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]=85Mp

3、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：

2、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/mm

3、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=6.9105KNxm

Qmax=85.379KN

[8的几何特性为：

A=2x1020=2040 mm2

A0=（80-2x8）x5x2+400x8=3840mm2

I=1010000x2=2020000mm4

W=25300x2=50600mm3

σmax= M max /W=6.9105·106/50600=136.6N/ mm2

<145N/ mm2

τmax= 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=3.06KNxm

Qmax=12.051KN

[8的几何特性为：

A=1020 mm2

A0=（80-2x8）x5+400x8=3520mm2

I=1010000mm4

W=25300mm3

σmax= M max /W=3.06·106/25300=120.9N/ mm2

<145N/ mm2

τmax= 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。（三）围檩与内支撑计算

1、计算简图

围檩与内支撑整体建模，其计算简图如下：

q q

2、计算荷载

围檩为竖向背楞支撑，其荷载由竖向背楞传递，由竖向背楞计算反力结果，得到最下一道围檩受力最大，将荷载简化为均布荷载，q=33756/400=84.39N/mm。

3、计算结果

根据上述图示及荷载，计算结果如下：

(1)围檩

Mmax=43.124KNxm

Qmax=107.41KN

Nmax=182KN

I32b的几何特性为：

A=7340 mm2

A0=（320-2x15）x11.5=3335mm2

I=116200000mm4

W=726000=50600mm3

σmax=Nmax/A+ M max /W

=182x1000/7340+43.124·106/726000

=88.5N/ mm2<145N/ mm2

τmax= Q max /A0=107410/3335=32.2N/ mm2<85N/ mm2

(2)内支撑计算

内支撑采用φ140x5.5mm焊接管，其截面几何特性为：

A=2324mm2，ix=47.59mm

按轴心受压杆件计算，最大轴力N=208.07KN

强度：σ= N/A=208070/2324=89.5N/ mm2<170 N/ mm2

稳定性：L=3840mm，λ=L/i=81

查表得φ=0.681

σ= N/A=208070/2324=89.5N/ mm2<0.681x145=98.7 N/ mm2

结论：围檩采用I32b满足要求；内支撑采用φ140x5.5焊接钢管，满足刚度与强度的要求。

（四）封底混凝土计算

1、抗浮计算

围堰的总浮力为：52.827x7.6=401.5t

抗浮力为：

（1）套箱自重：31.8t

（2）封底混凝土自重：52.827x1.5x2.3=182.3t

（3）封底混凝土与桩摩擦力：2x3.142x1.5x2x12=226t

抗浮力31.8+182.3+226=440.1t>401.5t