单桩承载力计算

城南路（高浪路~吴都路）工程水中钢管桩承载力计算

本工程桩机平台及现浇箱梁水中部分的基础均采用Φ377的钢管桩作为主要受力构件，上铺14#、20#方钢作为纵横梁与下部的钢管桩有效连接，形成整个基础受力体系。实测水位1.74m，河床-1.00m，钢管桩总长7m，出水1m（桩顶标高2.74m），入土深度3.26m(桩底标高-4.26)

考虑到钢管桩为开口式打入，承载力计算时主要以摩擦力为主。 参考本工程水中范围内的地质报告，我部钢管桩主要进入的地质层为③2层及④层，分别为粉质粘土夹粉土和粉土层。其地基承载力特征值及侧壁摩擦阻力分别为：

③2粉质粘土夹粉土：τi=49.2kPa，бR=140kPa，土层范围（-0.69~-3.29）

④粉土：τi=66.1kPa，бR=160kPa，土层范围（-3.29~-9.39） 单桩容许承载力[P]＝

1[桩侧极限摩阻力Psu＋桩底极限阻力Ppu]

安全系数K（1）打入桩容许承载力按下式计算

1[P]?[U??ili?i??A?R]

2P－单桩轴向受压容许承载力kN U－桩周长m

li－桩在承台底面或最大冲刷线一下的第i层土层中的长度m

?i－于li相对应的各土层与桩侧的极限摩擦阻力kPa

A－桩底面积㎡

?R－桩底处土的极限承载力kPa

?i ?－分别为振动下沉对各土层桩侧摩阻力和桩底抵抗力的影响系数，

打入桩其值均为1 单根容许承载力：

[P]=0.5×（αAбR +U∑αiLiτi）

=0.5*（1*0.377*3.14*0.2*140+3.14*0.377*（2.29*49.2+0.97*66.1）） =121.2KN=12.12T

㎡㎡

断面范围内为水中满堂支架施工,长度L=10.4m，该段混凝土方量为：

1V??l?（S1?S2?S1?S2）

3 =1/3*10.5*（11.5+8.65+11.5*8.65） =105m3

荷载P=105*2.5=262.5T

取总荷载Q=1.2P=1.2*262.5=315T 需要钢管桩N=Q/[P]=315/12.12=26根

通航孔范围内的现浇段为贝雷架施工,长度L=21m，该段混凝土方量为：

1V??l?（S1?S2?S1?S2）*2

3 =1/3*10.5*（7+8.65+7*8.65）*2 =164m3

荷载P=164*2.5=410T

取总荷载Q=1.2P=1.2*410=492T 需要钢管桩N=Q/[P]=492/20=25根

1.9~2.6m等高箱梁支架体系设计

连续梁碗扣式承重支架立杆设置为实腹板、横梁、中隔板处纵、横距均为0.6*0.6M，腹板梁处纵向设置三排，横梁横向六排，中隔梁横向二排，单位承载面积为0.36M2。

空腹板处立杆设置间距为0.9M*0.9M，单位承载面积0.81M2，挑臂处立杆设置间距为纵向0.9M，横向1.20M，单位承载面积1.08M2。纵向设置三排；

横杆步高为1.2M，立杆底部设15*15CM可调底托板，立杆底部上60CM处设一道纵、横杆。底部扫地杆距地面高度小于35cm。

根据现场实际情况对所有现浇连续梁浇筑除跨G312国道为门洞支架外均采用满堂式宛扣承重支架，由于连续梁处在园曲线上，因此支架中间需打插，打插部分支架横杆采用Ф48mm壁厚3mm脚手钢管扣件连接。底模横.梁木采用两根Ф48mm壁厚3.0mm的脚手钢管，纵梁木采用10*10CM方木。

承重支架采用￠48碗扣支架搭设，所使用的下碗扣、上碗扣、横杆接头、限位销应符合验收规范并具有产品合格证和质检报告，碗扣支架钢管壁厚为3.0mm壁厚公差不得大于-0.025mm，上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造，其机械性能应符合GB9440中KTH330－08及GB11352中ZG270－500的规定；下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造，其材料机械性能应符合GB11352中ZG230－450的规定；立杆上的上碗扣应能上下串动和灵活转动，不得有卡滞现象；立杆与立杆连接的连孔处应能插入Ф12mm连接销。

附图1：匝道现浇箱梁支架示意图 3.2.2水上现浇箱梁支架体系设计

根据现场实际情况，对水中现浇箱梁碗扣式承重支架做如下设计：现浇箱梁下方打设Φ400的9m钢管桩做为承重基础，间距为横桥向1.5m，纵桥向2m满布；钢管桩顶齐平承台及下系梁顶面，桩顶纵桥向搁置20#方钢，并与桩顶焊接牢靠作为主梁；次梁为14#方钢，横桥向间距1m均布；次梁上垂直与次梁方向均布10#槽钢，间距60cm作为碗扣式支架的基础。

碗扣式承重支架立杆设置为实腹板、横梁、中隔板处纵、横距均为0.6*0.6M，腹板梁处纵向设置三排，横梁横向六排，中隔梁横向二排，单位承载面积为0.36M2。

空腹板处立杆设置间距为0.9M*0.9M，单位承载面积0.81M2，挑臂处立杆设置间距为纵向0.9M，横向1.20M，单位承载面积1.08M2。纵向设置三排；

横杆步高为1.2M，立杆底部设15*15CM可调底托板，立杆底部上60CM处设一道纵、横杆。上部满堂支架尽量按照荷载分布情况，竖向立杆布置在支撑节点之上。 附图2：水上现浇箱梁支架搭设平面示意图

水上现浇支架示意图

6支架整体性结构措施

为加强支架的整体稳定性，必须设置横向、纵向和水平剪刀撑，具体布置参数及要求如下：

支架搭设时须设置斜撑（剪刀撑），纵向设置在外侧及靠近腹板处，横向设置在横梁处，每隔6m设一档。

可调节杆伸长量不得超过300mm，箱梁支架与完成的立柱形成抱箍，对平曲线

半径较小的箱梁采用脚手钢管代替纵向连杆调节立杆间距。

模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑；纵横向由底到顶连续设置竖向剪刀撑，其间距应小于等于4.5m。

剪刀撑斜杆与地面夹角应在45～60度之间，斜杆应每步与立杆扣接。

碗扣式箱梁支架剪刀撑布置表

剪刀撑形式 横向剪刀撑 纵向剪刀撑 水平剪刀撑 布置形式 从每联端头开始，每4.5m设一排，每排连续设置。 顺桥向连续设置，两侧各一道，中间每隔4.5m设一道。 从顶层开始向下每隔4步设置一道。 水平剪刀撑与纵横杆控制在45°左右，和立杆进行扣件连接。水平剪刀撑每4m设置一道。 荷载计算

验算依据：《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》JGJ166－2008

本工程碗扣式支架搭设采用ф48×3.0钢管，本方案采用30cm×60cm 、60cm×60cm、90cm×60cm及90cm×120cm为单元杆件，立杆间采用水平杆、同时按规范要求设置横向、纵向、及水平剪刀撑进行连接，形成一个整体性支架。 3.2.6.1 1.5m等高箱梁承载力设计值及验算

（1）、荷载分类及计算

○1永久荷载（荷载分项系数取1.2）。

钢筋混凝土比重取25KN/m3，结构高度1.6~1.9m渐变，取平均值1.75m，桥面宽度12.49m。

混凝土自重 一般桥墩横梁：

单位投影面积自重：q1（主）＝25×1.75×1＝43.75KN/m2 腹板：

腹板宽度0.5m，高度1.75m。

横截面面积，取最不利荷载处，宽度为0.4m，S2＝0.5×1.75＝0.875m2，每延米自重：G2＝0.875×25＝21.875KN/m

空腹部位：

顶板厚度0.25m，底板厚度0.25～0.36m

跨中底板厚度0.25m，单位宽度的横截面面积S3＝1×（0.25+0.25）＝0.5m2，

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