鋼圍堰封底砼檢算

1、鋼圍堰封底砼檢算（一）封底砼厚度驗(yàn)算抽水后，封底砼底面上作用的向上水壓力：q=13.48（水壓力）(2.4×3.0)(砼重量)=6.28t/m2按周邊簡(jiǎn)支支承的圓板，承受均布荷載，板中心的彎矩橋梁地基與基礎(chǔ)397頁(yè)M=pa2(3+)/16式中p=6.28t/m2圓板上作用的均布荷載a=11.8m(圓板的計(jì)算半徑，取自刃腳斜面一半)=1/6（砼的側(cè)向變形系數(shù)，即泊桑比）M=(6.28×11.82)(3+1/6)/16=173.06t.m根據(jù)給水排水工程鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程中規(guī)定，水下封底混凝土的厚度，應(yīng)按下式計(jì)算： 水下封底混凝土厚度；每米寬度最大彎矩的設(shè)計(jì)值；計(jì)算寬度

2、，取1000mm；混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；附加厚度，可取300mm。則，實(shí)際工程封底混凝土的厚度取為。（二）各種荷載1、各種面積及體積刃腳底圍堰內(nèi)面積f1=12.12 =459.96m2封底砼體積V1=(12.12-10.92)×1.3/2+10.92×3=1176.2m3圍堰內(nèi)外壁空隙體積V2=(12.12-10.9 2)×11.3-173320/7850=957.7m3圍堰內(nèi)共12根1.8m樁，鋼護(hù)筒直徑取2.2m，其與砼接觸表面積f2=2.2×3×12=248.8m22、浮力F= f1水h=459.96×13.48=6200t3、

3、抗力鋼圍堰重力含壁內(nèi)砼(澆注至承臺(tái)底標(biāo)高砼重量) P1=340(圍堰)+480(壁艙內(nèi)砼)=820t封底砼重量P2= V1×2.4=1176.2×2.4=2822.9t圍堰壁內(nèi)水重量P3= V2×1=957.7×1=957.7t 封底砼與鋼護(hù)筒間的摩擦力(鋼護(hù)筒與砼摩擦系數(shù)10.4t/m2)P4= f2×15=248.8×10.4=2588t 抗浮力P= P1+P2+P3+P4=820+2822.9+957.7+2588=7188.6t（三）封底混凝土受剪計(jì)算封底砼所受剪力F-P2 -P4=6200-2822.9-2588=789.1

4、tC25混凝土允許直接剪應(yīng)力，可見(jiàn)（四）鋼圍堰整體抗浮檢算抗浮力P= P1+P2+P3+P4=820+2822.9+957.7+2588=7188.6t為抗浮安全系數(shù)，取1.01.15 （五）鋼圍堰下沉計(jì)算鋼圍堰著床后，面到圍堰底的水深為13.48m。浮力·V=1×(12.12-10.92)×(13.48-1.3/2)=1112.5t鋼圍堰自重=340t壁內(nèi)砼填充高度為3m，則砼所占體積為200m3，砼的容重為2.4t/ m3，則=200×2.4=480t圍堰壁內(nèi)水重量= 957.7×1=957.7t P=+=340+480+957.7=177

5、7.7t 河床覆蓋土層為砂夾卵石，極限摩阻力1830KPa。圍堰下沉計(jì)算表見(jiàn)表1。 表1圍堰下沉表序號(hào)土層名稱土的極限摩阻力19墩下限(Kpa)上限(Kpa)土層厚度 （m）下沉最小摩阻力 (KN)下沉最大摩阻力(KN)1砂夾卵石18301.31779 2965 取最小摩阻力：取最大摩阻力：四、壁板間局部彎曲應(yīng)力1、封底砼頂面（承臺(tái)底面）處豎向加勁肋水平間距：外壁板上為：24.2×(1/192)=0.396m=396mm內(nèi)壁板上為：21.8×(1/192)=0.357m=357mm水平加勁肋豎向間距為300mm水壓力：P1=10.48t/m2流水壓力：P2=0.06t/m2

6、q=P1+ P2=10.48+0.06=10.54t/m2=1.054kg/cm21）外壁板按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第一章表1-1-110等厚矩形板最大撓度：最大應(yīng)力：b=396mm，a=300mm，a/b=396/300=1.32q=10.54t/m2=1.054kg/cm2t=8.0mm四邊簡(jiǎn)支（板中央應(yīng)力）=0.0712，=0.423 2）內(nèi)壁板按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第一章表1-1-110等厚矩形板最大撓度：最大應(yīng)力：b=357mm，a=300mm，a/b=357/300=1.19q=10.54/m2=1.054kg/cm2t=8.0mm四邊簡(jiǎn)支（板中央應(yīng)力）=0.06074，=0.3712 2、封底砼頂

7、（承臺(tái)底）面以上2.5處豎肋水平間距不變水平加勁肋間距400mm水壓力：P1=10.542.5 =8.04t/m2q=P1=8.04t/m2=0.804kg/cm21）外壁板b=396mm，a=400mm，a/b=400/396=1.01，t=8.0mm四邊簡(jiǎn)支（板中央應(yīng)力）=0.0444，=0.2875 2)內(nèi)壁板b=357mm，a=400mm，a/b=400/357=1.12, t=8.0mm=0.0547，=0.3406 3、封底砼頂（承臺(tái)底）面以上6.5m處豎肋水平間距 535mm水平加勁肋間距600mm水壓力：P1=10.546.5=4.04t/m2q=P1=4.04t/m2=0.4

8、04kg/cm21）外壁板b=594mm，a=600mm，a/b=600/594=1.01，t=8.0mm=0.0444，=0.2875 2)內(nèi)壁板b=535mm，a=600mm，a/b=600/535=1.12，t=8.0mm=0.0547，=0.3406 五、水平加勁肋中的應(yīng)力水平加勁肋支承在豎向加勁肋上，豎向加勁肋支承在水平桁架上，水平桁架支承在隔艙壁上和豎向桁架上。1、在封底砼頂（承臺(tái)底）面處水平加勁肋間距（豎向）300mm，荷載為：q=10.54×0.3=3.162t/m水平加勁肋跨度（豎向加勁肋間距）396mmM=(1/8)×3.162×0.3962=

9、0.062t.m板12×90mm 2、封底砼頂（承臺(tái)底）面以上2.5m處水平加勁肋豎向間距400mm，荷載為：q=8.04×0.4=3.216t/m水平加勁肋跨度396mM=(1/8)×3.216×0.3962=0.063t.m板12×90mm 3、在封底砼頂（承臺(tái)底）面以上6.5m處水平加勁肋豎向間距600mm，荷載為：q=6.88×0.6=4.128t/m水平加勁肋跨度594mmM=(1/8)×4.128×0.5942=0.182t.m板12×90mm 六、豎向加勁肋豎向加勁肋支承在水平桁架上，水平桁

10、架的間距為豎向加勁肋的跨度。1、封底砼頂（承臺(tái)底）面處豎向加勁肋間距396mm, 水平桁架間距0.6mq=10.54×0.396=4.174t/mM=(1/8)×4.174×0.62=0.188t.m63×63×8，F(xiàn)=9.515cm2，Ix=34.46cm4ix=1.90cm，wx=7.75cm3zo=1.85cm加勁肋與壁板焊接在一起，計(jì)算時(shí)考慮壁板參加受彎曲（40長(zhǎng)度），組合截面如下圖所示：F=9.515+32×0.8=35.115cm2中性軸位置：y0=(1/35.115)×32×0.8×0.4+

11、9.515×5.25=1.71cmI=(1/12)×32×0.83+25.6×(1.710.4)2+34.46+9.515×(1.715.25)2=199cm42、封底砼頂（承臺(tái)底）面以上2.5 m處豎向加勁肋間距396mm，水平桁架間距0.8mq=8.04×0.396=3.184t/mM=(1/8)×3.184×0.82=0.255t.m3、封底砼頂（承臺(tái)底）面以上6.5m處豎向加勁肋間距594mm，水平桁架間距1.2mq=4.04×0.594=2.40t/mM=(1/8)×2.40×

12、;1.22=0.432t.m七、水平桁架水平桁架支承在豎向桁架和隔艙板上。1、封底砼頂（承臺(tái)底）面處水平桁架的豎向間距0.6m。 桁架弦板中的主壓應(yīng)力弦板：板16×100+板12×180F凈=1.2×18+1.6×10=37.6cm2應(yīng)力：=57.855/(37.6×2)=76.9Mpa F毛=1.2×18+1.6×10+0.8×32=63.2cm2中性軸位置：y0=(1/63.2)×32×0.8×0.4+1.6×10×5.8+18×1.2×19

13、.8=8.40cmI=(1/12)×32×0.83+16×(8.40.4)2+(1/12)×1.6×103+16×(8.45.8)2+(1/12)×1.2×183+21.6×(8.419.8)2=5271.59cm4Wmax=5271.59/8.4=627.57cm3(壁板)Wmin=5271.59/20.4=258.41cm3(弦板)回轉(zhuǎn)半徑：=118.8/9.13=13，弦板穩(wěn)定應(yīng)力：1=57.855/(2×53.6×0.974)=55.45Mpa弦板局部彎曲應(yīng)力 M=(1/8)&

14、#215;(10.54×0.6)×1.1882=1.116t.m2=116.4/258.41=43.2 Mpa合應(yīng)力：=73.3(主壓應(yīng)力)+43.2=116.5 Mpa水平桁架彎曲應(yīng)力水平桁架按支承在豎向桁架和隔艙板上的連續(xù)梁計(jì)算N=3.378/1.2=2.82t應(yīng)力：=2.82/(37.6×2)=0.038t/cm2組合應(yīng)力：=0.73(主壓應(yīng)力)+0.432局部彎曲應(yīng)力)+0.038×1.3(桁架彎曲應(yīng)力，1.3為曲線桁架應(yīng)力增大系數(shù))=1.211t/cm2 =0.9T=2.35×0.9=2.115t/cm2桁架若按支承在隔艙板上的連續(xù)梁

15、計(jì)算：N=51.59/1.2=42.99t3=42.99/(37.6×2)=0.572t/cm2組合應(yīng)力：=1+2+1.3×3=0.73+0.432+0.572×1.3=1.90t/cm2鋼套箱彎曲支承在隔艙壁上的箱形梁計(jì)算。弦板：F1=63.2cm2I1=5271.59cm4y1=8.4cm水平加勁肋：F2=10.8cm2+25.6=36.4cm2y2=1/36.4(25.6×0.4+10.8×5.3)=1.85cmI2=(1/12)×32×0.83+25.6×(1.850.4)2(1/12)×1.2&

16、#215;93+10.8×(1.855.3)2=256.64cm3Ii=5271.59+63.2×(608.4)2+256.64+36.4×(601.85)2×2=593771.6cm3w=593771.6/60=9896.2cm33=M/W=51.59×100/9896.2=0.521t/cm2組合應(yīng)力：=0.73+0.432+0.521=1.683t/cm2=2.115t/cm2 應(yīng)力組合驗(yàn)算(一)封底砼頂（承臺(tái)底）面處豎向加勁肋間距：外壁上396mm；內(nèi)壁上357mm。水平加勁肋間距：300mm。水平桁架間距：600mm。施工水位：51.

17、18m。河底面標(biāo)高：39.91m。承臺(tái)底（封底砼頂）面標(biāo)高：40.70m。水壓力：q1=51.1840.70+0.06=10.54t/m2q=q1=10.54t/m21軸向壓應(yīng)力取600mm高鋼套箱計(jì)算。壁板厚=8.0mm；橫截面面積：f1=(0.8×60)×2=96cm2。水平加勁肋肋板90×12mm，f2=9×1.2×2=21.6cm2。水平桁架弦板180×12+100×16mmf3=18×1.2+10×1.6×2=75.2cm2。承壓面積：F=f1+f2+f3=96+21.6+75.2=1

18、92.8cm2軸向壓力：N=(1/2)qDh=(1/2)×10.54×24.2×0.6=76.52t軸向壓應(yīng)力：1=N/F=76.52/192.8=0.397t/m22.壁板局部彎曲應(yīng)力：a=396mm，b=300mm，a/b=396/300=1.32按四邊簡(jiǎn)支板，=0.423 3.水平桁架弦板局部彎曲應(yīng)力q=10.54×0.6=6.324t/mM=(1/8)×6.324×1.18823=M/w=111.6/627.57=0.179t/cm2(壁板)111.6/258.41=0.432t/cm2(弦板)4.水平桁架彎曲應(yīng)力水平桁架支承

19、在隔艙板上，按連續(xù)梁計(jì)算。q=10.54×0.6=6.324t/m桁架弦板上的軸向壓力：N=M/1.2=51.59/1.2=42.99t桁架弦板上的軸向應(yīng)力：4=(42.99/37.6)×1.3（應(yīng)力增大系數(shù)）=1.486t/cm2鋼套箱壁板上的組合應(yīng)力：=(0.397+0.5959+0.432)+1.486=2.911t/cm2T水平桁架按支承在隔艙板上的箱形梁計(jì)算：弦板：F1=63.2cm2I1=5971.59cm4y1=8.4cm水平加勁肋：F2=10.8cm2+25.6=36.4cm2y2=1/36.4 (25.6×0.4+10.8×5.3)=1

20、.85cmI2=(1/12)×32×0.83+25.6×(1.850.4)2(1/12)×1.2×93+10.8×(1.855.3)2=62.95+165.62=256.64cm3Ii=5971.59+63.2×(608.4)2+256.64+36.4×(601.85)2×2=595171.6cm3w=595171.6/60=9919.5cm3M=5559t.cm4=5159/9919.5=0.52t/cm2組合應(yīng)力：=(0.397+0.5959+0.432)+0.52=1.945t/cm2T在承臺(tái)頂面以

21、下鋼套箱兩壁間灌注有20砼，壁板不產(chǎn)生局部彎曲，可不計(jì)算壁板局部彎曲應(yīng)力。組合應(yīng)力為：=13+4=0.397+0.432+0.52×1.3=1.51t/cm2（二）封底砼頂（承臺(tái)底）面以上2.5m處豎向加勁肋間距同（一），水平加勁肋間距300mm，水平桁架間距800mm，水壓力：q1=10.542.5=8.04 t/cm2q= q1=8.04 t/m21軸向壓應(yīng)力取800mm高鋼套箱計(jì)算F=128+21.6+75.2=224.8cm2N=(1/2)qDh=(1/2)×8.04×0.8×24.2=77.83t1=77.83/224.8=0.346t/cm2

22、2壁板局部彎曲應(yīng)力a=396mm，b=300mm，a/b=396/300=1.32四邊簡(jiǎn)支（板中央應(yīng)力），=0.4233水平桁架弦板彎曲應(yīng)力q=8.04×0.8=6.432t/mM=(1/8)×6.432×1.18823=113.5/627.57=0.181t/cm2(壁板) 113.5/258.41=0.439tcm2(弦板)4水平桁架彎曲應(yīng)力：M=(1/10)×6.432×(9.503+8.561)×1/224=M/w=5247/9919.5=0.53t/cm2 組合應(yīng)力為：=1+2+3+1.34=0.346+0.478+0.439+0.53×1.3=1.952t/cm2T（三）承臺(tái)底