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钢板桩围堰的设计与施工-二级建造师

作者:日博; 来源:日博官网; 更新时间:2019-10-07 点击:

  2019年二级建造师考试近在眼前,准考证也即将打印,为了帮助小伙伴们更好的复习备考,今天建设工程教育网为大家整理了二级建造师钢板桩围堰的设计与施工这一知识点,为考生们助跑!

  钢板桩围堰的理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况,对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到了重要的保证作用。

  目前,对于钢板桩围堰的设计主要是沿用《公路桥涵施工手册》和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的近似性,并不一定能够真实反映钢板桩围堰的实际受力状况,有时会出现较大的偏差,给围堰的使用带来很多不安全因素。洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中,为避免出现较大的变形,在对钢板桩围堰设计时采用了理论算法。经实践检验,理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况,对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到了重要的保证作用。

  1.2 承台及河床高程承台顶面设计高程为h=5.0m,河床底高程为5.5m,河床淤集深度约为30cm.1.3水位情况正常水位:h常=10.8m(此时水深5.3m),最高水位hmax=11.5m(水深6.0m),围堰设计时按最高水位考虑。

  1.4 水流速度因该桥位于水电站下游,水流较为湍急。设计时速V=1.0m/s,不考虑流速沿水深方向的变化,则动水压力为:P=10KHV2×B×D/2g=53.2KN式中:P-每延米板桩壁上的动水压力的总值(KN);H-水深(米);V-水流速度(1.0m/s);g-重力加速度(9.8m/s2);B-钢板桩围堰的计算宽度,B=10m;D-水的密度(10KN/m3);K-系数,(槽形钢板桩围堰K=1.8~2.0,此处取1.8)。(参照《公路施工手册》,假定此力平均作用于钢板桩围堰的迎水面一侧。)

  1.5 河床水文地质条件河床土质良好,多为粘土、亚粘土,局部有亚砂土,承载力较强。围堰基底至河床部分土质为粘土(层厚约2m)、亚砂土(硬塑状态,很湿,层间无承压水,层厚约为1m)。

  结合河床地质情况及施工要求,拟采用日本产钢板桩进行围堰施工,长度为15m,宽度为40cm,厚度为18cm.围堰顶面标高拟定为12.5m,高出最高水位1.0m.围堰设计图3,所有内围囹均采用56b工字钢制作,节点采用焊接(施工中严格执行钢结构施工规范)。为确保整个围囹的刚度和稳定性,对每层中间一道工字钢上面加焊型钢并将上下四道工字刚用25#槽钢焊接连接。在施工期间安排专人值班以防吊物碰撞。

  3.1.1 钢板桩嵌制形式河床底部土质较为密实,假定钢板桩底部嵌固于(钢板桩入土深度)t/3=1.5m处,即承台底2.0m处。(封底砼厚度采用50cm)

  3.1.3 河床土质为亚粘土,为不透水层,但考虑到钢板桩施工中会引起板侧土体的扰动,缝隙里充满水,所以考虑水压力的影响。土压力计算取用浮容重,=19.4-9.8=9.6KN/m3,j=30~50Kpa,=100KPa.

  3.1.4 经分析可知迎水面为最不利受力面,以此为计算面。所承受荷载假定由两根工字钢平均承担,计算两根工字钢的共同受力。由受力图式可知,此结构为四次超静定结构,因计算较为繁琐,计算过程不在此详细叙述,得出最大支撑力为2734.95KN,最大弯矩为1117.59KN.

  钢板桩入土深度达4.5m,从桥位处地质勘探资料分析,持力层中无承压水,如经计算各道支撑的受力均能满足要求,可不验算钢板桩的入土深度。

  5.2 变形经计算,各单元跨中变形值如表1所示。表1各单元跨中变形值单元号横向位移(mm)

  目前,对于钢板桩围堰的设计主要是沿用《公路桥涵施工手册》和教科书中的经验算法。由于经验算法带有很大的近似性,并不一定能够真实反映钢板桩围堰的实际受力状况,有时会出现较大的偏差,给围堰的使用带来很多不安全因素。笔者在洪泽苏北灌溉总渠大桥施工中,为避免出现较大的变形,在对钢板桩围堰设计时采用了理论算法。经实践检验,理论算法能够较为精确的反映围堰的实际受力状况,对于合理设置内支撑和减小封底厚度起到了重要的保证作用。

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