cm；=69.6，由结构设计规范查得稳定系数为：=0.731角撑容许抗压强度为：=N/AN：角撑的轴向压力，N= RB2=427.9 KN；A：角撑的截面积，A=A32b=32.83 cm2；=106.6 Mpa =140 Mpa 可以3、C点横梁（横桥向

18、16.5m）及角撑验算 横梁验算 由一中的3知C点横梁承受的土压力强度: qC= qC=292.7 KN/m C横梁上的角撑水平间距为3.3m，按三等跨连续梁计算，则横梁上最大弯矩为： Mmax= qC*l2*Km=263.43 KN.mKm为弯距系数取0.1 W= Mmax/W：横梁的截面抵抗矩；：A3钢的容许抗压强度，为140Mpa；则：W=2276.8 cm3横梁选用I56a工字钢，W=2342.31 cm32276.8 cm3 可以角撑验算角撑水平间距为3.3m，则每根角撑上的轴向压力为：RC1= qC*3.3/cos=1167.8 KN拟采用240b槽钢长细比：=l/Il：角撑长度，

19、l= 2252+3302 =399.4 cm；i：角撑回转半径，i=14.71 cm；=27.2，属于短粗杆,不必进行稳定验算角撑容许抗压强度为：=N/ AN：角撑的轴向压力，N= RC1=1167.8 KN；A：角撑的截面积，A=2A40c=182.08 cm2；=64.1 Mpa =140 Mpa 可以RC2= qC*3.3/cos=1237.7 KN拟采用40c槽钢长细比：=l/Il：角撑长度，l= (225+3002+(330+3302 =843.3cm；i：角撑回转半径，i=14.71cm；=57.3，属于短粗杆,不必进行稳定验算角撑容许抗压强度为：=N/ AN：角撑的轴向压力，N= RC2=1237.7 KN；A：