深水桥梁施工中的钢吊箱设计计算书

1、 中国桥梁网深水桥梁施工中的钢吊箱设计计算书一、设计条件1、钢吊箱顶标高 +437.341m2、钢吊箱底标高 +428.841m3、承台底标高 +430.341m4、承台顶标高 +434.341m5、施工最高水位 +437.50m6、施工一般水位 +436.00m7、浇筑第一层承台时水位 +436.00m8、抽水水位 +437.00m9、施工最大流速 +0.0m/s10、施工时风速 +0.0m/s11、第一节高度 5.0m12、第二节高度 3.5m13、封底砼C25干容重 24kN/m314、护筒顶标高 +438.00m15、护筒直径 2.2m16、承台直径 D=20m17、护筒与封底砼间的粘

2、结力 f=100kN/m2二、设计依据1、港口工程荷载规范（JTJ 21598）2、港口工程钢结构设计规范（JTJ 28399）3、钢结构设计规范（GB 50017-2003）4、港口工程混凝土结构设计规范（JTJ 26798）5、混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)6、水利水电工程钢闸门设计规范（DL/T 503995）三、钢吊箱基本尺寸及布置1、基本尺寸：壁体厚度： 1.0m 壁体外周长： 69.429m 壁体内周长： 63.146m吊箱外面积： 383.596m2 吊箱内面积： 317.309m2 夹壁内面积： 66.287m2护筒的总面积： 护筒的总周长： 2、吊箱重量：a

3、.第一节自重：壁体高度：5.0m壁体自重：58.5t底板自重：63.9t连通器： 0.7t拉压杆： 20.1t第一节总重：143.2tb.第二节自重：壁体高度：3.5m壁体自重：38.2t第二节总重：38.2t c.吊箱结构布置图如下：四、钢吊箱下沉计算1、第一节下沉吊箱第一节下沉时，夹壁排水面积，自浮时下沉，则底板自重排开水的体积为得 干舷3.1m2、第二节接高拼装后下沉下沉，则得 干舷2.60m为保证1.20m干舷，须注水1.40m。第二节拼接完后，注水使钢吊箱下沉设计标高，需再注水4.7m，因此钢吊箱内共需注水6.1m。五、钢吊箱工况分析工况一、钢吊箱浮运工况二、钢吊箱下沉到位工况三、浇

4、筑水下封底混凝土1.5m工况四、在+437.341m水位下抽水抽水前应先将夹壁内抽水1.6m，再抽钢吊箱内的水。工况五、在+436.0m水位下浇筑2.0m承台七、封底混凝土计算1、抽水时封底砼所受力:q=85(浮力)×1.3-24×1.5×1.0=74.5kN/m22、封底砼底板抗弯计算：为简化计算，封底砼板按最不利位置，采用四点支撑砼板(4.40m×5.20m)。 查得根据港口工程砼结构设计规范 JTJ267-98附录F，素砼结构构件计算，对素砼受弯构件的正截面承载力按下式计算：Mu构件受弯承载力设计值，d素砼结构系数，对受弯计算，取2.0；m截面抵抗

5、矩的塑性影响系数，取1.55ft砼抗拉强度设计值，对水下砼，取混凝土轴心抗拉强度；按C25混凝土计算，；b混凝土单位宽度，b=1000mm经计算：h=1.34<1.50m取封底砼厚度为1.50m，抗弯强度满足八、封底混凝土与钢护筒握裹力计算 钢套箱自重：1814kN 夹壁内水重： 混凝土自重： 浮力： 混凝土与钢护筒的握裹力：(封底混凝土有效高度取1.40m)九、壁体结构计算 1、壁体材料面板：t=6mm次梁：L75×50×6A=7.26cm2 Ix=41.1cm4 z0=24.4mm环板： t=1012mm水平撑杆：L75×6A=8.80cm22、荷载计算

6、计算工况四（抽水完毕）外壁最大面荷载：内壁最大面荷载：3、纵向次梁计算次梁间距542mm，最不利布置如下图示：次梁线荷载：按五跨连续梁计算面板参与次梁工作，其有效宽度按水利水电工程钢闸门设计规程DL/T 5039-95 G.0.2条规定查表 又，取二者中较小值B=256mm L75×50×6：A=7.26cm2Ix=41.1cm4z0=24.4mm4、面板计算按水利水电工程钢闸门设计规程DL/T 5039-95 G.0.1条规定：，或面板长边方向与主梁轴线垂直时，需按下式验算面板A点的折算应力。故5、壁体结构：抽水时，外壁水压：40kPa 内壁水压：30kPa 水平横撑：L

7、75×6A=8.80cm2应用ANSYS程序计算：最大位移：9.4水平横撑最大应力：65.8环板最大应力：84.8十、底板结构计算采用ANSYS9.0对底板进行整体计算，底板各构件的应力详见“各工况下各构件应力图”。十一、拉压杆计算1、查设计手册得知 I20a：A35.55cm2又由ANSYS计算工况三知：T35t则 2、a)销轴计算（双剪）b)耳板计算（按孔壁局部紧接承压计算）c)孔壁拉应力计算d)耳板最薄弱处受力计算e)焊缝计算（取主焊缝计算）故拉压杆满足设计要求。十一、各工况下各构件应力图1.工况一钢吊箱浮运时底板结构的变形如下底板最大挠度发生在中心处，其挠度值f=4.9mm2.工况二钢吊箱下沉到位时各构件应力图如下与工况四相比较，此工况钢吊箱各构件应力均不是最大应力，故此工况不为钢吊箱结构的控制工况，故不予列出各构件应力图。3.工况三钢吊箱浇筑水下封底砼1.5m时各构件应力图如下与工况四相比较，此工况下仅为拉压杆最大受力工况，不为钢吊箱结构的控制工况。 底板周圈由于有壁体的浮托力作用，故可考虑为竖向约束。ANSYS计算模型如下：经计算得知拉压杆轴力T350kN4.工况四钢吊箱抽水时各构件应力图如下边界条件：1、底板上拉压杆处为铰支座。 2、底板周圈由于有壁体的浮托力作用，故可考虑为竖向约束。ANSYS计算模型如下：底板主梁应力为123Mpa,计算结果如下：底板