邊墩鋼吊箱計(jì)算書t

1、福州市螺州大橋北汊主橋臨時(shí)工程福州市螺州大橋北汊主橋臨時(shí)工程Z10#墩鋼吊箱設(shè)計(jì)墩鋼吊箱設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算算書書中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司二二 OO 九年十二月九年十二月編 制： 校 核： 審 核： 目 錄1、設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)條件.12、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)依據(jù).13、鋼吊箱基本尺寸及布置、鋼吊箱基本尺寸及布置.13.1 鋼吊箱布置.13.2 鋼吊箱基本尺寸.34、荷載計(jì)算、荷載計(jì)算.34.1 風(fēng)荷載.34.2 水流力.44.3 波浪力.44.4 吊箱上荷載作用方向.44.4 鋼材及焊縫容許應(yīng)力.55.鋼吊箱工況分析及計(jì)算鋼吊箱工況分析及計(jì)算.5工況一：鋼吊箱起吊.5

2、工況二：澆注封底混凝土.9工況二：抽水工況.13工況三：低水位澆筑第一層 1.5m 承臺工況.1711、設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)條件1.吊箱頂標(biāo)高：+5.8m2.吊箱底標(biāo)高：-1.868m2.承臺頂標(biāo)高：+3.0m3.承臺底標(biāo)高：+0m4.設(shè)計(jì)高水位：+5.30m(10 年一遇)5.設(shè)計(jì)低水位：+1.01m6.最大風(fēng)速：36.6m/s 起吊風(fēng)速：13.6m/s7.水流流速：1.04m/s8.鋼護(hù)筒直徑：2m/1.4m2、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)依據(jù)1） 設(shè)計(jì)委托書及項(xiàng)目部提供的相關(guān)文件2） 港口工程荷載規(guī)范 （JTJ21598）3） 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （2006 年版）4） 海港水文規(guī)范 （JTJ21398）5）

3、 港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ 26798）6） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GBJ 50017-2003）7)水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范 （DL/T 503995）8)海港工程設(shè)計(jì)手冊(中冊)9)建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊3、鋼吊箱基本尺寸及布置、鋼吊箱基本尺寸及布置3.1 鋼吊箱布置Z10#墩承臺平面尺寸為 7m15.4m，四邊是半徑 1.25m 的倒圓角，承臺高3m。鋼吊箱內(nèi)壁尺寸由承臺四周尺寸外擴(kuò) 30mm 而得，尺寸為27.06m15.46m，壁體高 7.3m。考慮與引橋墩處的鋼吊箱周轉(zhuǎn)使用，壁體分塊較多。吊箱平面布置及壁體分塊示意圖如下：剖面圖： 33.2 鋼吊箱基本尺寸壁體高度：7.30

4、0m壁體厚度：0.408m底板厚度：0.368m壁體外周長：42.9m壁體內(nèi)周長：42.8m吊箱內(nèi)面積： 107.74 m2封底砼總面積： 90.5 m2鋼護(hù)筒的總面積： 17.25 m2鋼護(hù)筒的總周長：35.8m4、荷載計(jì)算、荷載計(jì)算4.1 風(fēng)荷載0WWzsgzk式中 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；kW高度 z 處的陣風(fēng)系數(shù)；取 1.78；gz風(fēng)荷載體型系數(shù)，迎風(fēng)向取為 0.8，順風(fēng)向取為-0.7，背風(fēng)向取為-0.5；s風(fēng)壓高度變化系數(shù)；取 1.00；z基本風(fēng)壓(kPa)。0W（1）最大風(fēng)速 V=26.0m/s 時(shí)：220126.00.422516001600WvkPa迎風(fēng)向：1.78 0.8 1

5、 0.42250.60kWkpa 順風(fēng)向：1.780.71 0.42250.53kWkpa 背風(fēng)向：1.780.51 0.42250.38kWkpa 4（2）起吊風(fēng)速 V=13.6m/s 時(shí)：220113.60.115616001600WvkPa迎風(fēng)向：1.78 0.8 1 0.11560.16kWkpa 順風(fēng)向：1.780.71 0.11560.14kWkpa 背風(fēng)向：1.780.51 0.11560.10kWkpa 4.2 水流力AvCFww22式中水流力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；wF水流設(shè)計(jì)流速(m/s)；取 1.04m/s；v水流阻力系數(shù)；wC水的密度(t/m3)；計(jì)算構(gòu)件在與流向垂直平面上的投

6、影面積(m2)A查得0.73wC 2221/1.5 11.040.8122wwwkNpFACvm 4.3 波浪力 按船行波 0.5m 波高考慮，經(jīng)計(jì)算，波浪力比較小，統(tǒng)一按 5KPa 的均布荷載考慮。4.4 吊箱上荷載作用方向 波浪力、水流力、風(fēng)荷載方向如下圖：54.4 鋼材及焊縫容許應(yīng)力依照公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 ，臨時(shí)工程 Q235-B 鋼材的容許應(yīng)力：彎應(yīng)力、綜合應(yīng)力 145 1.3188MPa剪應(yīng)力 85 1.3110MPa5.鋼吊箱工況分析及計(jì)算鋼吊箱工況分析及計(jì)算工況一：鋼吊箱起吊約束條件：所有起吊點(diǎn)鉸接。本工況條件如下：類別參數(shù)備注自重-1.2風(fēng)速V=13.6m/s吊箱總

7、重約 80t，實(shí)際建模時(shí)自重考慮 1.2 倍的放大系數(shù)。模型總圖如下：6吊索內(nèi)力如下：（單位：KN）挑梁應(yīng)力如下：（單位：MPa）7吊桿應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）壁體梁系應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）壁體面板應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）8底板梁系應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）底板面板應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）吊索最大拉力為 227.4KN。吊桿的最大拉力為 65.1KN起吊時(shí)吊箱各構(gòu)件最大應(yīng)力如下表所示：序號名 稱型號應(yīng)力(MPa)備 注1挑 梁HN40020074.4(-78)2吊桿HW15015040.33壁體梁系79.3（-93.7）4壁體面板t=894.45底板梁系79.8（-134.

8、7）6底板面板t=835.79工況二：澆注封底混凝土約束條件：挑梁與鋼護(hù)筒接觸點(diǎn)處固結(jié)。封底混凝土厚度 1.5 m。本工況條件如下：類別參數(shù)備注自重-1水位+1.01m流速V=1.04m/s底板受封底混凝土自重：141.5=21kN/m2，底板考慮 3 kN/m2的波吸力荷載簡圖：模型總圖如下：10整體變形：（單位：mm）挑梁應(yīng)力如下：（單位：MPa）吊桿應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）11壁體梁系應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）壁體面板應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）底板主梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）12底板次梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）底板加強(qiáng)次梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）底板面板應(yīng)力圖如下：（

9、單位：MPa）13挑梁在支撐牛腿處的支點(diǎn)反力：（單位：KN）吊桿的最大拉力為 124.2KN，挑梁與壁體接觸處最大剪力 272KN。澆封底時(shí)吊箱各構(gòu)件最大應(yīng)力如下表所示：序號名 稱型號應(yīng)力(MPa)備 注1挑 梁HN40020092.2(-166.8)2吊桿HW15015041.03壁體梁系33.4（-23.7）4壁體面板t=853.25底板主梁HN35017546.3（-68.4）6底板次梁HN1005035.6（-83.1）7底板加強(qiáng)次梁HN20010089.7（-103.3）6底板面板t=8177.4底板面板最大應(yīng)力出現(xiàn)在底板斜向加強(qiáng)次梁位置。工況二：抽水工況考慮自重、水流力、波浪力、水

10、壓力、浮托力。約束條件：封底混凝土與鋼護(hù)筒接觸面上的所有點(diǎn)固結(jié)。荷載簡圖：14整體模型如下：整體變形：（單位：mm）環(huán)向主梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）15環(huán)向次梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）豎向次梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）16壁體面板應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）挑梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）封底混凝土應(yīng)力如下：（單位：MPa）17鋼護(hù)筒支點(diǎn)反力如下：（單位：KN）抽水工況下吊箱各構(gòu)件最大應(yīng)力如下表：序號名 稱型號應(yīng)力(MPa)備 注1環(huán)向主梁HN40020069.6（-42.4）2環(huán)向次梁HN1005058.4（-50.3）3豎向次梁HN35017547.9（-31.4）4挑梁HN40

11、020014.8（-46.8）5壁 板t=837.16封底混凝土C253.27（-1.07）拉為正封底混凝土最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在封底混凝土頂部與豎向次梁接觸位置處，屬于不同材料變形不同產(chǎn)生的應(yīng)力集中，封底混凝土底部最大拉應(yīng)力不到0.3MPa，可以滿足要求。工況三：低水位澆筑第一層 1.5m 承臺工況考慮自重、水流力、水壓力、浮托力、承臺 1.5m 混凝土壓力。約束條件：封底混凝土與鋼護(hù)筒接觸面上的所有點(diǎn)固結(jié)。荷載簡圖： 18整體模型如下：整體變形：（單位：mm）19環(huán)向主梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）環(huán)向次梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）豎向次梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）20壁體面板應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）挑梁應(yīng)力圖如下：（單位：MPa）封底混凝土應(yīng)力如下：（單位：MPa）21鋼