钢板桩受力计算分析.docx

钢板桩围堰受力分析计算东引河特大桥跨越鞋底河30#〜34#墩、跨越东引河90#〜96#墩位于河床内，经现场勘测，最 大水深达6m，现场已搭设完成了水中栈桥和水上作业平台水中墩的桩基采用水上作业平台进行 钻孔和灌注，施工方法与陆地基本相同；水中承台和墩身采用钢板桩进行围堰，做好封底砼，加 强内支撑，围堰内抽水后形成干地施工条件，再进行承台和墩身钢筋砼的施工一、钢板桩围堰的结构形式采用拉森式包W型钢板桩，每片宽度50cm、高度18.5cm，单根长1200cm，单位重90.8kg/m， 其力学性能为惯性矩I =45.655cm4/m，截面抵抗矩W =2410 cm3/m结构形式见下图：定位桩，钢板桩合拢后即拔除□硬木楔475-一I】n n n n n一 《 I钢板桩I-T剖面第一道支撑第二道支撑承台砼二、受力计算由于钢板桩需插入坚实的土体1-2m中，且围堰内部采用厚度2m左右的砼封底，则可按固定 端(刚接)约束进行受力分析：1、钢板桩抗弯能力检算此结构是二次超静定结构，需要采用“图乘法”和“力法”对两道支撑梁的位移和荷载进行 计算，并计算钢板桩的最大弯矩各单位弯矩图如下：(1)支撑点受力计算h‘ =6.5M1图M 2图计算方程：△1=511X1+512X2+\p=0,A 2= 6 21X1+ 6 22X2+A2P=00利用“图乘法”求各系数和自由项如下：6 11=[(h^2/2)*(2h^/3)]/(EI)= h^3/(3EI),6 22=[(h”2/2)*(2h"Z3)]/(EI)=h"3/(3EI),6 虻 6 2i= [(h”2/2)*(0.846h’)]/(EI)= 0.423h”2 h’/(EI),A 1p=[(14)*( P gh3/6)*h*0.815 h’]/(EI)= 0.815 P gh4 h’/(24EI),A 2p=[(14)*( P gh3/6)*h*0.6 h”]/(EI)= 0.6 P gh4 h”/(24EI)。

代入典型方程并消去 EI,Pg=10KN/m3, h=6.0m, h’=6.5m, h”=3m，得:91.54 X1+24.75X2-2860.65=0,24.75 X1+9X2-972=0；联立求解：X1 = 22.2KN/m, X2=46.88KN/m2)钢板桩抗弯能力检算最终弯矩图：m=x1m1+ x2 m2+mp；最大弯矩在钢板桩的根部，每延米的弯矩值：M=74.86KN - m/m,抗弯应力： M/W=74.86*103/(2410*10-6)=31.06MPa,0<[0 ]=215 MPa,钢板桩满足使用要求2、围堰内支撑强度和刚度检算为了不影响承台和墩身施工，内支撑采用I36a双工字钢横梁、祖500钢管内撑，内撑结构采 用井字形或菱形以第二道内支撑菱形方式进行受力检算，布置形式见下图225T~^8r-^7^2251228(1)内支撑横梁受力计算(长轴)二次超静定设为XI、X2两个未知力，计算简图如下:ql2/8=883.679Mp图M1图 M2图计算方程：△1=511X1+512X2+\p=0，A 2= 6 21X1+ 6 22X2+A2P=0°利用“图乘法”求各系数和自由项如下：6 11= 6 22= [(h1l1/2)*(2h1/3)+ (h2l2/2)*(2h2/3)]/(EI)= 32.36；/(EI)，6 12= 6 21= [(h1l1/2)*(2h1/3)+ (h2l2/2)*(2h2/3)+ (h3l3/2)*(2h3/3)]/(EI)= 29.735/(EI)，A 1P= A 2p=[ co 1*h1+ co 2*h2+ co 3*h3]/(EI)= 12980.1/(EI)°代入典型方程并消去EI，得：32.367 X1+29.735 X2-12980.1 = 0，X1 = X2 = 209.01 KN°最终弯矩图：M=X1M1+ X2 M2+Mp°436 178 178 436M图根据上图可以得知：最大弯矩M=221.7KN/m，双36a工字钢的截面抵抗矩W=875cm3, 弯曲应力：。

M/W=221.7*103/(875 * 2*10-6)=126.69MPa, o<[o]=215 "a,工字梁横梁满足使用要求2) 钢管支撑受力计算：(钢管长L=6.167m，直径g0.5m,壁厚5=8mm，截面积A=0.0123m2)钢管的轴向受力：T= X1/0.707=295.63 KN，长细比入=12.4，稳定系数4=0.992，轴向应力：T/A=295.63*103/(12.3*10-3)=24.035MPa，]=215 MPa，钢管内支撑满足使用要求3) 短轴受力计算只需校核荷载与内撑受力是否满足平衡条件即可荷载：Q=ql=46.88*9.08=425.67KN，内撑受力：F=2*X=209.01*2=418.02KN，F