单壁钢吊箱围堰设计

1、PAGE PAGE 7单壁钢吊箱围堰设计计算一、钢吊箱围堰设计概况1、围堰外轮廓尺寸：42.8m(长)17.4m(宽)8m(高)，围堰底高程-2.5m，围堰顶高程+5.5m，围堰去孔后底面积549.68m2。2、封底混凝土厚2.0m，C25水下混凝土。3、围堰自重：545t。4、吊箱模板采用=6mm钢板，808mm为组合模板边框，内肋为8，间距30cm。5、侧板：采用2I16作为围箍，间距1m，围箍外设2I25竖向立柱。6、底模及承重结构：底模铺设I25作为分配梁，间距为60cm；分配梁下设6道2I40作为主承重梁，每排桩基在护筒两侧各设一道。7、吊挂系统：由于封底混凝土浇筑后要割除钢护筒，为

2、保证底模及侧板正常工作，在护筒内预埋500mm钢管，作为体系的装换。主承重上吊梁采用2I40，顺路线方向在护筒上安装，通过32精轧螺纹钢与底承重梁连接。承台两侧分别设6根500钢管桩作为承吊点。8、内支撑及封底分仓：内支撑设5道，在围堰顶+5.5m处；采用分块浇注封底混凝土，采用=10mm的钢板进行分仓，并通过内支撑进行固定。9、设计的施工水位：吊箱下放、浇筑封底混凝土、浇筑承台第一层混凝土的最大水位为-2.6m；封底后抽水的最大水位为+4.9m。二、检算参数 1、钢材力学性能：允许抗拉、抗压和抗弯应力=170MPa。2、混凝土力学性能：弯曲拉应力t=0.7MPa，封底混凝土粘结力=12t/m

3、2。3、封底混凝土重量：2.3*549.68*2=2529t。三、检算工况工况一：吊箱下放（水位-2.6m） 吊箱围堰自重545t，全部由钢护筒吊挂系统承受。工况二：浇筑封底混凝土（水位-2.6m） 吊箱围堰自重545t+封底混凝土重量2529t全部由钢护筒吊挂系统承受；封底混凝土重量全部由底承重结构承受，均布荷载（2529+545）*10/549.68=56kN/m。工况三：封底后抽水（水位+4.7m） 封底抽水后内外水头差（5.2m）对侧板的压力检算；封底混凝土抗拉强度检算，计算水头差为7.2m；抗浮检算，计算水头差为7.2m。工况四：承台第一层混凝土浇筑（水位-2.6m） 抗沉检算；混凝

4、土侧压力检算，混凝土浇筑高度2.0m，容重25kN/m3。四、吊挂系统检算1、悬吊用32mm精轧螺纹钢按工况二检算，总荷载为545+2529=3074t，共设置76根吊杆，考虑吊杆间受力不均匀系数1.2，吊杆承受的最大荷载为1.1*3293.4/76=49t。单根精轧螺纹钢最大受力0.25*3.14*32*32*785=63t，安全系数63/49=1.3。2、钢管桩上的吊挂梁按工况二检算，吊挂梁属悬臂结构，计算荷载49t，计算跨度1.95m，A=172.14cm2，I=43432cm4，W=2171.6cm3，=490000*1950/2171.6*1000=440MPa170MPa，不满足。

5、3、底承重结构按工况二检算，计算荷载：46 kN/m2。模板6mm，取1 cm宽，按两端固结受均布载荷的梁计算，则：，I=0.018cm4，W=0.06cm3，l=60cm，q=46kN/m2，经计算，=115MPa1/250，不满足。分配梁线荷载q=46*0.6=27.6kN/m，按一侧悬臂的三跨连续梁检算，悬臂计算跨度1.96m，其它为2.89m和1.71m，A=48.51cm2，I=5017cm4，W=401.4cm3，计算模型及结果见下图，经计算，max=135MPa170MPa，不满足。4、钢管桩按工况三检算，吊挂系统单点受力49t，单根钢管桩（500-8）竖向荷载49*4=196t

6、。A=123.653cm2，截面最小回转半径：i=（D2+d2）1/2/4=0.174m，杆件长细比：=L/i=5.2/0.174=30=150，=N/A=196*10*1000/0.963*12365.3=165MPa210MPa，满足。五、抗浮、抗沉检算1、抗浮，按工况三检算。计算项目检算水位+4.7m浮力计算水头差h7.2m围堰总计算浮力F总A*h=549.68*h3958t围堰封底砼重量G12529t围堰重量G2545t护筒外壁与封底混凝土粘结力G316*3.14*2.8*2*123376t护筒内壁与桩身粘结力G416*3.14*2.8*2*102813t抗浮总稳定荷载G16450t抗

7、浮总稳定荷载G25887t钢护筒与封底混凝土抗浮稳定系数KG1/F总1.6，满足钢护筒与桩的抗浮稳定系数KG2/F总1.5，满足2、抗沉，按工况四检算。计算项目检算水位-2.6m围堰封底砼重量G12529t围堰重量G2545t第一层承台重量G32639护筒外壁与封底混凝土粘结力F116*3.14*2.8*2*123376t吊挂系统需承受竖向力F2=G-F12337t抗沉吊杆安全系数2.0，满足六、侧板检算采用有内支撑方案，内支撑设一道，在围堰+5.5m处，按工况三、四检算，工况三计算的水压力为5.2*10=52kN/m2，工况四计算的混凝土侧压力为25*2=50kN/m2，按最大荷载工况三检算

8、。1、壁板检算围堰壁板6mm，取1 cm宽，按两端固结受均布载荷的梁计算，则：，I=0.018cm4，W=0.06cm3，l=30cm，q=52kN/m2，经计算，=32.5MPa170MPa，挠度f=1/10141/400，满足。2、竖肋检算围堰壁板6mm，8加劲，间距30cm。考虑50倍6mm参与共同受力，其截面几何特性为：A=28.24cm2，I=222cm4，W=33cm3。加劲肋计算截面图加劲肋最大应力和支点反力计算图则有：，其中B为加劲肋最大间距。按简支梁计算，令，则有：，整理得：。解得当，弯矩M取得最大值。采用列表计算，计算结果见下表，由表可知，max=53.4MPa170MPa

9、，挠度fmax=1/24911/400，满足，围箍的最大支点反力为12.6kN。h1mh2mlmq1kN/mq2kN/mxcmMmaxkN.mMPafmaxcm1/fmaxR1kNR2kN支反力kN4.25.2112.63.050.91.7653.40.041/24916.87.36.83.24.219.63.051.11.3942.00.031/31655.35.812.62.23.216.63.051.51.0130.70.021/43393.84.39.61.22.213.63.052.40.6419.40.011/68972.32.86.60.21.210.63.055.70.278.10.011/168630.81.33.63、围箍检算围箍为2I16，外侧竖向立柱间距2m，按两端简支梁加载均布线荷载计算，则：I=2254cm4，W=281.8cm3，l=200cm，q=12.60/0.3=42kN/m，