大桥工程建设项目主塔钢围堰设计计算书.doc

松原市城区第二松花江大桥工程建设项目主塔钢围堰设计计算书计算：复核：审核：中国建筑工程总公司松原大桥项目部二OO七年五月十二日 主塔钢围堰设计计算书 一、钢围堰高度H根据设计图纸，历年常水位标高为132.6，承台顶设计标高为128.125，承台底设计标高为123.125，封底混凝土厚为1.5m，目前筑岛高程为132.6。根据以上数据，选取刃脚高度为1.52m，钢围堰高度为11.595m。二、钢围堰平面尺寸由设计图纸，主塔承台尺寸为12.2m×12.2m×3m，考虑工作面及附近便道位置，钢围堰平面尺寸选用53.016m×23.516m，井壁厚1m。刃脚踏面宽度为0.282m，高度为1.52m。刃脚内侧倾角tg=1.52/（1-0.282）=2.12，=64.75°45°。三、荷载计算1、（详见主塔钢围堰施工图）。考虑地质情况，可靠自重下沉，如施工中下沉有困难，可采取加压重等其他措施保证顺利下沉。2、井壁纵向受力计算沉井下沉过程中，井壁始终受到水平向的土压力及水压力作用，因而应验算井壁材料的强度。验算时是将井壁水平向截取一段作为水平框架来考虑，然后计算该框架的受力情况。井壁截取位置在刃脚跟部。10.075m =2.0×103kg/m3。 =10N/kg。 h=10.075m。q=gh=2.0×103kg/m3×10N/kg×10.075m=201.5Kpa。 钢筋混凝土受钢管支撑受力模型简化如下：q1q2q3F1F2F31.075m3m6m（1）取第二道支撑处，受力模型简化为：Pq3F3-21.075mq3=gl3×l长 =2.0×103kg/m3×10N/kg×1.075m×53m =1139.5KN/m。F3-2=×q3×l3=×1139.5KN/m×1.075m=612.48KN=P。M3-2=P×=×q3×l32=×1139.5KN/m×（1.075m）2=219.47KN·m。（2）取第一道支撑段处，受力模型简化为：3mq2F2-2F3-1q2-q33mF2-2-1F3-1-1可分解为：3mF2-2-2F3-1-2q2和q2=gl2×l长 =2.0×103kg/m3×10N/kg×3m×53m =3180KN/m。F3-1-1 =（q2-q3）×l2 =×2040.5KN/m×3m=918.23KN。F3-1-2 =q3×l2 =×1139.5KN/m×3m=1709.25KN。F3-1 =F3-1-1+F3-1-2=918.23+1709.25=2627.48KN。F3 =F3-1+F3-2=2006.48+612.48=2618.96KN。F2-2-1 =（q2-q3）×l2 =×2040.5KN/m×3m=2142.53KN。F2-2-2 =q3×l2 =×1139.5KN/m×3m=1709.25KN。F2-2-1+ F2-2-2=2142.53+1709.25=3851.78KN=F2-2（3）分析根部，受力模型简化为：6mq1F2-2F3-1可分解为：6mF1-2-2F2-1-2q2q1-q26mF1-2-1F2-1-1 和q1=gl1×l长 =2.0×103kg/m3×10N/kg×6m×53m =6360KN/m。F2-1-1 =（q2-q3）×l2 =×2040.5KN/m×6m=1836.45KN。F2-1-2 =q2×l1 =×3180KN/m×6m=9540KN。F2-1 =F2-1-1+F2-1-2=1836.45+9540=11376.45KN。F2 =F2-1+F2-2=11376.45+3851.78=15228.23KN。3、计算力矩：M3-2=P×=q3l32=219.47KN·m。M3-1-1 =（q2-q3）l22 =×2040.5KN/m×（3m）2=612.15KN·mM3-1-2 =q3l22 =1139.5KN/m×（3m）2=854.63KN·mM3-1= M3-1-1+ M3-1-2=612.15+854.63=1466.78KN·m。M2-2-1 =-（q2-q3）l22=-×2040.5KN/m×（3m）2=918.23KN·mM2-2-2=-q3l22=-854.63KN·mM2-2=918.23+854.63=1772.86KN·mM2-1-1 =（q1-q2）l12=×3180KN/m×（6m）2=3816KN·mM2-1-2=q2l12=×3180 KN/m×（6m）2=9540KN·mM2-1 =3816+9540=13356KN·mM2=1772.86+13356=15128.86KN·m。1m1m取1m段， 经计算得，惯性矩为I=0.005m4，15128.86KN·m/53=285.45KN·m，=（285.45KN·m×0.5m）/0.005m4=28.55Mpa=145Mpa。4、井壁横向受力计算6m4m5m5m4m6m分析最不利的受力位置为F2=15228.23KN处，q=15228.23KN/53m受力模型为l=53mRARB查路桥施工计算手册第755页RA=RB=ql，MA=MB=-ql2，MC=ql2。弯矩图为：+ACB取6.25m段，Mc=ql2=（15228.23KN/53m）×（6.25m）2=467.65KN·mMA=MB=-ql2=-（15228.23KN/53m）×（6.25m）2=-935.3KN·m，端部所受弯矩最大。RA=RB=ql=×（15228.23KN/53m）×6.25m=897.89 KN=89.8（t）继续对5m段分析，MA=MB=-ql2=-（15228.23KN/53m）×（5m）2=-598.59KN·m，RA=RB=ql=×（15228.23KN/53m）×5m=718.31 KN=71.8（t）同理计算，经分析，在6m段及4m段交接处所受弯矩最大，为M=MB+MA=1533.89KN·m=（-1533.89KN·m×0.5m）/0.005m4=153.4Mpa=170Mpa。5、支撑钢管（1）、采用75cm钢管（壁厚1cm），承载力为N=§××S。（§取0.8，为不均匀系数）N=0.8×170×106×3.14×0.75×0.01=3.2028×106（N）=320.28（t）（2）、验算第一道支撑（75cm钢管支撑） R= RB+RA=89.8+71.8=161.6（t）N=320.28（t）。同理，验算第二道支撑（75cm钢管支撑）R2A=R2B=ql=×（2618.96KN/53m）×9.165m=226.44 KN=22.64（t）R2A=R2B=ql=×（2618.96KN/53m）×9.165m×=320.19 KN=32.02（t）R2= R2B+R2A=22.64+32.02=54.66（t）N=320.28（t）。综上，通过计算分析，设计满足受力要求。