xxx特大橋99#墩鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)計(jì)算書中國xxx集團(tuán)股份有限公司xx鐵路項(xiàng)目經(jīng)理部二OO九年一月編制：校核：審核：目錄TOC\o"1-2"\h\z一、工程概述5二、設(shè)計(jì)依據(jù)51、設(shè)計(jì)規(guī)范52、地質(zhì)條件53、水文54、地面標(biāo)高6三、結(jié)構(gòu)布置及材料特性61、結(jié)構(gòu)布置圖62、材料特性63、嵌固點(diǎn)計(jì)算6四、荷載分析71、主動土壓力及靜水壓力計(jì)算72、被動土壓力計(jì)算7五、工況分析8六、鋼板樁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算81、容許應(yīng)力82、邊界條件83、計(jì)算結(jié)果8七、圍囹結(jié)構(gòu)驗(yàn)算81、第六層圍囹92、第四、五層圍囹93、第三層圍囹104、第一、二層圍囹11八、各構(gòu)件強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算111、第六層圍囹φ800x10支撐穩(wěn)定性驗(yàn)算112、第五層圍囹φ630x8支撐穩(wěn)定性驗(yàn)算123、第三層圍囹φ630x8支撐穩(wěn)定性驗(yàn)算134、第二層圍囹φ426x8支撐穩(wěn)定性驗(yàn)算13一、工程概述xxx特大橋是xx高速鐵路線上的橋梁，位于xxx省xxx市與宜昌市交界的萬城灌溉區(qū)，地勢平坦、開闊。該處河段為通航河段，橋軸線與河流交角為65°。xxx是位于長江左岸的一級支流，橋位河段屬平原性河流。其水位受上游支流（東支漳河、西支沮河）山區(qū)性河流影響，同時也受長江水位頂托的影響。xxx洪水由暴雨形成，多發(fā)生在7～9月。洪峰歷時48～60h。受長江水位頂托的影響，水位也可能較長時期處于高位。99#、100#墩是xxx特大橋連續(xù)梁橋（48m+80m+48m）中跨主墩。由于工期及基礎(chǔ)施工進(jìn)度的原因，這兩個墩的基礎(chǔ)將于高水位的情況下進(jìn)行施工。由于缺乏流速、水位等資料，計(jì)算時考慮了1m的沖涮，圍堰抽水的最高水位為+38.80m。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、設(shè)計(jì)規(guī)范1、《港口工程荷載規(guī)范》（JTJ215－98）2、《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254－98）3、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120－99）4、《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ025-86）5、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）2、地質(zhì)條件泥面標(biāo)高+34.50m：地層代號巖土名稱層厚(m)層底標(biāo)高(m))內(nèi)摩擦角密度(g/cm3)粘聚力(kkPa)備注②1-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土土4.5+30.006.72.725②2-1粘土4.8+25.209.982.7520.33②2-2粉質(zhì)粘土7.5+17.7011.92.7317.23、水文施工水位：+38.80m4、地面標(biāo)高地面標(biāo)高：+34.50m三、結(jié)構(gòu)布置及材料特性1、結(jié)構(gòu)布置圖2、材料特性名稱A(cm2)W(cm3)I(cm4)備注SKSP-IVV242.5227038600每米值HN588192.54020118000HN700235.557602010003、嵌固點(diǎn)計(jì)算采用SKSP-IV型鋼板樁樁的嵌固點(diǎn)計(jì)算公式：（見樁基規(guī)范附錄C）土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，式中m取3000kN/m4b0=1mI=38600cm4 E=2.06×108kN/m2嵌固點(diǎn)深度：（）取=4.5m四、荷載分析1、主動土壓力及靜水壓力計(jì)算水位以下：考慮水位為+38.80m，土層頂標(biāo)高+34.50m，土層參數(shù)取加權(quán)平均內(nèi)摩擦角密度(g/cm3)粘聚力(kkPa)備注9.852.7314.7Piu為該標(biāo)高處上層土底部土壓力與靜水壓力之和，Pid為該標(biāo)高出下層土頂部土壓力與靜水壓力之和地層代號巖土名稱底標(biāo)高(m)內(nèi)摩擦角重度(kN/m3)粘聚力(kkPa)Piu(kPa)Pid(kPa)備注+38.800+34.50436土層+18.609.8527.314.73602、被動土壓力計(jì)算水位以下：考慮圍堰內(nèi)水位為+25.10m，土層頂標(biāo)高+25.10m，土層參數(shù)取加權(quán)平均內(nèi)摩擦角密度(g/cm3)粘聚力(kkPa)備注9.852.7314.7Piu為該標(biāo)高處上層土底部土壓力與靜水壓力之和，Pid為該標(biāo)高出下層土頂部土壓力與靜水壓力之和地層代號巖土名稱底標(biāo)高(m)內(nèi)摩擦角重度(kN/m3)粘聚力(kkPa)Piu(kPa)Pid(kPa)備注+25.1035土層+18.609.8527.314.7259五、工況分析工況一：抽水至+37.00m標(biāo)高位置，第二層圍囹未安裝；工況二：抽水至+34.00m標(biāo)高位置，第三層圍囹未安裝；工況三：吸泥至至+31.550m標(biāo)高位置置，第四層層圍囹未安安裝；工況四：吸泥至至+29.000m標(biāo)高位置置，第五層層圍囹未安安裝；工況五：吸泥至至+27.00m標(biāo)高位置置，第六層層圍囹未安安裝；工況六：吸泥至至+25.110m標(biāo)高位置置，所有圍圍囹安裝完完成；六、鋼板樁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算算1、容許應(yīng)力 依照《公路橋涵涵鋼結(jié)構(gòu)及及木結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》，臨時工工程Q2335-B鋼鋼材的容許許應(yīng)力： 彎應(yīng)力、綜合應(yīng)應(yīng)力 剪應(yīng)力 2、邊界條件鋼板樁在嵌固點(diǎn)固接接，圍囹支支撐處鉸接接。計(jì)算考考慮1m長度的鋼鋼板樁。3、計(jì)算結(jié)果工況支座反力(kN)最大位移(mm)鋼板樁應(yīng)力(MPa)136kN1152298kN4363184kN4484360kN91005563kN81186761kN9152七、圍囹結(jié)構(gòu)驗(yàn)算圍囹編號從上至至分別為1~6，共六層層。1、第六層圍囹由上節(jié)計(jì)算得，圍圍囹的最大大荷載為7761kNN/m。計(jì)計(jì)算模型如如下：計(jì)算結(jié)果：構(gòu)件類型工況六備注圍囹2HN700綜合應(yīng)力(MPPa)167剪應(yīng)力(MPaa)104支撐φ800x10軸應(yīng)力(MPaa)127彎應(yīng)力(MPaa)6軸力(kN)31592、第四、五層圍囹囹由上節(jié)計(jì)算得，圍圍囹的最大大荷載為5563kNN/m。計(jì)計(jì)算模型如如下：計(jì)算結(jié)果：構(gòu)件類型工況五備注圍囹2HM588綜合應(yīng)力(MPPa)176剪應(yīng)力(MPaa)100支撐φ630x8軸應(yīng)力(MPaa)150彎應(yīng)力(MPaa)3軸力(kN)23493、第三層圍囹由上節(jié)計(jì)算得，圍圍囹的最大大荷載為1184kNN/m。計(jì)計(jì)算模型如如下：計(jì)算結(jié)果：構(gòu)件類型工況三備注圍囹2HN700綜合應(yīng)力(MPPa)171剪應(yīng)力(MPaa)38支撐φ630x8軸應(yīng)力(MPaa)64彎應(yīng)力(MPaa)——軸力(kN)10054、第一、二層圍囹囹由上節(jié)計(jì)算得，圍圍囹的最大大荷載為998kN//m。計(jì)算算模型如下下：計(jì)算結(jié)果：構(gòu)件類型工況三備注圍囹2HM588綜合應(yīng)力(MPPa)129剪應(yīng)力(MPaa)26支撐φ426x8軸應(yīng)力(MPaa)52彎應(yīng)力(MPaa)——軸力(kN)542八、各構(gòu)件強(qiáng)度度及穩(wěn)定性性驗(yàn)算1、第六層圍囹φ8800x110支撐穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)算算最大軸應(yīng)力1227MPa，最大彎彎應(yīng)力6MPa。最大軸軸力N=31559kN計(jì)算長度loo=μl=4m屬于b類截面查表得:φ==0.9883γx——截面塑性發(fā)展系系數(shù)，取1.0N’EX——?dú)W拉臨臨界力βmx——等效彎彎矩系數(shù)，取1.0穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。2、第五層圍囹φ6630x88支撐穩(wěn)定定性驗(yàn)算最大軸應(yīng)力1550MPa，最大彎彎應(yīng)力3MPa。最大軸軸力N=23449kN計(jì)算長度loo=μl=4m屬于b類截面查表得:φ==0.9773γx——截面塑性發(fā)展系系數(shù)，取1.0N’EX——?dú)W拉臨臨界力βmx——等效彎彎矩系數(shù)，取1.0穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。3、第三層圍囹φ6630x88支撐穩(wěn)定定性驗(yàn)算最大軸應(yīng)力644MPa，最大軸軸力N=10005kN計(jì)算長度loo=μl=4m屬于b類截面查表得:φ==0.9114γx——截面塑性發(fā)展系系數(shù)，取1.0N’EX——?dú)W拉臨臨界力βmx——等效彎彎矩系數(shù)，取1.0穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。4、第二層圍囹φ4426x88支撐穩(wěn)定定性驗(yàn)算最大軸應(yīng)力522MPa，最大軸軸力N=5422kN計(jì)算長度loo=μl=7.778m屬于b類截面查表得:φ==0.8442γx——截面塑性發(fā)展系系數(shù)，取1.0N’EX——?dú)W拉臨臨界力βmx——等效彎彎矩系數(shù)，取1.0穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。補(bǔ)充說明：1、由于圍堰水頭頭較高，采采用水下開開挖、水下下澆筑封底底混凝土工工藝，封底底頂、底平平整度較難難控制，封封底混凝土土厚度由00.8m加加厚至1..2m。2、圍堰底部相應(yīng)應(yīng)加深1mm，至17..6m高程程。入土深深度由7..5m變?yōu)闉?.5mm?？垢〖凹傲魃鞍踩雀蟆?、施工時鋼板樁樁總長擬選選定為222m，入土土深度增加加，與上述述《計(jì)算書書》相比，結(jié)結(jié)構(gòu)總體安安全性加大大，不再對對內(nèi)力重新新驗(yàn)算。1.2鋼板樁理理論用量計(jì)計(jì)算：