钢套箱计算单

32#墩钢套箱计算单

（一）、计算依据

1、（建标[2002]99号） 建设部《工程建设标准强制性文件》

2、（JTJ021—89） 《公路桥涵设计通用规范》

3、（JTJ025—85） 《公路刚结构桥涵设计归规范》

4、（JTJ001—97） 《公路工程技术标准》

5、（JTJ041—2000） 《公路桥涵施工技术规范》

6、（GBJ17—88） 《刚结构设计规范》

7、1995人民交通出版社 《公路桥涵设计手册—基本资料》 8、1994高等教育出版社 《材料力学》 9、2001.5北京交通出版社 《路桥施工手册》 （二）、计算资料

套箱顶标高按15.826米计，套箱高6米、其长、宽比承台大30cm ，按一节加工。施工水位15.0米，计算水位15.826米。面板用4mm 厚A3钢板加工。 （三）套箱的水浮力验算

套箱的水浮力按两个阶段进行验算，一是封底等强后进行抽水，二是浇

注承台第

一层（2m 厚）时。

钢套箱

标高9施工水位

套箱施工封底示意图如下。

计算数据：

钢套箱底面积：757m2；

钢护筒总面积：π×2.82×24/4=147.8m2；

钢套箱自重：220t；

封底1m砼自重：（757-147.8）×1×2.5=1523t；

浇注承台第一层（2m）砼自重：（757-147.8）×2×2.5=3046t；

钢套箱到位封底后水浮力：（757-147.8）×（13.5-9.826）×1=2238t；封底砼强度达到100%时与钢护筒最大粘结力：

P max=1.5×π×2.8×24×0.1×102=3167t。

1、封底等强后进行抽水时

考虑封底砼与钢套箱自重与水浮力的差值：

N=2238-（1523+220）=495t

即砼粘结力能够平衡水浮力。

2、浇注承台第一层（2m厚）时

考虑封底砼、承台砼与钢套箱自重与水浮力的差值：

N=3046+1523+220-2238=2551t

即砼粘结力能够平衡结构物自重。

（四）、面板计算

条件：面板厚4mm套箱设计顶面标高15.826m，套箱刃脚处标高9.826m，套箱封底砼为1.0m，竖肋间距为35cm，材料为L75×50×6。

1、静水压强计算

根据静水压强的规律可知标高为10.826m处的静水压强最大，如下图（一）

（1）、截面几何特性计算

I=bδ3/12=1.0×43×10-9/12=5.3×10-9（m4）

w=bδ2/6=1.0×42×10-6/6=2.67×10-6（m3）

（2）、强度检算

M=0.7qL2/8=49×103×0.35×0.352×0.7/8=183.8(Nm)

σ= M /W =183.8/(2.67×10-6)=68.8(Mpa)<[σ]=140 Mpa

(满足施工要求)

⑶、刚度检算

f=5qL4/(384EI)=(5×49×103×0.35×0.354)/(384×210×109×5.3×10-9)=3.0(mm)（可）

2、计算横梁间距：根据σ=M/W 且M=ql 2/8 q=ρgh 利用列表计算[σ]=140Mpa W=14.02(cm 3)

1/8[1.0×103×9.8×(15.826-10.826-X 1/2)×0.35]×X 21 =140×106×14.02×10-6

经试算X 1=1.01m

现取X 1=0.8m 满足施工要求。 （六）强度检算

横梁间距采用0.8m ，横梁内支撑布置如图所示。

横梁强度检算按10跨连续梁计算，跨径布置如下图。假定横梁受力是由面板传递的静水压力（静水压强按标高为10.826m 处计算，P=49×103Pa ），横梁间距为0.8m ，所以横梁受力为q=P ×0.8=49×103×0.8×10-3=39.2kNm 。

连续梁结构用计算软件进行计算，经计算有 变形：f max =0.7mm,x=37m 处；

q=39.2kN/m

横梁按连续梁计算的跨径布置

32#墩钢套箱内平面图

f min =-0.6mm,x=33m 处。 弯矩：Mmax=49.3kNm ，x=8处； Mmin=-93.7kNm ，x=40.2处； 横向通长支撑处支座反力：N 4=N 8=174.4kN 。 （1）横梁强度检算

横梁选用I32b ，查型钢表有型钢截面特性：A=73.5cm 2，W x =726.7cm 3，横梁最大弯矩为93.7kNm ，钢材容许应力[σ]=170MPa 。

MPa MPa W M x 170][9.1281010

7.726107.936

6

3=<=⨯⨯⨯==--σσ 所以横梁强度满足要求。 （2）通长内支撑强度检算

内支撑选用型钢I22b ，竖向（x-x 方向）加设3m 一道的竖向支撑，横向（y-y 方向）通长设置。内支撑轴向力N=174.4kN ，查型钢表有截面特性：

A=46.5cm 2，r x =8.78cm ，r y =2.27cm ，钢材容许应力为[σ]=170MPa 。

对强轴（x-x ）： l ox =14.8m ,6.16878

.8100

8.14=⨯==

x ox r l λ，查表有φx =0.274， MPa MPa A N x 170][1371010

5.46274.0104.1746

4

3=<=⨯⨯⨯⨯==--σφσ，强度满足。

对弱轴（y-y ）：l oy =3m ,2.13227

.2100

3=⨯=

=

y

oy r l λ，查表有φy =0.378，MPa MPa A N y 170][2.991010

5.46378.0104.17464

3

=<=⨯⨯⨯⨯==--σφσ，强度满足。 y -y

x-x