1、2围堰抗浮力和抗流水压力检算

一、296#墩钢围堰检算

1 钢围堰抗浮力检算

水浮力Q=D,D 由双壁钢围堰自重D1、双壁间填充的混凝土质量D2、双壁间填充水重量D3平衡。

（1）双壁钢围堰底面上作用的向上浮力：

221/426.41/424.8)(27.516.34)718.03t Q ππ=⨯⨯-⨯⨯⨯-=（

（2）钢壁双围堰自重：D1=299t

（3）钢围堰双壁间填充的砼的重量(2.5m 高刃脚混凝土，其中刃脚高度0.8m)，砼的重量按2.3t/3m 算：

22222[1/4(26.424.8)0.41/4(26.424.8) 1.7] 2.3310.76t

D ππ=⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯⨯= （4）设需要在双壁钢围堰中注H 高的水就可以使钢围堰完全下沉：

2231/426.41/424.8)64.34D H H ππ=⨯⨯-⨯⨯⨯=（

123Q D D D =++⇒

718.03=299+310.76+64.34H ⇒H=1.683m

而实际上双壁钢围堰中注水高度为9.16m,大于1.683m ，即使不用钢护筒，围堰在自身自重、双壁钢围堰刃脚混凝土重量以及双壁钢围堰中注水的重量下抗浮力大于浮力而不会浮起。

对于封底混凝土的灌注，由于混凝土密度大于水的密度，它只会使钢围堰更加稳定的下沉，而不会对钢围堰产生额外的浮力。

2 钢围堰抗水流冲击检算

作用于钢围堰上的流水压力可按下式计算（公路桥涵设计通用规范）：

22P KA

g γν=

式中：

232m /m m /s m /s P A g K γν——流水压力（kN ）；

——钢围堰阻水面积（），通常计算至一般冲刷线处；

——水的容重，一般取10kN ；

——标准自由落体加速度（）；

——计算时采用的流速（）；

——围堰形状系数，其值如下：

方形 1.47

矩形（长边与水流平行） 1.33

圆形 0.73

尖端形 0.67

圆端形 0.60

钢围堰抗水流冲击检算主要是其抗倾覆性和抗滑移的检算。取K=0.73,g=9.812m /s ,ν=2 m/s ，则： 2

2

26.4(27.516.34)294.624m 1020.73294.62429.81

A P =⨯-=⨯=⨯⨯⨯=438.48kN （1）抗滑移检算：

双壁钢围堰自重D1、双壁间填充的混凝土质量D2、双壁间填充水重量D3以及封底混凝土重量D4，共重D 为：

D=D1+D2+D3+D4=299+310.76+64.34×9.16+

221/424.81/422.8)2 2.3ππ⨯⨯-⨯⨯⨯⨯（=1543.06t

而P=438.48kN<μmg=0.15×1543.06×9.81=0.15×14752.83=2270.61kN 抗滑移系数为5.2>[K]=1.3,所以满足抗滑移要求。

（2）抗倾覆检算：

27.516.3426.4(1543.0610)201237.2kN<022

-⨯-⨯⨯=-438.48 即满足抗倾覆性要求，且抗倾覆稳定系数为83.2。

二、299#墩钢围堰检算

1 钢围堰抗浮力检算

水浮力Q=D,D 由双壁钢围堰自重D1、双壁间填充的混凝土质量D2、双壁间

填充水重量D3平衡。

（1）双壁钢围堰底面上作用的向上浮力：

221/4241/422.4)(9.9 1.5)489.79t Q ghA ρππ==⨯⨯-⨯⨯⨯-=（

（2）钢壁双围堰自重：D1=216.4t

（3）钢围堰双壁间填充的砼的重量(2.5m 高刃脚混凝土，其中刃脚高度0.8m)，砼的重量按2.3t/3m 算：

22222[1/4(2422.4)0.41/4(2422.4) 1.7] 2.3281.63t

D ππ=⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯⨯=

（4）设需要在双壁钢围堰中注H 高的水就可以使钢围堰完全下沉： 2231/4241/422.4)57.308D H H ππ=⨯⨯-⨯⨯⨯=（

123Q D D D =++⇒

489.79=216.4+281.63+57.308H ⇒H=-0.14m

即实际上围堰在自身自重以及双壁钢围堰刃脚混凝土重量下抗浮力大于浮力，无需注水钢围堰也不会浮起。而实际上钢围堰注水高度为5.9m 。

对于封底混凝土的灌注，由于混凝土密度大于水的密度，它只会使钢围堰更加稳定的下沉，而不会对钢围堰产生额外的浮力。

2 钢围堰抗水流冲击检算

作用于钢围堰上的流水压力可按下式计算（公路桥涵设计通用规范）：

22P KA

g γν=

式中： 232m /m m /s m /s P A g K γν——流水压力（kN ）；

——钢围堰阻水面积（），通常计算至一般冲刷线处；

——水的容重，一般取10kN ；

——标准自由落体加速度（）；

——计算时采用的流速（）；

——围堰形状系数，其值如下：

方形 1.47

矩形（长边与水流平行） 1.33

圆形 0.73

尖端形 0.67

圆端形 0.60

钢围堰抗水流冲击检算主要是其抗倾覆性和抗滑移的检算。取K=0.73,g=9.812m /s ,ν=2 m/s ，则：

2

2

24(9.9 1.5)201.6m 1020.73201.629.81

A P =⨯-=⨯=⨯⨯⨯=300.04kN （1）抗滑移检算：

双壁钢围堰自重D1、双壁间填充的混凝土质量D2、双壁间填充水重量D3以及封底混凝土重量D4，共重D 为：

D=D1+D2+D3+D4=216.4+281.63+57.308×5.9+

221/422.41/420.4)2 2.3ππ⨯⨯-⨯⨯⨯⨯（=1145.406t

而P=300.04kN<μmg=0.15×1145.406×9.81=1685.464kN

抗滑移系数为5.6>[K]=1.3,所以满足抗滑移要求。

（2）抗倾覆检算：

9.9 1.524(1145.40610)136188.6kN<022

-⨯-⨯⨯=-300.04 即满足抗倾覆性要求，且抗倾覆稳定系数为109。