无底钢套箱图纸(计算)

某大桥220～224墩无底钢套箱设计计算

1、地质条件：

220、223、225承台底以下为圆砾土，中密，容许承载力0.22MPa.

221、222、224承台底以下为松软土，中密，容许承载力0.12MPa

2、水文情况：

常水位：688.00 河床标高688.00

放水100m3/s 标高689.00

设计水位:689.50 套箱顶按690.00

3、墩结构设计：

承台平面尺寸9.10×10.80m，承台底标高详见表1，第一层厚度2.5m，第二层厚度

1.0m

钻孔桩基9φ1.25m，施工钢护筒埋设深度，筑岛面以下2～3m

4、梁体结构设计：

48m简支梁

5、承台施工：

采用明挖至封底砼底标高，汽车吊双机抬运钢套箱就位，浇注封底砼，抽水浇注承台砼

6、无底钢套箱结构设计：

6.1 结构尺寸：

平面尺寸，按承台平面尺寸每边放大0.1m为9.2×10.9m，其主立面图如下：

墩位标高表

6.2 结构检算：

6.2.1封底混凝土厚度计算

封底混凝土厚度不考虑桩的作用

假定封底混凝土厚度为1.2m，则水深h=689-684.37+1.2=5.83m

封底混凝土采用C30，抗拉强度设计值为1.43MPa，套箱设计为矩形，矩形封底

混凝土按周边简支支承的双向板承受水压均布荷载计算

l 1/l 2=9.2/10.9=0.844，其弯矩系数查表得： a 1=0.0564 a 2=0.0432

静水压P=5.83×10－1.2×23=30.7KN/m 2

∴ ()2

21110.056430.79.2146.553M a pl KN m ==⨯⨯=⋅ ()222210.043230.79.2112.253M a pl KN m ==⨯⨯=⋅ 封底混凝土厚度

h

ct

h D =

+

式中: K=1.5 安全系数 b=1000mm 板宽取值

f ct =1.43N/mm 2 C30混凝土抗拉强度设计值 M=封底混凝土板的最大弯矩

D=考虑水下混凝土可能与井底泥土渗混增加厚度,一般取300～500mm ，明挖，水浅取300mm

故3001275 1.3h mm m === 6.2.2 壁板计算

水深h=3.63＋1.0=4.63m ，按5.0m 计算，下端以封底混凝土为支撑(固结)，上端设内撑(铰结)

静水压 2

151050/P KN m =⨯=

动水压 P 2 P 2按流速V=1.0m/s 计算(百年流速1.3m/s)

222rv P KA g ==

2

21.3351101 3.4/29.81

KN m ⨯⨯⨯⨯=⨯ 动水压为倒三角形，两者叠加为梯形，壁板按静水压取值，其线荷载20.05/q N mm =,按均布荷载四边简支板计算，取l 1= l 2=500mm ，l x /l y =1，则K x =0.0368,K y =0.0368 M x =M y =Kql x 2=0.0368×0.05×5002=460N ·mm 板厚取5mm W=1/6bh 2=1/6×1×52=4.167mm 3

2460110.4/4.167

M N mm W σ=

==＜2

188.5/N mm σ⎡⎤=⎣⎦满足要求 6.2.3 横向小肋计算：

横向小肋以竖向大肋为支撑，两端焊接在大肋上，其间距l=500mm ，线荷载q=0.05×500=25N/mm ，按均布荷载，单跨两端固定，其杆端弯矩和剪力为：

2211

1255005208341212M q N mm =

=⨯⨯=⋅ 11

25500625022

Q ql N ==⨯⨯=

选用扁钢，厚度5mm ，高度75mm 22311

5754687.566

W bh mm ==⨯⨯=

22

520834111.2/188.5/4687.5

M N mm N mm W σσ⎡⎤===<=⎣⎦满足要求 22

22625025/110.5/33575Q N mm N mm A ττ⎡⎤==⨯=<=⎣⎦⨯满足要求 6.2.4 竖向大肋

竖向大肋，下端以封底混凝土为支撑(固结)，上端以围囹为支撑(铰结)，按梯形荷载分成两个三角形荷载分别计算后再叠加。

22111

50583.3341515M ql KN m =

=⨯⨯=⋅ 22277 3.455120120M ql KN m ==⨯⨯=⋅

122

50510055R ql KN ==⨯⨯=

211

505251010R ql KN ==⨯⨯=

199' 3.45 3.8254040R ql KN ==⨯⨯=

21111' 3.45 4.6754040R ql KN ==⨯⨯=

1288.334M M M KN m =+=⋅ 11'103.825R R R KN =+=

[]

3

38833410468616188.5M

W mm σ⨯===

选择[25a 槽钢，间距0.5m 一根布置

443359.110I mm =⨯ 33268.710W mm =⨯ 33157.810S mm =⨯

78b mm = 7d mm = 27.4/q kg m =

3

2238833410164.4/188.5/2268.710

N mm N mm σσ⨯⎡⎤==<=⎣⎦⨯⨯满足要求 322

4103825157.81034.9/110.5/23359.1107

V S N mm N mm Id ττ⋅⨯⨯⎡⎤===<=⎣⎦⨯⨯⨯满足要求 44540.005425050000.005421212.52 2.1103359.110400ql l f mm f mm EI ⨯⨯⎡⎤

===<==⎢⎥⨯⨯⨯⨯⎣⎦

6.2.5 围囹计算

按均布荷载，三跨不等跨计算：

22'29.675/29.7/q R R KN m N mm =+==