钢围堰计算
单壁钢围堰计算书
单壁钢围堰计算书一、计算依据1、xxxxxx施工设计图;2、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);3、水利水电工程钢闸门设计规范(SL74-95)4、《钢结构计算手册》二、工程概况本设计主要为xxxx大桥水中墩系梁施工用钢围堰,该项目共计12个水中墩,其中9#、12#—19#墩因系梁底标高较低,采用单壁钢围堰施工。
现场调查,施工最高水位为414米,根据各墩位系梁标高,确定三、主要技术参数1、现场调查,施工最高水位为414米;2、Q235钢[σ]=140Mp,[σw]=145Mp,[τ]=85Mp3、钢弹性模量Es=2.1×105MPa;四、围堰构造围堰采用单壁钢围堰,面板为8mm厚钢板,竖向背楞采用8号槽钢,间距400mm,竖向设置三道围檩,围檩使用I32b,对应围檩设置三道内支撑,每道支撑为4根φ140x5.5mm钢管。
封底混凝土厚1.5米,采用C20混凝土,采用水下多点灌注的方式。
五、计算过程(一)面板计算面板按支撑在围檩上的连续加筋板计算,横向取3.2米宽一条(一块板),竖向取全长7.9米,荷载为静水压力荷载。
简图如下:正面图侧面图荷载为静水压力,按水深7.6米考虑(水面标高414米,围堰底标高406.9米),则q=7.6x10=76KN/m2。
3、计算结果按上述图示与荷载,计算结果如下:(1)面板变形:(2)面板应力:通过以上两图,可以看到面板最大变形为 2.35mm,最大应力77Mpa,满足要求。
结论:面板采用8mm厚钢板刚度与强度满足要求。
(二)竖向背楞计算1、计算简图竖向背楞简化为支撑在围檩上的连续梁,计算简图如下:3002、计算荷载荷载主要为静水压力,Q=76KN/m2,竖肋间距400mm,荷载q=76/100x400=30.4N/mm3、计算结果根据上述图示及荷载,计算竖向背楞的结果如下:(1)下部0-3.7米内单元(采用2[8截面]Mmax=6.9105KNxmQmax=85.379KN[8的几何特性为:A=2x1020=2040 mm2A0=(80-2x8)x5x2+400x8=3840mm2I=1010000x2=2020000mm4W=25300x2=50600mm3σmax= M max /W=6.9105·106/50600=136.6N/ mm2<145N/ mm2τmax= Q max /A0=85379/3840=22.2N/ mm2<85N/ mm2 (12)上部3.7-7.9米内单元(采用[8截面]Mmax=3.06KNxmQmax=12.051KN[8的几何特性为:A=1020 mm2A0=(80-2x8)x5+400x8=3520mm2I=1010000mm4W=25300mm3σmax= M max /W=3.06·106/25300=120.9N/ mm2<145N/ mm2τmax= Q max /A0=12051/3520=3.4N/ mm2<85N/ mm2结论:竖肋上部4.2米采用[8,下部3.7米采用[8,满足要求。
midas钢围堰计算书
二0—七年十月编制: 审核: 审批:、工程概况.、钢围堰模型的建立2.1钢围堰模型2.2水压力荷载模型三、计算参数.四、钢围堰计算结果的分析4.1壁板4.2竖肋4.3横肋五、钢围堰结论汇总钢围堰分析一、工程概况钢围堰半径为5m高6m壁体为带肋钢板,壁板为8mm钢板,横肋为150X14mm 钢板,竖肋为L75*50*5角钢,所有材质均为Q235钢。
竖肋沿壁体圆周不大于35cm 间距布置,横肋的间距50cm横肋、竖肋均布置在外侧,荷载为5.5m高静水压力。
图1-1钢围堰模型示意图二、钢围堰模型的建立2.1钢围堰模型通过midas/civil 进行建模,模型如“图2.1-1钢围堰模型”:图2.1-1钢围堰模型2.2水压力荷载模型通过midas/civil 进行建模并施加流体压力,模型如“图2.2-1水压力荷载模型”:图2.2-1水压力何载模型三、计算参数Q235钢材的允许应力:[(T ] = 215MPa Q235I 冈材的允许剪应力:[T ] = 125MPa[屮II!!!2:窃+娶“烁心*芳.乙屮:' a* t・亍扌* 斗:■■丁FccrcI J m 険 Tit IT EFd** ♦ ? b * 即”••K& V--L■- h - ---L# i.Q235I冈材的弹性模量:E= 2.1 X 105Mpa钢围堰组合荷载按“自重*1.2系数+水压力*1.4系数”四、钢围堰计算结果的分析4.1壁板图4.1-2 壁板位移图图4.1-1壁板应力图板单元最大组合应力如图所示:c =13.1M pv 215MP满足条件)板单元最大位移如图所示:s=0.63mmvL/400=500/400=1.25mm满足条件)一——,I-■-IIi.Em书、.MUr.■ -dju IPW•片・-m Ir Hasm, CFhUi L-ZCT*Wi {■x^Aaa「"CXhzHiX4.2竖肋竖肋最大组合应力如图所示:c =92.3M Pv 215M P>=?r =:.'G ■韭aWHUn..i$一te5歼再巧%••*^^诃|I n 2广两氓—4 jy^sF^-rm^=J■^J- *3.上hdU-rUTH qcJQs - H : —I 临XITto—H . ■I mmUc 二>J .trn/书SE0:=a /i ijo 图4.2-1竖肋应力图竖肋最大组合剪切应力如图所示:t=9.0 MP <125 MP(满足条件)图4.2-2竖肋剪力图钢围堰计算书竖肋最大位移如图所示:s=0.63mmvL/400=500/400=1.25mm图4.2-2竖肋位移图4.3横肋横肋最大应力如图所示:6 =13.1M PV215 MP满足条件)图4.3-1横肋应力图hi IT-EHlI, XIfl■TA ■ ■ .LLI;亠E |跡ZML^rnL]口"也81.心碾EL"iCTfime 3A1C17■dMnHB钢围堰计算书横肋最大位移如图所示:s=0.64mmvL/400=314/400=0.785mm(满足条件)图4.3-2横肋位移图五、钢围堰结论汇总通过midas/civil 进行计算分析对模型结果汇总如表“表5-1钢围堰结果汇总表”:通过以上对钢围堰应力和变形的计算都能满足要求。
钢围堰计算书
Asz(m 2) 0.002 Izz(m 4) 0.000
z(+)(m) 0.125 y(+)(m) 0.058
z(-)(m) 0.125 y(-)(m)40a
z
y
A(m 2) 0.009 Ixx(m 4) 0.000
Asy(m 2) 0.004 Iyy(m 4) 0.000
普通钢筋 R235 弹性模量(MPa) 210000 容重(kN/m ) 76.98
3
f sk(MPa) 235
f sd(MPa) 195
f'sd(MPa) 195
3
二、模型建立与分析 2.1 计算模型 计算模型采用整体建模。其中钢板桩采用刚度与拉森钢板桩近似的 I25a 型 钢代替,荷载施加于版单元上。结构的约束条件为:底部约束垂直方向位移,封 底及土体范围内约束水平方向位移。
2
一、基本信息 1.1 工程概况 7#墩承台为哑铃型承台, 承台长 20m, 宽 7.7m, 高 3m, 承台顶标高 87.93m, 承台底标高 84.93m。经现场实测水位标高 86.95m,预计施工时水位最高不超过 87.5m。河床面标高 81.65~83.75m,覆盖层为卵石层。 1.2 技术标准 9 号围堰计算按照支护结构安全等级 I 级(结构重要性系数 1.1) ; 1.3 主要规范 1)《水工建筑物荷载设计规范》 (DL 5077—1997) 2)《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 3)《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007) 1.4 结构概述 承台钢围堰采用钢板桩加内支撑的形式,封底厚度 1.5m,钢板桩围绕承台 呈矩形布置,内支撑及钢围檩设置一道,位于承台顶面以上,不影响承台施工。 钢板桩采用拉森 IV 型钢板桩,钢围檩采用 I40a 型钢双拼,内支撑采用 P630*8 钢管。 1.5 主要材料及材料性能 1)普通钢筋 表格 0-1 普通钢筋表格
钢围堰设计计算书
=
112MPa
≤
145MPa
故腹杆强度满足要求。
稳定性复核如下: N φA = 357000 0.899 × 2460 = 161MPa ≤ 190MPa
稳定性满足要求。 腹杆与弦杆连接计算: 按最大轴力-357KN 控制焊缝,焊缝采取 3 面围焊,取焊脚尺寸 6mm,有效高度 4.2mm: 取焊缝强度:抗剪强度[б]=125Mpa, 抗拉强度[б]=190Mpa .
第三部分
钢围堰设计及计算书
一、计算依据
1、《淮海大桥施工图》 2、《淮海大桥地质水文资料》 3、《第一部分:淮海大桥钢围堰施工方案》 4、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
二、计算参数及荷载
1、基本原则
钢围堰的设计以可实施性和安全性为基本原则,施工设计阶段按 5%频率(20 年一遇)
取用有关设计参数。
+16.5
3、主要荷载
1)水压力:按γwh 计算,与水深成正比。
2)土压力 :按主动土压力计算,透水层取γ’h(γ’为土层浮容重)
3)土侧摩阻力:按τ×A 计算
4)围堰底土层阻力 :σ×A 计算
5)砼侧压力:按γch 计算
6)上游迎水面水流压力:
按公式
F1
V2 = ξ1γ 1 A1 2g
,
式中:F1——钢吊箱所受的水流作用力,kN;
+12.928m
立杆
86.5kn/m
+12.928m
腹杆
86.5kn/m
最大轴力(KN) -615 -357 -81 -454 -77
-286(343)
最大弯矩(Knm) 4.74
4.0
杆件截面 δ=10mm,b=30cm 2∠80×80×8
钢板桩围堰计算
钢板桩围堰计算钢板桩围堰计算本承台位于水下,长31.3米,宽8.6米,高3.5米,采用钢板桩围堰施工。
围堰为矩形单壁钢板桩围堰,采用钢管桩作为定位桩,用型钢连接作为纵横向支撑。
钢板桩采用拉森Ⅲ型钢板桩,围堰为33.3m×10.6m的单承台围堰方案。
1、计算取值1)现有水位为+4.5m,计算时按照常水位以上一米取值,即水位取+5.5米;淤泥厚度为h2=2.0m,水深为6.0m,水头高度h1=5.5m。
h3为钢板桩入土深度。
2)淤泥力学参数根据含水量情况取值,内摩擦角θ=50,粘聚力c=0kpa,容重r2=16.5kN/m3.3)淤泥质亚粘土力学参数根据含水量及孔隙比情况取值,内摩擦角θ=20,粘聚力c=20kpa,容重r2=18.5kN/m3.4)围堰分五层支撑,标高分别为+0.25m、+1.05m、+1.85m、+2.65m、+3.45m。
开挖底标高为±。
5)钢板桩采用拉森Ⅲ型钢板桩,截面尺寸为宽0.462m,高1.36m,每米长钢板桩参数力学性能为壁厚0.04m,截面积0.123m2,重量14.5kg/m,截面模量为320cm3/m。
6)型钢采用A3钢材,允许应力[δ]=140Mpa;钢板桩允许应力[δ]=200Mpa。
7)设计流水速率V=2.61m/s。
水流冲击力p=0.8Aγv2/2gh,其中A为阻水面积,γ为水容重,取10KN/m3,v为水流速度,g为重力加速度,取9.8m/s,h为水深,单位为米。
p=29.47kN/m。
2、静水压力计算现有水位标高为+4.5m,型钢支撑中心标高分别为+4.25m、+3.45m、+2.65m、+1.85m、+1.05m,承台底标高为0.河水静水压力为10×5.5=55kN/m2,取一米进行计算,±0m处的总压力P=1.25(P净水+P动水)=1.25×(29.47+55)=105.59kN/m,安全系数为1.25.3、按简支连续梁计算内力和弯矩,受力形式及弯矩如下图所示:弯矩图示:15.4KNm。
特大桥双壁钢围堰计算书
湘潭特大桥296#墩双壁钢围堰设计计算书一、设计资料1、设计施工水位28m(钢围堰顶标高29m)2、河床基岩面标高16.34m3、承台尺寸19.1m*12.4m,封底砼底面与河床面相同,采用环封。
4、承台砼:C30 [бw]=14.3MPa [бwl]=0.50 MPa[C]=0.99MPa封底砼厚2.0m。
6、钢围堰:A3 [б]=170Mpa [бw]=180 Mpa 钢围堰高12.66m 钢围堰内径24.8m 外径26.8m7、水流速度v<2m/s二、钢围堰结构钢围堰高12.66m,分为6节,刃脚节高2.5m,其余各节高2.0m。
钢围堰分为双壁,两壁间距离为1m,钢围堰内径24.8m,外径26.8m。
钢围堰制造时每节平面分成8块,圆心角45°,内弧长度24.8π×1/8=9.739m,外弧长度26.8π×1/8=10.524m;钢围堰竖向设8个隔舱,即在内外壁之间设8块隔舱板,隔舱板板厚δ=8.0mm。
钢围堰内外壁板板厚δ=8.0mm。
内外壁板设水平桁架,节间长度为10.524×1/8=1.316m(外),9.739×1/8=1.218m(内),斜杆采用∠75×75×8,弦板为环板∠125×125×8并置。
钢围堰内外壁间设竖向桁架,竖向桁架间距为10.524×1/4=2.632m(外),9.739×1/4=2.435m(内)。
桁架杆为∠75×75×8。
三、封底混凝土计算(一)封底混凝土抗浮计算封底混凝土厚度假设为H,混凝土单位重量2.30 T/m3,施工水位28m。
1、水浮力Q=D由双壁钢围堰自重D1、封底混凝土重量D2、双壁间填充混凝土重量D3、双壁间填充水重量D4平衡。
(1)封底混凝土底面上作用的向上水浮力:Q=(1/4×π×26.82-1/4×π×22.82)×(28-16.34)=1817t(2)双壁钢围堰自重:D1=200T(3)封底混凝土重量:封底混凝土重量暂定为HD2=[π×(12.42-11.42)×H+π×(13.42-12.42)×0.5] ×2.3=171.97H+93.21(4)双壁钢围堰双壁间填充砼的重量(2.5m高刃脚混凝土):D3=[1/4×π×(26.82-24.82)×0.5+1/4×π×(26.82-24.82) ×1.5] ×2.3=373t(5)双壁钢围堰双壁间填充水的重量:D4=1/4×π×(26.82-24.82)×9.16×1.0=743t(6)令Q=D1+D2+D3+D4200+171.97H+93.21+373+743=1817H=2.08m2、考虑围堰外侧桩承受上拔力桩的上拔力即桩的钢筋混凝土抗拉力D5,桩身直径125cm,C20混凝土的允许拉应力0.53Mpa=53t/m2。
钢围堰计算书--新
钢板桩围堰计算书一、 概况15#墩位于张家港河岸,施工期间水位较高。
为了确保施工安全,将采用钢板桩围堰方法施工承台。
如附图所示,由项目提供的资料知: 开挖基坑处土为粘性土,内摩擦角10度,粘聚力为43Mpa ,湿容重为19KN/m 3 。
原地面标高+1.70m ,承台顶标高-1.70m ,承台埋深+3.50m ,承台高+3.20m 。
二、计算荷载1、活载活载按履—50考虑,承台施工时只考虑一台履带吊作业,将车辆荷载换算为土柱高度。
ho=LBNQ γ N---车辆数,N=1Q---车辆总荷载,Q=50t=500KNL---车辆履带着地长度,L=4.5mB---车辆轮宽,B=2.5+0.7=3.2mγ---土容重,γ=19KN/ m则ho=2.35.4195001⨯⨯⨯=1.83m 因此每平方米土柱的荷载为:1.83×1.0×1.0×19=34KN2、固定荷载当υ=100时,由《土质学与土力学》P159页表7-3中查得朗金土压力系数m2=0.704,1/m2=1.420,m=0.839,1/m=1.192=34×0.704-2×0.839×43= -48.218KPac点:p a2=[q+γ(h+t)]m2-2cm=[34+19(6.9+4.8)] ×0704-2×43×0.839=108.28 KPa拉力区高度ho的确定,令p a=0解得ho=2c/γm –q/γ=3.6m求主动土压力合力E AE A=1/2 p a2 (6.9+4.8-3.6)=1/2×108.3×8.1=438.6KN/m求形心C1C1=(6.9+4.8-3.6)/3=2.7m求钢板桩前的被动土压力KEp K Ep =21×21(γt 21m +2c m1)t =41(19×4.8×1.420+2×1.192×43)×4.8 =278.4 KN/m求形心C2C 2=4.8/3=1.6m取1延米长钢板桩计算对C 点取距,求T T[(h-d)+t]+ KEp ×C 2= E A C 1 T=76.2 KN/m钢管桩支撑验算:按υ426mm 钢管桩支撑设计,A=41π(42.62-40.62)=130.69cm 2 I=641π(42.64-40.64)=28287.25 cm 4E=2.1*105Mpa按两端铰接的压杆计算,自由长度为L=12.88/2=6.44米。
主墩钢板桩围堰稳定计算1
**大桥*#、*#主桥墩位于**河岸边上,根据设计设计图及现场实际勘查,**河河道为南北偏东走向,河道顺直,河床较平坦,常年水位约1.50m(黄海高程,以下同)左右,常水位下岸边施工范围内水深在1.0~3.5m(河底面标高约-2.5m),且河水流缓慢。
主桥墩承台底的标高:北半幅为-2.5m,南半幅为-3.0m(不包括承台底厚30cm左右的C15混凝土垫层)。
墩位处地质为粘土、亚粘土。
钢板桩围堰整体刚度大,防水性能好,在粘性土层的较浅水河床桥墩基础施工中,不需水下作业,打拔桩容易,回收率高,可节省大力现场加工构件,主墩基础采用矩形如下:本计算考虑为1m宽的钢板桩围堰的受力。
由于基底土质为亚粘土,水不会渗入到基底土质中去,所以土面上的水头作为满布荷载考虑;土质为饱和的亚粘土,等值内摩擦角φ=200,γ=16KN/m3,围堰内部C15混凝土,考虑为均布满布荷载。
一、计算水压力Ra考虑1m宽的水压力,所以有:水压力大小为:Ra=ρg h×A×K0其中:K0位河水对钢围堰的冲击系数=1×103Kg/m3×9.8N/ Kg×1/2×1.53m×1m×1.5=11.25KN作用位置为距水平面顶的2/3处:1.53m×2/3=1.02m二、计算主动土压力Ea45(0主动土压力的最大压强:Ea1=(γz+q1))2/2φtg−其中:q 1为1米宽的均布水压力荷载 q 1 =Agvρ=m m mm m Kg KN m kg 1153.111/8.9/10133××××××=14.994KN/m 2Z=8.57m计算主动土压强Ea1的大小:所以:Ea1=(14.994KN/M 2+16KN/m 3×8.57m)×)2/2045(002−tg =74.58KN/m 2主动土压力Ea 大小为:Ea=21×Ea1×A=21×74.58KN/m 2×8.57m×1m=319.58 KN作用的位置为距河床底面底2/3处:2/3×8.57=5.713m 三、计算被动土压力Ep被动土压力的最大压强:Ep1=(γz+q 1))2/45(02φ+tg 其中:q 2为C15承台底混凝土垫层的重量产生的荷载压强承台底混凝土底体积为:52.22m 3承台基础尺寸为:14.5m×11.0m所以:q 2=AG =m m KgKN T m 115.14/8.93.222.523×××=7.38KN/m 2Z=5.57m被动土压力的压强Ea1大小位:Ep1=(γz+q 1))2/45(02φ+tgEp1=(16KN/m3×5.57m +7.38 KN/m2))2/45(0202+tg= 196.82KN/m21×Ep1×A被动土压力Ep大小为:Ep=21×196.82 KN/m2×5.57m×1m=2=548.14 KN作用位置为距围堰内底面底2/3处: 2/3×5.57m=3.713m四、计算支撑力N为了保持钢围堰的稳定性,在A点的力矩应等于零,即∑M=0所以:Ea×h2+N×3.5m-Ra×h2-Ep×h3=0319.58KN×2.713m+N×3.5m-11.25KN×3.48m-548.14KN×3.713m=0N=344.96KN五、围堰支撑型式见附图六、围堰支撑的强度检算围堰支撑采用两片40cm的槽钢、通过钢板焊接连接成槽钢盒,槽钢截面面积为75.05cm4,I x=17578cm4,长度为12.8m,结构型式为围囹型式布置,支撑距承台底面为4.3m。
16m长钢板桩围堰结构计算
钢板桩围堰结构计算1、设计参数(1)主跨墩处河道内主要为砾砂土,其土体力学性能如下: 土体容重: r=18KN/m3 土体内摩擦角: φ=36° (2)钢板桩力学性能:钢板桩采用IV 型拉森桩,重量75kg/m ,每1米宽截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa 。
(3)承台尺寸:8.4m ×12.3m ×3.5m ,围堰尺寸:10.8m ×15.5m 。
(4)计划采用拉森Ⅳ钢板桩,技术参数:(5)根据地质情况(见图1) 20m 范围加权平均:5.16205.1420410=+γ=⨯⨯5.1420205.14=φ=⨯ 05.1320185.14==⨯C主动土压力系数:Ka =tg2(45-φ/2)=0.60 被动土压力系数:Kp =tg2(45+φ/2)=1.668 2、计算内容(1)内支撑层数及间距按照等弯矩布置确定各层支撑的间距,根据拉森Ⅳ型钢板桩承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度:[]3a w f 6h K γ==m 98.2cm 2981060.05.161020372156335==⨯⨯⨯⨯⨯γ:取加权平均16.5, h1=0.88h =2.62m h2=0.77h =2.29m h3=0.65h =1.94m根据具体情况,确定采用的立面布置形式如下图所示:(2)计算板桩墙上土压力零点离开挖面的距离y ,在y 处板桩墙的被动土压力等于板桩后的主动土压力:γKKpy =γKa (H +y )y =81.36.0686.12.19.86.0p =-⨯⨯=-Ka KK KaH式中K-主动土压力修正系数,取1.2 (3)钢板桩零点以下入土深度x 的确定: 由力矩分配法计算的如下: P0=47.7KN P1=8.2KN/m P2=63.3KN/m P3=129KN/m P4=80.1KN/m最大弯矩在8.9m 处,Mmax=98.3KN.M采用等值梁法计算原理,土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡,假设土压力零点以下钢板桩零点以下钢板桩埋深为x ,建平衡方程。
钢板围堰计算书
目录1设计资料 (1)2钢板桩入土深度计算 (9)2.1内力计算 (9)2.2入土深度计算 (10)3钢板桩稳定性检算 (11)3.1管涌检算 (11)3.2基坑底部隆起验算 (12)跨宁启特大桥跨高水河连续梁主墩承台钢板桩围堰施工计算书1设计资料(1)钢板桩顶高程H1:8.5m ,汛期施工水位:8.0m 。
(2)河床标高H 0:1.63m ;基坑底标高H3:-7.958m ;开挖深度H :15.46m 。
(3)封底混凝土采用C30混凝土,封底厚度为1m 。
(3)坑内、外土的天然容重加权平均值1r 、2r 均为:18.8KN/m 3;内摩擦角加权平均值 20=ϕ;粘聚力C :33KPa22330 5.0218.80.49a c h K γ⨯===⨯。
(4)钢板桩采用国产拉森钢板桩,选用鞍IV 型(新)(见《施工计算手册》中国建筑工业出版社P290页)钢板桩参数 A=98.70cm 2,W=2043cm 3,[]δ=200Mpa ,桩长21m 。
水压:210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯= 河床位置处:21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=基坑底部:22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=(5)围囹采用2I56工字钢,支撑采用Ф630螺旋钢管。
2计算资料水压:210 6.3763.7/w w p h kN m γ=⨯=⨯=22330 5.0218.80.49a c h K γ⨯===⨯ 河床位置处:21263.72330.4917.5/w a p p c K kN m =-=-⨯=基坑底部:22117.518.8(1.637.638)191.74/a p p hK kN m γ=+=+⨯+=在建立计算模型的时候,采用板单元,根据等刚度的原则将以上的钢板桩截面换算为等效的矩形板截面。
钢板桩围堰设计计算
钢板桩围堰设计计算一、土层地质情况根据设计图纸提供的参数,设计洪水位为+5.40M ,12#墩河床高程为-2.00M, 土层地质为淤泥质粉质粘土,土性质为:γ为16.5KN/M 3 ,φ取9.50 ,C 取12.3KPa 。
二、支撑布置围堰中共设三道支撑,第一点支撑标高为+3.19M ,第二支撑标高为+1.19M ,第三道支撑标高为-2.41M, 采用H40型钢进行支撑。
以φ400的钢管进行斜支撑。
支撑图纸如下图:H2=5.625H1=7.4R3R2R1支撑布置图(单位:M )三、体系简化验算:主动土压力系数:Ka=tg 2(450-9.50/2) =0.717 土压力: 取γ浮=9N/M 3Ea=1/2Ka γH 22 =1/2×0.717×9×5.6252 =102.088KN/M水压力:纯水 w 水=1/2ρg(H 1+H 2)2=1/2×10×(7.4+5.625)2=848.253KN/M 总压力 :Ea+E 水=102.088+848.253=950.341KN/M压力计算图单位:压力计算图(单位:M )四、应力计算R 1=1/2×10×(5.4-3.19)2=24.42KN/MR 2=1/2×10×(5.4+0.61)2-24.42=156.18-24.42=131.76KN/MR 3=1/2×10×(5.4+5.018)2-156.18+1/2×0.717×(5.018-2)2×9=415.882KN/M R 4=1/2×10×(5.4+7.625)2-542.674+1/2×0.717×9(7.625-2)2-29.388=378.284KN/M 五、钢板桩验算采用拉森Ⅳ型,宽40cm ,截面系数Wx=2270cm 3 R 1=24.42×0.4=9.768KN R 2=131.76×0.4=52.704KN R 3=415.882×0.4=166.353KN R 4=378.284×0.4=151.314KNN=1/2qH=1/2×0.4×9.8×H ×H=1/2×3.92×H ×H 即 q=3.92×H M E =0M D =-1/2×10×(5.4-3.19)2×1/3×2.21×0.4=-7.196KN.M M C =9.768×2-1/6×10×4.213 ×0.4=-30.21KN.MM B =9.768×5.6+52.704×3.6-1/6×10×7.813 ×0.4-1/6×0.717×9(2.41-2)3×0.4=-73.18M A =9.768×10.815+52.704×8.815+166.353×5.215-1/6×10×0.4×13.0253-1/6×0.717×0.4×9(7.625-2)3=-111.942KN.MM DC 中点=9.768×1-1/6×10×3.213 ×0.4=12.283KN.MM CB 中点=9.768×3.8+52.704×1.8-1/6×10×6.013 ×0.4=54.9KN.MM BA 中点=9.768×8.208+52.704×6.208+166.353×2.608-1/6×10×10.4183 ×0.4-1/6×0.717 ×9×3.0183 ×0.4 =75.574KN.M根据计算结果绘制弯矩图如下:单位:KNMMax=111.942KN.M查表得钢板桩[σ]=180MPa 截面模量w=2270cm3σ=111942/2270=49.3MPa<[σ]=180MPa 满足要求!六、基坑底的安全验算按围堰施工至封底混凝土人顶标高-7.625根据公式'γ>Kj 取安全系数K=1.5土的浮容重'γ=16.5-10=8.0KN/M3最大渗流力j=iγwi=h/(h+2t) =(5.4+7.625)/(5.4+7.625+2t)=13.025/(13.025+2t)t 为钢板桩底部到开挖面的距离所以j = iγw =10×13.025/(13.025+2t)'γ≥K j≥1.5×130.25/(13.025+2t)t≥5.7Mt实施过程中取值为6.5M,大于5.7M,满足要求!根据上面计算设计的钢板桩围堰基坑底满足安全方面要求。
钢围堰计算书
目录一、工程概况 (2)二、主动土压力及被动土压力计算 (2)三、支撑的布置和计算 (5)四、钢板桩入土深度计算 (7)五、坑底抗隆稳定性计算 (7)六、内撑系统的组成及详细计算 (8)长沙湾大桥68#、69#墩钢板桩围堰计算书一、工程概况xxx特大桥为厦深铁路潮汕至惠州南段新建工程上的一座特大型桥梁,x#墩承台平面尺寸为6.9×11.1m,厚度为2.2m,承台底面标高-5.501m,采用德国拉森(Larseen)Ⅳ型锁口钢板桩施工。
桥位处施工水位+1.528m,计算水位按+2.5米考虑。
钢板桩顶标高按+3.0米设置,底标高为-15m,钢板桩总长18m。
二、主动土压力及被动土压力计算1、设计图纸上的基本计算资料+2.5~-2.7m为河水,内摩擦角ϕ0为0°,粘结力c0为0kPa,天然容重γ0为10.0KN/m3-2.7~-5.5m为淤泥:内摩擦角ϕ1为5°,粘结力c1为4.5kPa,天然容重γ1为17KN/m3,地基容许承载力[σ]=20kPa-5.5m以下为硬塑状粘土层,天然容重γ为20KN/m3,地基容许承载力[σ]=180kPa,γ2=20KN/m3,c2=20Kpa,ϕ2=2002、土压力计算方法由于土层为透水性差的的流塑状淤泥与硬塑状黏土,依据2008年《注册结构工程师专业考试应试指南》(施岚青主编)P896页,对于渗透性小的土层计算土压力时采用“水土合算”法,即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为饱和重度,水压力不再单独叠加;对于渗透性大的土层计算土压力时采用“水土分算”法,即在计算土压力时将地下水位以下的土体重度取为浮容,水压力单独叠加。
即根据这个计算原则,本方案中流塑状淤泥采用水土分算,硬塑状粘土采用水土合算法进行计算。
3、主动土压力计算:依据《简明施工计算手册》(第三版)P180页公式4-1b , Pa=γHtg 2(450-2ϕ)-2c tg(450-2ϕ) =γHKa-2c Ka 其中Ka= tg 2(450-2ϕ) 先计算主动土压力系数Ka :流塑状淤泥Ka 1= tg 2(450-25)=0.84硬塑状黏土Ka 2= tg 2(450-220)=0.49流塑状淤泥采用水土分算法:河水底面Pa 0=γH=γw h 0=10×5.2=52KN/m 2流塑状淤泥土压力计算: 顶面Pa 1顶=-2c Ka=-2c 11Ka =-2×4.5×84.0 =-8.3KN/m 2顶面水压力=γw h 0=10×5.2=52KN/m 2则流塑状淤泥顶面的水土压力=52-8.3=43.7 KN/m 2 底面Pa 1底=γh 1Ka-2c Ka=γ1h 1Ka 1-2c 11Ka=(17-10)×(5.5-2.7)×0.84-2×4.5×84.0 =8.2KN/m 2流塑状淤泥底面水压力=γw (h 0+h 1)=10×(5.2+2.8)=80KN/m 2 则流塑状淤泥底面的主动水土压力=80+8.2=88.2 KN/m 2 硬塑状黏土采用水土合算法计算:硬塑状黏土顶面Pa 2顶=γHKa 2-2c 2Ka=(γw h 0+γ1h 1)Ka 2-2c 22Ka=(10×5.2+17×2.8)×0.49-2×20×49.0 =20.8KN/m 2硬塑状黏土底面Pa 2底=γHKa-2c Ka=(γw h 0+γ1h 1+γ2h 2)Ka 2-2c 22Ka=(10×5.2+17×2.8+20×9.5)×0.49-2×20×49.0 =113.9KN/m 24、被动土压力计算:依据《简明施工计算手册》(第三版)P184页公式4-7, Pp=γHtg 2(450+2ϕ)+2c tg(450+2ϕ) =γHKp+2c Kp 其中Kp= tg 2(450+2ϕ) 先计算被动土压力系数Kp : 硬塑状淤泥Kp 2= tg 2(450+220)=2.04 硬塑状黏土采用水土合算法计算: 硬塑状黏土顶面Pa 2顶= 2c 22Kp=2×20×04.2 =57.1KN/m 2硬塑状黏土底面Pa 2底=γHKp 2+2c 2Kp=γ2h 3Kp 2+2c 22Kp=20×8.5×2.04+2×20×04.2=404KN/m 25、主动土压力与被动土压力计算图式 计算图式见下图:计算水位+2.5堰内硬塑状淤泥顶-6.5(封底底面)被动土压力主动土压力及被动土压力计算图式三、支撑的布置和计算支撑层数和间距的布置采用等弯矩理论进行布置计算,为简化计算,采用简化的主动土压力计算,简化后的土压力当C=0时的等效容重为 γ等效=98.6/(2.5+6.5)=11.0KN/m 2。
钢围堰计算
钢套箱围堰设计计算资料一、已知条件:1. 水深: m 5.72. 承台尺寸: m 5.57⨯3. 封底砼的设计厚度: []h =m 14. 钻孔桩数量及尺寸:m m 162.16⨯-φ 二、初拟围堰的尺寸: 长⨯宽⨯高=m 868⨯⨯ 三、校核封底砼的厚度: ctf b M k h ⋅⋅⋅=max5.3+D <[]h其中:k —安全系数 65.2=k b —板宽,一般取 1=bCT f —砼抗拉强度(20C ) ct f 21200m t =D —水下砼与井底泥土掺混需增厚度 3.0=d ~m 5.021 ⋅⋅=p k M mqx其中:=1 矩形板计算跨度 =1 m 6(取其较小者) -k 弯矩系数根据21 选用75.08621==,故0673.0=k (简明施工手册—275页)静水压力形成的荷载-p :25.7m t p = (m t p 5.7=—单位宽度)m t p k M -=⨯⨯=⋅⋅=171.1865.70673.0221m ax故:bf M k h ct ⋅⋅⋅=max5.312001171.1865.25.3⨯⨯⨯=+D 5.0+m m 1875.05.0375.0<=+= 符合强度要求。
围堰简图附后 四、确定壁板21 (见图示)1. 设5.021= 2. 壁板厚度为mm 6=δ 3. 壁板与纵肋、横肋为四周焊则11(0829.0Y M a =-最大,“建筑结构静力计算手册”291页)4. 静水压力为:m t q 5.7=(单位宽度) 5. 壁板材料[]m t 18000=σ(单位宽度) 6. 计算 1和2211m ax ⋅⋅=q a M []2m ax 61δσ⋅⋅=M []221161δσ=⋅⋅ q a []q a ⋅⋅⋅=1216δσ =65.70829.0006.0180002⨯⨯⨯m 417.0=取:mm 4001= 则:mm 8002= 五、计算横向加劲肋的强度1. 横肋采用87575⨯⨯<的角钢,其235.11,93.27cm A cm W == 2. 横肋采用材料的允许应力[]21800cm kg =σ 3. 横肋按五跨连续梁计算(以大纵肋为支点) 2m ax ⋅⋅=q k M其中:046.0=K cm 120= cm kg m t q 755.7==cm kg M -=⨯⨯=4968012075046.02m ax 22180093.174293.2749680cm kg cm kg W M <===σ ⋅⋅=q k Q m ax 其中:606.01=k kg Q 545412075606.0m ax =⨯⨯= 22m ax 90026.4745.115454cm kg cm kg A Q <===τ 六、计算小纵肋的强度1.小纵肋采用65075⨯⨯<角钢,其386.16cm W = 270.5cm A = 2.小纵肋材料的许用应力:[]21800cm kg =σ []2900cm kg =τ3.小纵肋按五跨连续梁计算变矩和剪力(以横肋为支点)2m ax ⋅⋅=q k M , ⋅⋅=q Q αm ax其中:046.0=k 606.0=α cm kg q 75= cm 80= cm kg q k M -=⨯⨯=⋅⋅=220808075046.022m ax kg q Q 36368075606.0m ax =⨯⨯=⋅⋅= α22m ax 18006.130986.1622080cm kg cm kg W M <===σ 229009.6377.53636cm kg cm kg A Q <===τ七、计算大纵肋强度1.大纵肋采用[a 18槽钢其2369.25,4.141cm A cm W == 2.大纵肋材料的允许应力 []21800cm kg =σ,[]2900cm kg=τ3.大纵肋以内支撑为支点(图中:11C C B A A ----)支点间距为200mm ,按四跨连续梁计算2m ax ⋅⋅=q k M ⋅⋅=q Q αm ax其中:077.0=k 607.0=α cm kg q 75= cm 200= cm kg M -=⨯⨯=23100020075077.02m axkg Q 910520075607.0m ax =⨯⨯=22180066.16334.141231000cm kg kg W M <===σ 2290042.35469.259105cm kg cm kg A Q <===τ八、钢套箱围堰内支撑杆的强度计算1.当抽水浇筑承台时,钢套箱围堰需一边抽水,一边进行支撑,否则,围 堰 将失去稳定。
主塔钢围堰设计计算书
松原市城区第二松花江大桥工程建设项目主塔钢围堰设计计算书计算:复核:审核:中国建筑工程总公司松原大桥项目部二OO七年五月十二日主塔钢围堰设计计算书一、钢围堰高度H根据设计图纸,历年常水位标高为132.6,承台顶设计标高为128.125,承台底设计标高为123.125,封底混凝土厚为1.5m,目前筑岛高程为132.6。
根据以上数据,选取刃脚高度为1.52m,钢围堰高度为11.595m。
二、钢围堰平面尺寸由设计图纸,主塔承台尺寸为12.2m×12.2m×3m,考虑工作面及附近便道位置,钢围堰平面尺寸选用53.016m×23.516m,井壁厚1m。
刃脚踏面宽度为0.282m,高度为1.52m。
刃脚内侧倾角tgθ=1.52/(1-0.282)=2.12,θ=64.75°>45°。
三、荷载计算1、(详见《主塔钢围堰施工图》)。
考虑地质情况,可靠自重下沉,如施工中下沉有困难,可采取加压重等其他措施保证顺利下沉。
2、井壁纵向受力计算沉井下沉过程中,井壁始终受到水平向的土压力及水压力作用,因而应验算井壁材料的强度。
验算时是将井壁水平向截取一段作为水平框架来考虑,然后计算该框架的受力情况。
井壁截取位置在刃脚跟部。
ρ=2.0×10kg/m3。
10.075m g=10N/kg。
3h=10.075m 。
q=ρgh=2.0×10 kg/m ×10N/kg×10.075m=201.5Kpa。
钢筋混凝土受钢管支撑受力模型简化如下:F1F2F36m3m1.075 m(1)取第二道支撑处,受力模型简化为:PF3-21.075mq 3 =ρgl 3 ×l长 =2.0×10 kg/m ×10N/kg×1.075m ×53m=1139.5KN/m 。
F 3-2= ×q2 3 ×l 3 = ×1139.5KN/m×1.075m=612.48KN=P 。
钢板桩围堰计算书新
一、 工程概况及围堰布置本钢板桩围堰用于济石高铁禹齐徒骇河大桥水中墩的施工,徒骇河水流平缓的,水深4米左右。
河床为粉质粘土,承台基本标高和河床标高基本一致,施工时开挖至承台下1 米,再进行1 米的混凝土封底。
钢板桩采用拉森Ⅳ型,钢板桩长15 米。
整个围堰采用三层围囹,围囹用八字型结构。
型钢全采用I40 工字钢。
按照从上至下抽水进行围囹的安装。
围囹结构图如下:二、基本参数1、根据图纸提供的地质资料,河床以下土层为2.4m 的粉土层,2.2m 左右的粉质黏土层,3.2m 左右的粉土层,6.3m 的粉土。
钢板桩入土到第四层的粉土层。
根据规范,估取内摩擦角为25。
,容重为m3,土层粘聚力C=15aKP ,主动土压力系数:405.0)245(2a =-=︒φtg K ,被动土压力系数:46.2)245(2p =+=︒φtg K 。
二、钢板桩围堰受力验算 1. 钢板桩计算:1) 围堰结构:钢板桩桩顶设计标高为+17.60米,钢板桩长度为15.0米,钢围堰平面尺寸为×17.6米。
围囹和支撑设置三道,自上而下进行安装。
第一道围囹和支撑安装位于+14.90米,第二道围囹和支撑安装位于+11.9米,第三道围囹和支撑安装位于8.9米,承台底标高+15.43米。
(详见钢围堰平面图)钢板桩入河床10米左右。
承台下进行1米的混凝土封底。
2) 基本参数:动水压力计算: 每延米板桩截面面积A(cm2) 每延米板桩壁惯性矩I(cm4) 每延米板桩抗弯模量W(cm3)p=K*H*V*Bγ/2g2 式中:p-每延米板壁上的动水压力总值,KN ; H-水深,M ; v-水流平均速度,m/s ; g-重力加速度 (9.8m/s ); b-板桩宽度 (取1米);γ-水的容重,kn/m ; k-系数 ()。
p=*4**1*11/2* =动水压力可假设为作用在水面下1/3水深处的集中力,由于动水压力很小在计算过程中忽略不计。
第一道支撑第二道支撑第三道支撑水平面0.5米水压力主动土压力被动土压力工况1:先抽水至14.3m(抽水深度1.15米,即第一层支撑下50cm),安装第一层支撑,第一层支撑安装好后继续抽水至11.3m(抽水深度3米,即第二层支撑下50cm),在安装第二道支撑前,第一道支撑受力处于最不利状态,受力情况分析如下:计算反弯点位置,即利用钢板桩上土压力等于零的点作为反弯点位置,计算其离基坑底面的距离y,在y处钢板桩主动土压力强度等于被动土压力强度:式中b P-基坑底面处钢板桩墙后的主动土压力强度值;K-被动土压力修;正系数土的内摩擦角为o25时,K取;wγ-水容重;γ-土体容重;h-基坑开挖深度;bP=akp40410hw=⨯=γ63.0405.046.24.15.1840P y a b =-⨯⨯=-=K KK P γ(2)内力计算由结构力学求解器求得: 荷载图如下:弯矩图如下:剪力图如下:求得:M KN M KN F •==24.47,13.351max工况2:安装好第二层支撑,支撑中心标高+11.93m ,围堰开挖至第三层支撑下50cm (标高为+8.43m ),此时第二层受力处于最不利状态,受力情况分析如下: (1)计算反弯点的位置:b P =akp 48.623405.05.18410h h 2a 1w =⨯⨯+⨯=+K γγ98.0405.046.24.15.1848.62P y a b =-⨯⨯=-=K KK P γ(2)内力计算由结构力学求解器求得: 荷载图如下:弯矩图如下:剪力图如下:求得:M KN M KN F KN F •===22.92,13.2012,75.51max工况3:安装好第三层支撑,支撑的中心标高+8.9m ,围堰继续开挖至标高+6.32m ,此时第三层处于最不利状态,受力情况分析如下:计算反弯点位置:b P =akp 2.781.5405.05.18410h h 2a a w =⨯⨯+⨯=⨯+K γγ24.1589.046.24.15.182.78P y a b =-⨯⨯=-=K KK P γ(2)内力计算由结构力学求解器求得: 荷载图如下:弯矩图如下:剪力图如下:求得:M KN M KN F KN F KN F •====62.82,24.2423,882,87.171max (3)钢板桩零点以下入土深度x 的确定:采用等值梁法计算原理,土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡,假设土压力零点以下钢板桩埋深为x ,见平衡方程:3a 0x 6(x P ⨯-=⨯)K KK Pm72.2405.046.24.15.182.786)K -(KK 6P x a p O =-⨯⨯⨯==γ(4)钢板桩入土深度计算:Ot =x+y=+=3.9m ,t =O t =*=4.29m钢板桩长度L=+=13.89m综上:M KN M KN F KN F KN F MAX MAX MAX •====24.92,24.242,13.201,13.35max 321 2、钢板桩抗弯强度的检算:aa MP MP mm N 210]200[05.1/28.451020371024.92W M 263max =<=⨯⨯==-σ满足3、边梁及内支撑受力计算:(1)第二层支撑(因第一、二层内支撑均采用2I40a ,在此仅对受力相对较大的第二层内支撑进行受力检算):第二层内支撑采用2I40a ,KN F MAX 13.2012=I40a :腹板厚度:10.5mm ;毛截面面积:3cm 1.86=A ;截面惯性矩:4x cm 21720=I ;回转半径:cm 9.15i x =;截面模量:3x cm 1090=W ,2mm /00.205f N =,2v mm /00.120f N =。
某大桥钢围堰计算(有图及计算过程)_secret
XXXX大桥双壁钢围堰计算单目录一、基本资料 (2)二、荷载及计算工况 (3)(一)荷载分类 (3)(二)各工况荷载分析 (3)三、封底砼的计算 (3)四、钢围堰下沉计算 (4)五、围堰侧壁计算 (6)(一)、荷载 (6)(二)、围堰荷载组合 (7)(三)、主要计算结果 (7)(四)、计算结果分析 (9)六、围堰稳定性检算 (11)(一)、荷载 (11)(二)、抗滑移稳定 (11)(三)、抗倾覆检算: (11)一、基本资料1、设计潮水水位按+7.85m考虑,实际+8.5m,钢围堰顶标高按+9.0m设计,承台底标高-3.222m,围堰底标高-7.222m,最大水头差15.7m。
2、围堰竖向布置施工水位:+6.08m,设计高潮位:+7.85m,根据实际调查取8.5m计算。
综合拟定:围堰顶标高:+9.0m, 承台底标高:-3.222m, 假定封底砼的厚度为4.0m,则:围堰底标高:-7.222m,故围堰的总高度为:9.0+7.222=16.222m3、围堰的壁厚及结构布置围堰壁厚1.4m。
围堰抽水后水头差+8.5+7.22=15.72m。
围堰结构见下图。
钢围堰立面布置图钢围堰平面布置图二、荷载及计算工况(一)荷载分类围堰主要受到水的浮力、水的侧压力、土侧压力等荷载作用。
(二)各工况荷载分析工况1,围堰下沉。
工况2,围堰抽水。
三、封底砼的计算围堰水下封底后,施工抽水时,封底砼需承受基底的向上浮力,初拟封底砼标号为C30,其容重γ砼=24KN/m2,厚度为4m,施工时对围堰清理保证封底混凝土有效厚度4,取4m混凝土计算。
1、混凝土设计强度值水下C30混凝土按照C25取其设计值,根据《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(T10002.4-99)中表3.0.3混凝土的容许弯拉允许应力[σ]=0.50(MPa),简切应力〔τc〕=0.99(MPa)。
2、封底混凝土所受荷载q=γ水h水-γ砼h砼=10×15.72-24×4=61.2KN/m23、按照周边固结单向板计算Mx=0.0833qlx2=0.0833×61.2×14.82=1116.7 KN·m取单宽进行验算:Wx=1/6bh2=1/6×1×342=2.67(m3)σmax = Mx/Wx=1116.7/2.67=418.8Kpa=0.419MPa<[σ]=0.5MPa,满足规范要求。
深基坑钢围堰计算
*深基坑钢围堰施工计算*一、工程概况1.工程概况XXX特大桥河道宽95m,主跨65.1m,主跨桥墩位于金汇港河内,两桥墩中心距离岸边约15.0m,桥墩基础为双排钻孔桩,每个墩桩基为8根,共16根桩(钻孔桩直径1.25m、桩长56.0m)。
承台底标高为-3.90m,承台顶标高为-1.2m。
水深约3.5m,河流测时水位2.68m,最高通航水位3.0m,百年一遇水位3.77m。
本工程水文地质如下:河床下为③-1层,淤泥粉质黏土,γ=17.8kn/m3 ,θ=18°,厚3-4m;④层:淤泥粉质黏土,γ=17.1kn/ m3 θ=10.1°;素填土γ=19kn/ m3 ,θ=19°;2.基坑围护方案选择根据本工程地基土质差,地下水位高等不利因素,决定采用拉森钢板桩支护。
钢板桩具有重量轻、强度高、锁口紧密、重复使用、施工方便、施工速度快等优点,同时本单位具有钢板桩深基坑施工方面的相应经验。
施工流程:打拉森钢板桩围堰→钻孔桩施工平台→钻孔桩施工→抽水→高压水枪清淤(人工挖土)→施工承台、墩身及顶帽→拉森钢板桩拆除承台围堰根据施工的需要,设计尺寸为17.2×11.7m(见图)。
离岸侧临水,近岸侧为素填土。
二、多支撑钢板桩计算支撑层数和间距的布置是钢板桩施工中的重要问题,根据现场的支撑材料和开挖深度(基底至水面7.0m),我们采取在钢板桩内侧加三层围檩并设置支撑,按多支撑进行钢板桩计算,计算时仍采用等值梁法。
围堰采用拉森ⅳ型钢板桩,w=2037cm3,[f]=200mpa。
围堰顶部荷载按70kn/m2计算。
钢板桩拟采用15m(标准尺寸为10、12、15m)。
(1)计算钢板桩承受土压力,绘出土压力分布图a.γ、θ按16.5m深,加权平均计算γ=(4.5×19+4.0×17.8+8×17.10)÷16.5=17.79 kn/ ;m3 θ=(4.5×19+4×18+8×10.1)÷16.5=14.44。
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钢套箱围堰设计计算资料一、已知条件:1. 水深: m 5.72. 承台尺寸: m 5.57⨯3. 封底砼的设计厚度: []h =m 14. 钻孔桩数量及尺寸:m m 162.16⨯-φ 二、初拟围堰的尺寸: 长⨯宽⨯高=m 868⨯⨯ 三、校核封底砼的厚度: ctf b M k h ⋅⋅⋅=max5.3+D <[]h其中:k —安全系数 65.2=k b —板宽,一般取 1=bCT f —砼抗拉强度(20C ) ct f 21200m t =D —水下砼与井底泥土掺混需增厚度 3.0=d ~m 5.021 ⋅⋅=p k M mqx其中:=1 矩形板计算跨度 =1 m 6(取其较小者) -k 弯矩系数根据21 选用75.08621==,故0673.0=k (简明施工手册—275页)静水压力形成的荷载-p :25.7m t p = (m t p 5.7=—单位宽度)m t p k M -=⨯⨯=⋅⋅=171.1865.70673.0221max故:bf M k h ct ⋅⋅⋅=max5.312001171.1865.25.3⨯⨯⨯=+D 5.0+m m 1875.05.0375.0<=+= 符合强度要求。
围堰简图附后 四、确定壁板21 (见图示)1. 设5.021= 2. 壁板厚度为mm 6=δ 3. 壁板与纵肋、横肋为四周焊则11(0829.0Y M a =-最大,“建筑结构静力计算手册”291页)4. 静水压力为:m t q 5.7=(单位宽度) 5. 壁板材料[]m t 18000=σ(单位宽度) 6. 计算 1和2211max ⋅⋅=q a M []2max 61δσ⋅⋅=M []221161δσ=⋅⋅ q a []q a ⋅⋅⋅=1216δσ =65.70829.0006.0180002⨯⨯⨯m 417.0=取:mm 4001= 则:mm 8002= 五、计算横向加劲肋的强度1. 横肋采用87575⨯⨯<的角钢,其235.11,93.27cm A cm W == 2. 横肋采用材料的允许应力[]21800cm kg =σ 3. 横肋按五跨连续梁计算(以大纵肋为支点) 2max ⋅⋅=q k M其中:046.0=K cm 120= cm kg m t q 755.7==cm kg M -=⨯⨯=4968012075046.02max 22180093.174293.2749680cm kg cm kg W M <===σ ⋅⋅=q k Q max 其中:606.01=k kg Q 545412075606.0max =⨯⨯= 22max 90026.4745.115454cm kg cm kg A Q <===τ 六、计算小纵肋的强度1.小纵肋采用65075⨯⨯<角钢,其386.16cm W = 270.5cm A = 2.小纵肋材料的许用应力:[]21800cm kg =σ []2900kg =τ3.小纵肋按五跨连续梁计算变矩和剪力(以横肋为支点)2max ⋅⋅=q k M , ⋅⋅=q Q αmax其中:046.0=k 606.0=α cm kg q 75= cm 80= cm kg q k M -=⨯⨯=⋅⋅=220808075046.022max kg q Q 36368075606.0max =⨯⨯=⋅⋅= α22max 18006.130986.1622080cm kg cm kg W M <===σ 229009.6377.53636kg kg A Q <===τ七、计算大纵肋强度1.大纵肋采用[a 18槽钢其2369.25,4.141cm A cm W == 2.大纵肋材料的允许应力 []21800cm kg =σ,[]2900cm kg=τ3.大纵肋以内支撑为支点(图中:11C C B A A ----)支点间距为200mm ,按四跨连续梁计算2max ⋅⋅=q k M ⋅⋅=q Q αmax其中:077.0=k 607.0=α cm kg q 75= cm 200= cm kg M -=⨯⨯=23100020075077.02maxkg Q 910520075607.0max =⨯⨯=22180066.16334.141231000cm kg cm kg W M <===σ 2290042.35469.259105cm kg cm kg A Q <===τ八、钢套箱围堰内支撑杆的强度计算1.当抽水浇筑承台时,钢套箱围堰需一边抽水,一边进行支撑,否则,围 堰 将失去稳定。
2.钢套箱内的支撑点如图中所示的1A ~5A ,1B ~5B ,1C ~5C ,1D ~5D ,1E ~5E ,1F ~5F ,1G ~5G 及11A ~15A ,11B ~15B ,11C ~15C ,11D ~15D , 11E ~15E ,11F ~15F ,11G ~15G 。
3. 支承在“A ”点和“F ”点上的支撑杆采用[40b 按 布置,其中 344.1864cm W X =,09.166=A ,cm ix 71.14=,370.222cm Wg =, cm ig 70.3=。
344.1864cm w x =4.支承在其它各点上的支撑杆采用[20a 槽钢按 布置,其中 cm i cm A cm W x x 86.7,66.57,08.35623===5. 钢套箱围堰支撑图如下所示:6.支撑杆件强度计算:A .支承在“A ”点和“F ”点上的支撑杆强度a. 受压强度计算[]σφσ≤=AN其中:kg Q N 9105max ==,209.166cm A = φ根据入选用 yuw=λ 1=m (两端铰支) cm 600= cm ig 7.3= 2.1627.3600===iy m λ 根据λ查表得264.0=φ 22180065.20709.166264.09105cm kg cm kg A N <=⨯==φσ b. 受弯强度计算支承在“A ”点和“F ”点上支撑杆,除两端受压外,还要承受侧面传来 的集中荷载)9105(max kg Q P P ==受力计算简图如下:kg P n R R B A 18210910521521=⨯-=⋅-== cm kg p n m M -=⨯⨯⨯-=⋅⋅⋅-=3277800600910558125812max 22max 180006.175844.186********cm kg cm kg W M X <===σ2290064.10909.16618210cm kg cm kg A RA <===τ B . 支承在除“A ”点“F ”点上的支撑杆强度计算:除“A ”点和“F ”点的支撑杆外,其余支撑杆只受力,不受弯矩作。
[]σφσ≤=4N其中:kg Q N 9105max == 266.57cm A = φ根据入选用 xi M=λ 1=M (两端铰支) cm 600= cm i x 86.7= 34.7686.76001=⨯==ix m x λ 根据x λ查表得:749.0=x φ 22180083.21066.57749.09105cm kg cm kg A N X x <=⨯==φσ 若以cm i y 91.2=代入则 19.20691.26001=⨯==y y i M λ 根据y λ查表得169.0=y φ 22180037.93466.57169.09105cm kg cm kg A N Y y <=⨯=⋅=φσ 故:施工中该支撑杆任意安放其强度均满足要求。
九、钢套箱内支撑回岑挡板强度的计算1.根据支撑杆受力计算得知A A -杆,F F -杆支承在用 25a 制成的槽钢内,A 点和F 点受矩支撑(d d c c b b a a ----,,,杆)传递的力后,使得1A 点 承受18210kg 推力(支承力)该力,由设置在 25a 槽钢的挡板来承受。
2.A 点和F 点的回岑挡板制成如下形式:3.因B B -杆,C C -杆,D D -杆,E E -杆只承受正面壁板板压力,其回 岑内的挡板不需要计算,且挡板厚度为 mm 8=δ就能满足需要。
4.A A -杆,F F -杆强度计算 5.回岑挡板计算的数学模式为: 6.回岑挡板强度计算A . 回岑挡板弯曲强度和剪切强度计算2241 q M =cm 22= cm kg q 727.8272218210==cm kg q M 5.1669222727.82724124122=⨯⨯==kg Q 18210=261BH W =cm B 22= cm H 2= 32667.144226161cm BH W =⨯⨯==244222cm H B A =⨯=⨯=2218001.1138667.145.16692cm kg cm kg W M <===σ 2290086.4134418210cm kg cm kg A Q <===τ B .回岑挡板焊缝强度计算[]f ff A Nττ≤=其中:f f f h A ∑⋅=7.0δ2.1=f h (-δ为最薄板) cm t 2.1==δ cm h f 44.12.12.1=⨯= 取: cm h f 5.1= cm f 24474=-⨯=∑22.25245.17.07.0cm h A f f f =⨯⨯=∑⋅= kg R N A 18210== []2750cm kg f =τ 22750062.7222.2518210cm kg cm kg A N f f <===τ 十、浮力计算:1.围堰抽水浇筑承台时所产生的浮力kg H B L W t 360045045.3605.76001.8==⨯⨯=⨯⨯= 2.围堰钢材自重:kg t G 20131131.201== 3.围堰封底砼重量kg t v C 10563105613680011232==⨯⨯⨯==砼γ 4.钻孔桩重量kg t h R d n G 270962962.2704163.225.164223==⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=-ππ砼 5.围堰总重量kg t G G G G 396706706.396962.270613.105131.20321==++=++= 6.围堰浮力与重量的差值:kg t G W W 36661661.36706.390045.360-=-=-=-=因W 为负数,故围堰不会上浮,即围堰重量(含桩身重量和封底砼重 量)大于围堰所产生的浮力。
十一、封底砼与围堰的粘结力与浮力之差值(即:围堰能否脱离封底砼而上浮): W k S w >÷⋅τ其中:W -围堰浮力 t W 045.360=-S 封底砼与围堰接触 ()22821618m S =⨯⨯+⨯=砼的握裹力-W τ 2150m t W =τ (“简明施工手册”559页) k -安全糸数 4=k t t k S W 045.3601050415028>=÷⨯=÷⋅τ 故:当围堰抽水浇筑承台时,围堰与封底砼的粘结力大于围堰的浮力,围堰 不会脱离封底砼而上浮。