1、钢板桩支护计算书郑州市中州大道立交上跨陇海铁路工程 雨水检查井支护设计计算书1#10#雨水检查井钢板桩支护设计计算书中铁大桥局集团一公司工程结构设计研究所 10审 定： 目 录1.计算说明11.1 概况11.2 计算内容12.计算依据13.参数选取及荷载计算13.1 支护平面布置13.2 板桩、圈梁截面13.3 计算荷载参数23.4 材料容许用力值34.主要结构计算及结果44.1 计算模型44.2 计算工况说明44.3 钢板桩的计算及结果44.4 圈梁的计算及结果75.结论及建议91.计算说明1.1 概况陇海快速路中州大道互通式立交上跨陇海铁路立交桥工程位于河南省郑州市中州大道与陇海铁路交汇处
2、，桥位处既有5+216+5m四孔分离式箱桥，与陇海铁路下行线交叉点里程：K561+246，在既有箱桥两侧新建中州大道互通式立交上跨陇海铁路立交桥，本桥为双幅桥，主线桥桥面宽26.75m。根据总体布置,原下穿立交雨水泵房和检查井受新设桥墩影响,需要拆除迁建。1#-4#为矩形混凝土雨水检查井，最大平面尺寸为2.11.9m，5#-10#为圆形混凝土雨水检查井，平面尺寸为2.2m，所有检查井最大深度h=4.2m，井内壁均需做防水处理。检查井开挖范围内，土层以细砂、粉土为主，拟采用钢板桩支护辅助施工。钢板桩使用SKSP-型板桩，长度为9m，支护设置一层圈梁。1.2 计算内容采用容许应力法和有限元法对支护
3、施工过程中的各工况进行计算，计算内容包括钢板桩、圈梁等的强度、刚度。2.计算依据钢结构设计规范（GB 50017-2003）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）建筑基坑工程监测技术规范（GB 50497-2009）基坑工程手册中国建筑出版社 刘国斌 王卫东主编陇海快速路-中州大道互通式立交上跨陇海铁路立交桥工程 第四册 给排水工程（中铁工程设计咨询集团有限公司）陇海快速路-中州大道互通式立交上跨陇海铁路立交桥工程岩土工程勘察报告项目部提供的地质等相关资料3.参数选取及荷载计算3.1 支护平面布置支护施工采用单层支撑，钢板桩长度为9m，具体布置如下图1所示：3.2 板桩、圈梁截
4、面SKSP-型板桩参数如下：I38600cm，W=2270cm; （按1m宽度计）。地面标高为-0.5，板桩长9米，桩顶标高0.0m。圈梁采用225b对扣焊，圈梁安装标高为-1.7m处。3.3 计算荷载参数设计假定:由于项目部提供的地质报告中没有填土和细砂的物理力学性质参数，根据规范，现在假定各土层的=18.2KN/m，填土=12，c=0kPa，细砂=30，c=0kPa。（1）土参数及土层情况填土（-0.5-3.6m，=12，c=0kPa）、细砂（-3.6-7.7m，=30，c=0kPa）、1粉质粘土（-7.7-9.0m,=18.3，c=26.9kPa）图1 钢板桩支护平面布置图（单位：mm）
5、图2 圈梁截面图（单位：mm）图3土层示意图3.4 材料容许应力值（1）钢材容许应力值：（单位：MPa）4主要结构计算及结果4.1 计算模型图4 钢板桩土压强示意图4.2 计算工况说明圈梁安装完成并开挖至基底时，为钢板桩围堰的最不利状态。用等值梁法计算钢板桩受力。4.3 钢板桩的计算及结果，C在深度8.5m范围内取平均值，=18.2kN/m=(123.6+304.1+18.30.8)/8.5=21.2C=2.5kPa, （1）计算钢板桩受力情况假定反弯点距坑底的距离y主动土压强：被动土压强：由，解得y=1.06m（2）建立模型用midas软件建立模型，可知圈梁反力为76.8KN，反弯点的反力为
6、51.3KN，钢板桩最大弯矩为62.0kN.m。钢板桩应力:，满足要求。反弯点下的有效嵌固深度钢板桩最小长度L=3.2+1.06+4.7=8.96m，板桩长度满足要求。图5 钢板桩的有限元模型图6 钢板桩的反力图图7 钢板桩的弯矩图4.4 圈梁的计算及结果由前述计算结果可知，圈梁的最大反力为76.8kN。用midas建立模型。图8 圈梁的有限元模型图9 圈梁的组合应力图圈梁最大组合应力为，满足要求图10 圈梁的变形图圈梁最大位移，满足要求图11 圈梁的轴力图圈梁的最大轴力为141.7KN。A=7.894103 mm2，I=7.13107mm4，L=2.7m，回转半径i=63mm，长细比=L/i=43查表得稳定系数=0.891=N/(A)=20.1MPa182MPa图12 圈梁的剪应力图圈梁最大剪应力为，满足要求5结论及建议经检算，支护的强度、刚度满足要求。