钢围堰封底砼检算

钢围堰封底砼检算

（一）封底砼厚度验算

抽水后，封底砼底面上作用的向上水压力： q=13.48（水压力）－(2.4×3.0)(砼重量)=6.28t/m 2

按周边简支支承的圆板，承受均布荷载，板中心的弯矩［桥梁地基与基础397页］

M=pa 2(3+μ)/16

式中p=6.28t/m 2圆板上作用的均布荷载 a=11.8m(圆板的计算半径，取自刃脚斜面一半) μ=1/6（砼的侧向变形系数，即泊桑比） M=(6.28×11.82

)(3+1/6)/16=173.06t .

m

根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》中6.1.13规定，水下封底混凝土的厚度，应按下式计算：

t u h h =

+ t h —水下封底混凝土厚度()mm ；

M —每米宽度最大弯矩的设计值()N mm ⋅；

b —计算宽度()mm ，取1000mm ；

t f —混凝土抗拉强度设计值()2/N mm ；

u h —附加厚度，可取300mm 。

则，0.3 2.67t u h h m =

==

实际工程封底混凝土的厚度取为3.0 2.67m m >。 （二）各种荷载 1、各种面积及体积

①刃脚底围堰内面积f 1=π12.12 =459.96m 2

②封底砼体积V 1=π(12.12-10.92)×1.3/2+π10.92×3=1176.2m 3 ③围堰内外壁空隙体积

V 2=π(12.12-10.9 2)×11.3-173320/7850=957.7m 3

④围堰内共12根φ1.8m 桩，钢护筒直径取2.2m ，其与砼接触表面积 f 2=π2.2×3×12=248.8m 2

2、浮力F= f 1γ水h=459.96×13.48=6200t

3、抗力

①钢围堰重力含壁内砼(浇注至承台底标高砼重量) P 1=340(围堰)+480(壁舱内砼)=820t ②封底砼重量

P 2= V 1×2.4=1176.2×2.4=2822.9t ③围堰壁内水重量

P 3= V 2×1=957.7×1=957.7t

④封底砼与钢护筒间的摩擦力(钢护筒与砼摩擦系数10.4t/m 2) P 4= f 2×15=248.8×10.4=2588t

抗浮力P= P 1+P 2+P 3+P 4=820+2822.9+957.7+2588=7188.6t （三）封底混凝土受剪计算

封底砼所受剪力F-P 2 -P 4=6200-2822.9-2588=789.1t

2789.1 3.76/12(24.221.8) 1.321.8 1.7

2

Q t m bh τππ=

==⨯+⨯+⨯⨯ C25混凝土允许直接剪应力 4.09f MPa σ⎡⎤=⎣⎦，可见0.13f MPa τσ⎡⎤=<⎣⎦ （四）钢围堰整体抗浮检算

抗浮力P= P 1+P 2+P 3+P 4=820+2822.9+957.7+2588=7188.6t

f K 为抗浮安全系数，取1.0～1.15

7188.6

1.166200

f P K F ==> （五）钢围堰下沉计算

钢围堰着床后，面到围堰底的水深为13.48m 。

浮力'F ＝γ·V=1×π(12.12-10.92)×(13.48-1.3/2)=1112.5t 钢围堰自重'1P =340t

壁内砼填充高度为3m ，则砼所占体积为200m 3，砼的容重为2.4t/ m 3，则

'2P =200×2.4=480t

围堰壁内水重量'3P = 957.7×1=957.7t

P='1P +'2P +'3P =340+480+957.7=1777.7t

'

1777.7 1.601112.5

f P K F ==>

河床覆盖土层为砂夹卵石，极限摩阻力18～30KPa 。围堰下沉计算表见表1。

序号 土层

名称

土的极限摩阻力 19＃墩

下限(Kpa) 上限(Kpa)

土层厚度 （m ） 下沉最小摩阻力 (KN)

下沉最大摩阻力(KN) 1

砂夹 卵石

18

30

1.3

1779

2965

取最小摩阻力：

[]'min 1777.71112.5 3.74 1.15177.9R F K K T --===>=

取最大摩阻力：

[]'max 1777.71112.5 2.24 1.15296.5R F K K T --===>=

四、壁板间局部弯曲应力 1、封底砼顶面（承台底面）处 竖向加劲肋水平间距：

外壁板上为：24.2π×(1/192)=0.396m=396mm 内壁板上为：21.8π×(1/192)=0.357m=357mm 水平加劲肋竖向间距为300mm 水压力：P 1=10.48t/m 2 流水压力：P 2=0.06t/m 2

q=P 1+ P 2=10.48+0.06=10.54t/m 2=1.054kg/cm 2 1）外壁板

按机械设计手册第一章表1-1-110等厚矩形板

最大挠度：4

03

qb f c Eh =

最大应力：2

max 1(/)c b t q σ=

b=396mm ，a=300mm ，a/b=396/300=1.32 q=10.54t/m 2=1.054kg/cm 2 t=8.0mm

四边简支（板中央应力）

0c =0.0712，1c =0.423

4083105.4300396

0.07120.5650.992.1108400400

l f mm mm

⨯==<==⨯⨯

[]2max 0.423(300/8) 1.05462.70=170MPa MPa σσ=⨯⨯=<

2）内壁板

按机械设计手册第一章表1-1-110等厚矩形板

最大挠度：4

03qb f c Eh =

最大应力：2max 1(/)c b t q σ= b=357mm ，a=300mm ，a/b=357/300=1.19 q=10.54/m 2=1.054kg/cm 2 t=8.0mm

四边简支（板中央应力）

0c =0.06074，1c =0.3712

4083105.4300357

0.060740.4820.8932.1108400400

l f mm mm

⨯==<==⨯⨯

[]2max 0.3712(300/8) 1.05455.019=170MPa MPa σσ=⨯⨯=< 2、封底砼顶（承台底）面以上2.5处 竖肋水平间距不变