关于桥梁深水围堰的设计(2)

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内支撑，内支撑的材料采用Φ80的钢管成425×425方格形式布置，然后再进行清淤，清淤结束后，验算由内外形成的压差及动水压力作用时围堰的受力情况。

　　计算外侧主动土村力及其作用点亚粘土的粘聚力5Kpa

　　容重=17KN/m3

　　内摩擦角：粘土、亚砂土φ=20°

　　淤泥质亚粘土：φ=5°

　　容重：γ1=17KN/m3

　　淤泥质亚粘土:C=2Kpa

　　将外侧淤泥层上的水视为当量厚度的淤泥质亚粘土厚

　　h1′=hw•γ2/γ水=4×10/17=2.35m

　　承台的底标高按-5.8米计，清淤底标高按-7.3米计。内外土层高差4.5米。

　　淤泥的强度压力

　　Pp=γ1•h•tg2(45°-φ/2)-2•C•tg(45°-φ/2)

　　=γ1•h•tg2(45°-5°/2)-2•C•tg(45°-5°/2)

　　=17×(2.35+4.5)×0.84-2×2×0.916

　　=94.15KN/m2

　　Pa=γ1•h1•Ka-2×2×Ka1/2=29.894KN/m2

　　全部主动土压力

　　Ea=1/2(29.894+94.15)×4.5=279.1KN/m

　　水压力Ea=1/2×10×8.5=361.2KN/m

　　主动土压力点离P点距离

　　yc=h/3•(a+2b)/(a+b)

　　=4.5/3×(94.15+2×29.89)/(94.15+29.89)

　　=1.86m

　　若将以上土压力计算时按粘土、亚砂土透水成饱和状态考虑，主动土压力应计算其

　　γ′=γ-γw浮容重：

　　Pa=γ1•h′1•Ka-2×c×Ka1/2

　　=(17-10)×2.35×0.84-2×2×0.916

　　=10.15KN/m2

　　Pb=γ′1•(h′1+h1)•tg2(45°-5°/2)-2•2•tg(45°-5°/2)

　　=(17-10)×6.85×0.84-2×2×0.916

　　=36.614KN/m

　　作用点距底:

　　yc=h/3•(a+2b)/(a+b)

　　=4.5/3×(36.614+2×10.15)/(36.314+10.15)

　　=1.827m

　　计算内侧被动土压力及其作用点:

　　将么层的淤泥层视为亚砂土上的均布荷载,计算亚砂土的被动土压力:

　　q=(9.1-7.3)×17=30.6KN/m2

　　将其换算为当量亚砂土层厚:

　　h′=q/=30.6/25=1.224mγ:亚砂土取17KN/m3

　　被动土村力强度:

　　Pa′=2×c×Kp1/2=2×5×tg(45°+20°/2)

　　=10×1.428

　　=14.428KN/m

　　Pb=γ•h•Kp1/2

　　=17×(h1+h11′)•Kp+2cKp1/2

　　=17×(4.2+1.224)×tg2(45+20/2)+2×5×tg(45+20/2)=202.4KN/m

　　被动土压力为:

　　Ep=1/2γ•h2•Kp+2c•h•Kp1/2

　　=1/2×17×5.424×2.04+2×5×5.424×1.428

　　=171.5KN

　　被动土压力作用点位置:

　　yc=h/3•(a+2b)/(a+b)

　　=5.4/3×{202+2×14.428｝/(202+14)=1.92m

　　根据主动土压力及位置，被动土压力及位置、动水压力及位置，验算钢板桩的入土深度，选择钢板桩截面。

　　∑Mo=E动×1.33+E主×6.7-E被×10.8

　　=0.918×1.33+105.219×6.7-215.7×10.8

　　=-1612.38KN•m

　　要求B支点为顶撑:

　　L=11.4+1.2=12.6m

　　L1=1.33m

　　L2=5.34m

　　L3=4.1m

　　求支反力RA、RB

　　根据计算的主动土压力与被动土压力，主动土压力及其作用位置，简化受力模式如下:

　　RA=(l1+l2)/(l1+l2+l3)×Ea+(l3+l2)/(l1+l2+l3)×E水

　　=55.6KN/m

　　RB=63KN/m

　　M=RAl3=22.79t•m

　　钢板桩型号的选定:

　　δ=Mmax/w

　　w=22.79t•m/140Mpa=1627.8cm3

　　查钢板桩规格、型号，可选用德国位森II型，t=15mmb=40mm槽型结构。

　　D、计算封底砼施工时，围堰的受力计算

　　根据变更后的地质情况和变更后的图纸，确定如右图标的情况。

　　E、封底砼结束后，抽水深3.2m时，即加焊第二道支撑时，围堰的受力分析：

　　围堰内侧抽水深为3.2米时到标高-2.0m，存在内外水压力差，与外侧主动土压力和封底混凝土承受的压力。

　　

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