水利工程师论文范文河道围堰施工计算的探讨

　　摘要：在河道内进行桥梁基础的施工，一般要修筑施工围堰。对河道内水面较深，流速较大的情况下多采用板桩围堰。本文通过具体实例对板桩围堰的自身强度，围堰的抗滑移、抗倾覆等方面进行施工计算，希望能起到抛砖引玉的作用，有助于类似工程顺利的完成施工任务。

　　关键词： 水利工程师论文范文,河道,围堰,施工计算

　　一、前言

　　在河道内进行桥梁基础的施工，一般要修筑施工围堰。围堰的类型有土围堰、土袋围堰、木桩竹条围堰、竹篱土围堰、竹笼围堰、堆石土围堰、钢板桩围堰、钢筋混凝土板桩围堰、钢套箱围堰等。对河道内水面较深，流速较大的情况下多采用板桩围堰。板桩围堰包括木桩围堰、钢板桩围堰和钢筋混凝土板桩围堰，不论那种板桩围堰，都要保证围堰自身结构不破坏、围堰不倾覆、不滑移。因此施工前应对围堰进行堰身强度、抗倾覆、抗滑移的计算。本文结合绍兴县安昌镇2#桥施工实例给出围堰施工计算的方法供参考。

　　二、工程概况

　　绍兴市迪荡新城2#桥主桥采用42+68+42m带钢挂梁V墩连续刚构箱梁结构，下部基础采用4φ2m的钻孔灌注桩，2、3号墩位于河道内，3号墩处河底高程为-3.85m，最高水面高程为5.23m;河底以下6m内为淤泥质亚粘土。根据施工组织设计的计划，3号墩基础和承台的施工采用在河内修筑施工围堰的施工方法。

　　三、施工围堰的设计

　　根据施工现场的实际情况，通过多方案的对比，采取以下的设计方案。

　　1、围堰结构型式

　　从满足堰身强度和稳定的要求考虑，决定采用双层钢板桩围堰内填粘性土的结构型式。

　　2、围堰各部尺寸

　　钢板桩采用15m长的[32a槽钢;入土深度4.85m;

　　横撑腰梁采用2[16a槽钢，间距2m;

　　对拉螺栓采用φ28的圆钢，间距1.0m;

　　堰顶高程：高出施工期间可能出现的最高水位(包括浪高)0.5m—0.7m;采用5.80m;、

　　围堰宽度：采用5.0m。

　　3、堰内填土

　　围堰内填粘性土。

　　四、围堰的施工计算

　　1、计算参数

　　河底高程：-3.85，水面高程5.23，堰顶高程5.80;则：水深h1=9.08m，围堰高度h3=9.65m，围堰宽B=5.0米，填土饱和重度;γ1=19KN/m3;

　　采用15米的钢板桩，钢板桩入土深h2=4.85m。

　　河底以下6m范围内为淤泥质亚粘土;粘聚力c=16.5Kpa，内摩擦角φ=160，γ2=19.3KN/m3;

　　2、抗倾覆计算

　　1)、水压力计算

　　Pa1=γ水h12/2=410KN;

　　Pa2=γ水h1 h2=440KN;

　　2)被动土压力

　　被动土压力采用

　　p底=(γh2+q)tan2(450+φ/2)+2c tan(450+φ/2)=113.05+36.27=147.57KN/m2，

　　P顶=2c tan(450+φ/2)=36.27KN/m2，

　　Pp=(P底+P顶)×h2/2=445.81KN;

　　3)、填土重

　　W=h3×B×γ1+ h2×B×γ2=1385KN;

　　4)、抗倾覆计算

　　对A点取矩：

　　倾覆弯矩：M1= Pa2×h2/2+×Pa1(h2+ h1/3)=4296KN.m;

　　抗倾覆弯矩：M1= W×5/2+ Pp×h4=4354KN.m>4296 KN.m;

　　满足要求。

　　3、抗滑移计算

　　1)、 滑动力F1

　　F1=Pa1+Pa2=850KN;

　　2)、抗滑动力F2

　　(1)、被动土压力：Pp=(P底+P顶)×h2/2=445.81KN;

　　(2)土的粘聚力：C=16.5×5=82.5KN;

　　(3)、摩擦力：f=1385×tg16=356KN;

　　抗滑力

　　F2=Pp +C+f=884KN>850 KN;满足要求。

　　4、堰身强度计算

　　1)、填土对钢板桩最大侧压力的计算

　　参考中国建筑工业出版社出版的《实用给水排水工程施工手册》第二版采用下式进行计算：

　　Pmax=(0.5—0.7)γh;

　　式中：Pmax——新填土对模板的最大侧压力(KPa);

　　h——为有效压头高度(m)，取5m;

　　γ——土的容重(KN/m3);

　　系数取平均值0.6进行计算

　　Pmax=0.6γh=0.6×19×5=57KN/m2;

　　2)钢板桩强度验算

　　采用[32a槽钢，Wy=46.5cm3， h=32cm;

　　由于腰梁间距为2m，简化按三跨连续梁、最大分布压力57KN/m2进行计算;

　　Mmax=qL2/10=57×0.32×22÷10=7.30KN.m;

　　σ=M/W=7.30×106÷46.5× 103=157Mpa<195Mpa;

　　满足要求。

　　3)对拉螺栓的验算

　　对拉螺栓横向间距采用1.0m，

　　则一根拉杆承受的土压力面积为2.0 m2，

　　拉力T=Pmax×2.0=57×2.0=114KN;

　　选用φ28的原钢，s=615.8mm2，P=615.8×195=120KN>114KN;

　　满足要求。

　　4)、腰梁的验算

　　腰梁采用2[16a槽钢，Wx=108×2=216cm3， h=16cm;

　　简化按三跨连续梁、最大分布压力57KN/m2进行计算，;

　　Mmax=qL2/10=57×2×12÷10=11.4KN.m;

　　σ=M/W=11.4×106÷216×103=52.8MPa;

　　满足要求。

　　四、结束语

　　施工围堰的安全是在河道内进行桥梁基础和承台施工的前提，围堰的破坏将给工程带来巨大的损失。因此在围堰施工前必须进行围堰的施工计算。目前，在施工围堰的计算方面还没有具体的规范要求，本文通过实例对围堰的施工计算进行阐述，希望能起到抛砖引玉的作用，为类似工程的施工提供施工计算的参考。