围堰计算书2

鹤岗至大连高速公路小沟岭（黑吉界）至抚松段钢吊箱围堰计算书计算：复核：中铁九局集团有限公司勘察设计院二〇一四年四月目录1.设计依据....................................................................22.项目概况....................................................................23钢围堰的结构与构造..........................................................24钢围堰计算.................................................................44.1围堰侧壁计算.............................................................44.1.1壳内水位3.6m时围堰侧壁计算............................................44.1.2壳内水位4.6m时围堰侧壁计算...........................................105.围堰抗浮计算...............................................................166.封底混凝土计算............................................................166.1计算简图及荷载.........................................................166.2计算结果...............................................................177.底板计算..................................................................197.1计算模型................................................................197.2计算荷载...............................................................207.3计算结果...............................................................217.3.1工况1计算结果.......................................................217.3.2工况2计算结果.......................................................23钢吊箱围堰计算书1.设计依据①《鹤岗至大连高速公路小沟岭至抚松段A2设计段两阶段施工图设计第三册第三分册》；②《公路桥涵施工规范》（TB10203-2002）；③《公路桥涵设计通用规范》JTJD60-2004；④《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-86；⑤《钢结构设计规范》GB50017-2003；⑥《建筑结构荷载规范》（GB50005-2001）；⑦《港口工程荷载规范》（JTJ215-98）⑧《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5039-0=95）⑨港口工程钢结构设计规范》（JTJ283-99）2.项目概况鹤大高速公路黄泥河大桥5#墩、6#墩位于主河槽中，主墩桩基为4根Φ1.5米钻孔桩，承台为一级承台，平面尺寸为6.25×6.25米，高度为2.5米，承台底标高为426.0米，地面标高为418.45-418.595米，该桥址为红石电站库区，水位较稳定，设计施工水位431.2米，且施工期间为静水。根据承台结构特点及水位状况，承台及墩身施工采用有底双壁钢围堰施工。3钢围堰的结构与构造钢围堰采用有底双壁钢围堰，围堰壁厚1.0m，内外面板采用8mm钢板，肋板采用L75*6mm角钢，竖向桁架的上下弦杆及腹杆均采用L75*6mm角钢，直腹杆间距500-1200mm；围堰平面上分为8块，每块长4.45m，端头设置8mm隔舱板；围堰竖向上分为2块，高度分别为3.3m和3.9m；组装时块与块之间采用螺栓联结，边肋间安置10mm厚止水胶条，以防施工时漏水。围堰底板采用10mm面板，I25a为肋板，肋板间距590-615mm，周边以L75*8mm角钢为边肋，以便于侧壁相联结；底板在钢护筒相应位置预留直径2.0m孔洞，孔周边采用L120*8mm角钢加强，在围堰下沉完成后浇筑封底混凝土前，采用预先定制的钢板封其与护筒缝隙，然后再浇筑封底混凝土。围堰吊挂系统包括下托梁、吊杆、上横梁，下托梁为4根2I56b工字钢，吊杆采用PSB785级φ32mm精轧螺纹钢，上横梁为2I56b工字钢。钢围堰结构图如下图。10006900100080080012003500250031002I32b围檩15002I56b托梁I32b分配梁梁2I56b上横梁φ32精轧螺纹钢2[16b小托梁7200120002[16b小托梁1050061513*590615设计水位:431.2m330039002600钢围堰侧面图992745890099274576076076043344504450760760760433445044508900钢围堰平面图80075061513*590615?1900830289514502895830257563252575155089002I56b托梁I25a加劲肋10mm面板底板平面图4钢围堰计算4.1围堰侧壁计算考虑壳内不同水位对计算结果有较大影响，在封底混凝土强度达到要求后，抽出箱内水并安装围檩与支撑，在此条件下，分别试算了壳内水位为0m、2m、3.2m、3.6m、4.6m时的情形，在水位为0-2.0m时，外壁板横肋不满足要求，在壳内水位3.6m时，壁板横肋最大应力为178.1Mpa，满足要求，壳内水位4.6m时，壁板横肋最大应力为126.8Mpa，满足要求。考虑壳内水位过高时，对桁架拉杆焊点不利，壳内水位控制在3.6m-4.6m之间，分别计算这2种水位下的结构。计算采用midascivil软件采用空间建模的方式，面板及隔舱板采用板单元模拟，内外面板加劲肋、竖向桁架弦杆及围檩采用梁单元模拟、桁架腹杆及内支撑采用桁架单元模拟。4.1.1壳内水位3.6m时围堰侧壁计算1、计算荷载及简图施工水位431.2m，壳内水位428.1m，箱内水位为424.5m内壁静水压力P1=(428.1-424.5)*10=36KN/m2外壁静水压力P2=（431.2-428.1）*10=31KN/m226004600P1P250021004600P2内外壁板荷载计算简图2、计算结果由以上荷载与计算模型，计算各杆件的结果如下：（1）外壁面板横肋外壁板横肋组合应力外壁板横肋剪力结论：由上图看出，外壁面板横肋采用L75*6角钢，最大组合应力为143.6Mpa，小于215Mpa，最大剪力32.5Mpa，小于125Mpa，满足要求！（2）内壁面板横肋内壁板横肋组合应力内壁板横肋剪力结论：由上图看出，内壁面板横肋采用L75*6角钢，最大组合应力为59.6Mpa，小于215Mpa，最大剪力10.1Mpa，小于125Mpa，满足要求！（3）外壁面板外壁板面板结论：由上图看出，外壁面板采用8mm钢板，最大应力为140.1Mpa，小于215Mpa，满足要求！（4）内壁面板内壁板面板结论：由上图看出，内壁面板采用8mm钢板，最大应力为70.8Mpa，小于215Mpa，满足要求！（5）壳内支撑桁架弦杆外壁板横肋组合应力外壁板横肋剪力结论：由上图看出，外壁面板横肋采用L75*6角钢，最大组合应力为52.2Mpa，小于215Mpa，最大剪力3.9Mpa，小于125Mpa，满足要求！（7）壳内支撑桁架腹杆支撑弦杆采用L75*6角钢L75*6截面特性：A=880mm2，imin=14.7mm杆件最大长度Lmax=1437.9mm该部分杆件最大轴力为40.9KN则：λ=L/i=1437.9/14.7=97.8查表得:φ=0.578强度：σ=N/A=40.9*1000/880=46.5N/mm2210N/mm2稳定性：σ=N/A=40.9*1000/880=46.5N/mm2210*0.578=121.38N/mm2结论：支撑杆件采用L75*6mm角钢满足要求！（8）围檩支撑围檩组合应力支撑围檩剪力结论：由上图看出，围檩最大组合应力为36.3Mpa，小于215Mpa，最大剪力16.9Mpa，小于125M怕，满足要求！（9）内支撑内支撑轴力图内支撑采用φ325*6mm螺旋管，最大轴力为220.5KN，按压杆考虑，其截面几何特性为：A=6013mm2ix=112.8mmL=3246mm则：λ=L/i=3246/112.8=28.8查表得:φ=0.965强度：σ=220.5*1000/6013=36.7N/mm2210N/mm2稳定性：σ=36.7N/mm2210*0.965=202.7N/mm2结论：内支撑采用φ325*6钢管满足要求！4.1.2壳内水位4.6m时围堰侧壁计算1、计算荷载及简图施工水位431.2m，壳内水位429.1m，箱内水位为424.5m内壁静水压力P1=(429.1-424.5)*10=46KN/m2外壁静水压力P2=（431.2-429.1）*10=21KN/m226004600P1P250021004600P2内外壁板荷载计算简图2、计算结果由以上荷载与计算模型，计算各杆件的结果如下：（1）外壁面板横肋外壁板横肋组合应力外壁板横肋剪力结论：由上图看出，外壁面板横肋采用L75*6角钢，最大组合应力为126.8Mpa，小于215Mpa，最大剪力24.3Mpa，小于125Mpa，满足要求！（2）内壁面板横肋内壁板横肋组合应力内壁板横肋剪力结论：由上图看出，内壁面板横肋采用L75*6角钢，最大组合应力为76.5Mpa，小于215Mpa，最大剪力11.5Mpa，小于125Mpa，满足要求！（3）外壁面板外壁板面板结论：由上图看出，外壁面板采用8mm钢板，最大应力为101.1Mpa，小于215Mpa，满足要求！（4）内壁面板内壁板面板结论：由上图看出，内壁面板采用8mm钢板，最大应力为91.6Mpa，小于215Mpa，满足要求！（5）壳内支撑桁架弦杆外壁板横肋组合应力外壁板横肋剪力结论：由上图看出，外壁面板横肋采用L75*6角钢，最大组合应力为51.1Mpa，小于215Mpa，最大剪力4.0Mpa，小于125Mpa，满足要求！（7）壳内支撑桁架腹杆支撑弦杆采用L75*6角钢L75*6截面特性：A=880mm2，imin=14.7mm杆件最大长度Lmax=1437.9mm该部分杆件最大轴力为40.6KN则：λ=L/i=1437.9/14.7=97.8查表得:φ=0.578强度：σ=N/A=40.6*1000/880=46.1N/mm2210N/mm2稳定性：σ=N/A=40.6*1000/880=46.1N/mm2210*0.578=121.38N/mm2结论：支撑杆件采用L75*6mm角钢满足要求！（8）围檩支撑围檩组合应力支撑围檩剪力结论：由上图看出，围檩最大组合应力为36.3Mpa，小于215Mpa，最大剪力16.9Mpa，小于125M怕，满足要求！（9）内支撑内支撑轴力图内支撑采用φ325*6mm螺旋管，最大轴力为220.6KN，按压杆考虑，其截面几何特性为：A=6013mm2ix=112.8mmL=3246mm则：λ=L/i=3246/112.8=28.8查表得:φ=0.965强度：σ=220.6*1000/6013=36.7N/mm2210N/mm2稳定性：σ=