承台钢套箱设计计算书

水中承台施工方案——

经调查分析，桥位处施工水位拟定是为5.0m。围堰的顶标高为

如下图所示：

施工水位+0.5安全高度+0.2m波浪高约▽5.7m.

2.5m

面板厚 =6mm

横向肋为：[10＠500

竖向肋为：I14a＠500

面板四周设∟140×140×10角钢与相邻面板连接，连接螺栓开孔Ф22mm，孔距150mm单排，螺栓M20*65mm

钢套箱拟设三层围令，上层围令设置标高▽4.5m处为内围令；中层围令设置标高▽2.5m处为外围令，下层围令设置标高▽0.7m处为外围令。

两层外围令旨在方便承台的施工。尽量缩短承台工期，且两道外围令均在河床面上，日后由潜水工切割，将其回收。

一、设计依据

1、仪扬河大桥施工图设计；

2、实测河床断面图；

3、历年的水文资料；

4、各种桥涵设计、施工规范和设计计算手册；

二、方案可行性研究及其对策

1、筑岛围堰：根据施工图设计，主墩承台顶面在河床面以上，墩位处水深5.0m左右。如采用土围堰（包括草袋土围堰或木桩土围堰），则围堰较高，必须将围堰做得很大。这样压缩航道不但对航运产生不利影响，且工程量很大，费工费时，土壤又缺乏，无论是从工期还是造价上均不够合理，同时在施工过程中还存在巨大风险，故此方案不能采纳。

2、钢套箱围堰：利用钢管桩脚手平台拼装，下沉钢套箱比较方便，而且钢套箱仅需下沉2.5m左右是完全可能的。在本桥的地质条件下，下沉2.5m最好采用单壁钢套箱，由于本身自重虽较小，但下沉较浅，这完全是可能的。且单壁钢围堰待承台浇筑后又能回收利用，经济上及工期上均是合理的。

综上，最后研究决定，采用单壁钢围堰施工承台。

三、套箱围堰平面尺寸及标高的确定

1、套箱围堰的标高拟定

顶标高：根据历年水文资料及一般以十年一遇的水位作为施工水位，故将施工水位定为▽5.0m，因流速不大，只考虑0.7m安全高度，所以套箱围堰顶标高为5.7m；

底标高：承台底标高为0.0m，封底混凝土厚度拟定为1.2m，围堰吸

泥下沉后用蛇皮袋装粘土铺平的处理高度约为0.3m，再考虑套箱的底脚切入河床表面0.8m，则底脚标高应为-2.3m。

套箱围堰总高度为h=5.7－（-2.3）=8.0m

2、套箱围堰平面尺寸的拟定

套箱围堰下沉至设计标高后封底抽水，变水中施工为陆上施工，同时套箱又兼作浇筑承台的外模。为了保证承台轴线的精确，故在承台外缘放出5cm，作为钢套箱在下沉时的偏差余量，所以在设计钢套箱围堰时，平面净尺寸为：净（16.5+2×0.05）×（7.7+2×0.05）=16.60×7.8m。套箱围堰总高8.0m，拟分为上下两层。底层高3m，上层高5m。

四、承台施工流程图：

基桩浇筑完成

拆除施工平台面层、贝雷拼装单壁钢套箱测量控制转至另半幅施工平台使用

钢套箱加工或改造钢套箱吸泥下沉测量跟踪

补水、保持水头平衡

钢套箱沉至设计标高

潜水工清底整理、清壁浇筑封底混凝土砼等强后井内抽水

承台放样破桩头检测、绑钢筋浇筑承台

绑钢筋、浇筑墩身拆除钢围堰

准备潜水作业设备

制定浇筑方案及设施

报监理验收

承台钢筋加工墩身钢筋加工

转至另半幅施工承台使用

报监理验收

拆除下层、上层钢围令

下达纠偏指令检查安全整修检查钢围令支撑情况五、钢套箱设计计算

1、面板设计计算

1）重量分块计算

按现在的25T吊机和8m左右的吊距，宜将板块重量控制在5.0T以内。钢围堰平面尺寸如下图所示：

钢套箱总高度8.0m，上层套箱高度5.0m.

块件估重：按保守估计，每平方最多不超过180Kg，

G=4.15×5.0×0.18T/m2＝3.74T<5.0T。

2）面板的强度和刚度验算

钢套箱面板在拼装过程中及吸泥下沉过程，只需控制好内外水头，使之相等，面板的受力很小，在上述工况下可以不作验算，只是在封底抽水后，内外形成压力差，在此工况下，对面板需进行强度和刚度的验算。

（1）套箱面板强度验算：

套箱的纵横向加劲肋间距均为50cm，面板厚度δ＝8mm，最大水深

h＝5.0m，面板上水侧压力只有在封底抽水后形成，其最大水头差h ＝5.0－0.7＝4.3m。

视面板为四周固结：

P=r×h=1.0*4.3=43Kpa

将面板压力简化为阶梯荷载时：

P=r×(h－0.5/2)＝40.5Kpa

面板L1=L2=50cm

L1/L2=1<2应按双向板计算

利用《建筑结构静力计算手册》表4-4

当μ=0时，（μ为泊桑比）

M x ＝M y ＝0.0176×ql 2

＝0.0176×4.05×0.52

＝0.0178t ·m

M X 0＝M y 0

＝0.0513×ql 2＝0.0513×4.05×0.52

＝0.0519t ·m

M x μ＝M y μ＝M x ＋M y μ＝1.3M x ×1780＝2314㎏·㎝W=61×b ×h 2＝6

1×50×0.62＝3cm 2σmax ＝M1/W ＝2314÷3＝771㎏/cm 2

σmax ＝M2/W ＝5190÷3＝1730㎏/cm 2＜1.3[σ]＝1885㎏/cm 2注：临时结构取1.3的容许应力增大系数

（2）下层套箱面板强度验算

下层套箱3.0m 高，在封底

抽水后，除了顶部0.7m 高，受

到水侧压力外，下面的2.3m 则

埋入地下或是在封底混凝土的

高度范围内不受力。如图所示：

最大水头差：h=5.0－0.2＝

4.8m ，将面板上压力简化为阶梯荷载时：P ＝r ×（h －

2

45.0）＝4.58t/㎡