某大桥钢围堰计算有图及计算过程secretWord文档下载推荐.docx
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σmax=Mx/Wx=1116.7/2.67=418.8Kpa=0.419MPa<
[σ]=0.5MPa,
满足规范要求。
4、周边剪切计算
直边受剪面：
A＝（22+22）×
4=176m2
两圆弧段受剪面：
F＝3.14×
7.1×
2×
4=185.89m2
单宽直边剪力：
Q＝22×
14.2×
61.2＝19926.7KN。
单宽直边剪应力：
τ=Q/A=19926.7/176=113KN/m=0.113Mpa<
[τ]=0.99Mpa
两圆弧段剪应力比直线段剪应力小故不验算。
四、钢围堰下沉计算
1、围堰自重
1）、首节下沉重量
根据初步计算及估算，围堰自重钢结构重6000KN（16.3m），首节高10.3m总重3600KN。
加强立柱填充混凝土112m3，重2693KN。
首节围堰下沉共重6293KN。
2）、下沉到位时重量
Q=6000+2693=8693KN。
2、分节下沉计算
首节下沉时，保证围堰顶标高在+8.5m，满足围堰顶不备大潮淹没且便于接高围堰焊接。
48＃墩河床最低为-1.05m，围堰浮力最大按此种情况进行下沉计算。
1）48＃墩首节下沉计算
首节围堰下沉至河床（-1.05m）时顶标高+9.25m；
施工水位按6.0m考虑，浮力计算高度为7.05m。
浮力F浮＝γ·
V1=10×
（22.1×
1.4×
2）×
7.05＋10×
3.14×
（8.82-7.42）×
7.05=9383KN
自重Q1=6293KN
比较得知：
F浮＞Q1故需在井壁内填混凝土保证围堰下沉。
围堰壁内体积V=116m3/m，填充混凝土重Qh=2788KN/m，填充2.5m（扣除刃角后相当于2m高）混凝土，总重为Q1’=6293+2788×
2＝11869KN。
取土层2
（2）粉土，灰色，潮湿，稍密；
土层2（3）粉砂，灰色，饱和，稍～中密，极限摩阻力12～25KPa。
围堰下沉计算表见表1。
表1围堰下沉表
序号
土层编号
土层名称
土的极限摩阻力
48＃墩
地质资料
下限（Kpa）
上限（Kpa）
土层厚度
下沉最小摩阻力KN
下沉最大摩阻力KN
1
（2）2
粉土，灰色，潮湿，稍密
12
25
0.71
416
866
（2）-2粉土饱和σo=100KPa
2
（2）3
粉砂，灰色，饱和，稍～中密
5.48
2091
4355
（2）-3粉砂饱和σo=100KPa
A、当围堰下沉到第一层土（土层编号
（2）2）底时。
围堰入土0.71m。
取最小摩阻力时:
取最大摩阻力时:
故井壁填充2m混凝土后适当掏空刃角及可下沉。
2）48＃墩下沉到位计算
首节围堰下沉至河床（-7.222m）时顶标高+9m；
最高水位按8.5m考虑，浮力计算高度为15.722m。
15.722＋10×
15.722=20516.4KN
自重Q=8693KN，填充混凝土N＝2788×
7.5=20910KN，其余井壁加水至标高＋2.5m，则加水N水＝116×
10×
（2.5-（-4.722））=8377KN
3）、下沉稳定系数计算
当按最小摩阻力Tmin=2091计算时，刃角极限支反力Rb＝96×
0.2×
200＝3840KN，下沉稳定系数Kst,s=0.91满足规范要求。
3、围堰抽水计算
围堰抽水后，总浮力为：
F浮＝603×
15.722×
10＝94804KN。
围堰总重：
G=6293＋20910＋8377＋472×
4×
24＝80892KN＜94804KN,
因此需将围堰井壁内充水换成井壁填充混凝土，填充高度8m，填充混凝土1310m3。
隔舱填充混凝土190m3，封底混凝土2400m3，则其抗浮稳定系数为：
K＝G/F浮
＝（6293＋1310×
24＋190×
24＋2400×
24）/94804
=1.05
五、围堰侧壁计算
（一）、荷载
1、水压力
由于井壁下部2.5m高的范围内填充了混凝土，且内侧进行封底，故此范围内不进行计算。
计算时将所有外荷载经面板传递至井壁桁架进行整体计算，荷载按两桁架间中心距进行分配。
第一层桁架计算至－4.5m高，静水压
P外水＝H×
10＝13×
10=130KN/m.
2、潮水压力
P潮水＝30KN/m.均布
3、流水压力
根据《公路桥涵设计通用规范》:
取单位宽度的水流力：
=
=3.66KN/m
4、主动土压力
均在水位以下，水下内摩擦角取φ＝38，故
=tg（45°
-φ/2）×
tg（45°
（18－10）×
（-1.05-（-4.5））
=6.6KN/m
5、被动土压力
+φ/2）×
=116KN/m
（二）、围堰荷载组合
围堰静荷载为围堰外侧所受的土压力、水静压力及围堰内壁的水压力，组合为围堰外侧和内侧荷载。
可变荷载为流水压力及潮水压力。
计算时分别进行组合计算。
桁架编号
围堰外侧水压
主动土压力
围堰外侧静荷载
流水压
流水荷载
潮水
可变荷载小计
最大
最小
平均
KN
130
124
127.0
6.6
5.5
6.0
133.0
0.0
118
121.0
4.3
4.9
125.9
3
112
115.0
3.2
3.7
118.7
106
109.0
2.0
2.6
111.6
5
100
103.0
0.9
1.4
104.4
6
94
97.0
0.4
97.4
0.1
7
88
91.0
91.0
0.3
0.2
8
82
85.0
85.0
0.6
9
76
79.0
79.0
0.8
0.7
10
70
73.0
73.0
1.0
0.5
11
64
67.0
67.0
1.3
1.1
58
61.0
61.0
1.5
13
52
55.0
55.0
1.7
1.6
14
46
49.0
49.0
1.9
1.8
15
40
43.0
43.0
2.2
2.1
1.2
16
34
37.0
37.0
2.4
2.3
17
28
31.0
31.0
2.5
18
22
25.0
25.0
2.9
2.8
9.0
10.7
19
16
19.0
19.0
3.1
3.0
18.0
19.8
20
10
13.0
13.0
3.3
19.9
21
4
7.0
7.0
3.6
3.5
10.5
12.6
（三）、主要计算结果
主要计算结果取编号为第3、5、8、9、10片内桁架内力
内桁架轴力表
杆件号
桁架3
桁架5
桁架8
桁架9
桁架10
轴力（KN）
-580
-500
-381
-344
-305
-63
-70
-50
-46
-42
-108
-328
-294
-280
-268
-233
-260
-178
-160
-143
110
32
-28
-43
-56
23
-58
-45
-41
-311
-434
-402
-374
-341
-276
-312
-293
-278
-266
-282
-246
-190
-172
-155
-181
-302
-296
-273
-197
-171
-133
-120
-142
-191
-187
-177
-39
-119
-185
-205
-199
-188
（四）、计算结果分析
1、桁架
（1）、桁架与面板组合，采用∠752x8与面板组合后截面力学性能为：
A=2576.mm2
I=2619440mm4
W=49256mm3
旋转半径i＝31mm
L=1400mm
λ＝1400/31=45，φ=0.728
计算承台以上第10片桁架
考虑到下放过程中的不同步，第10片计算桁架（承台顶支撑处第一片）也采用∠1002x10。
（2）、桁架与面板组合，采用∠1002x10与面板组合后截面力学性能为：
A=3460mm2
I=5989392mm4
W=86803mm3
旋转半径i＝41.6mm
λ＝1400/41.6=33.6，按D类轴心受压结构计算φ=0.815
由于为满足抗浮需要，围堰内第1～10片桁架范围内的井壁均填充了混凝土，因此桁架除承台范围内桁架采用∠1002x10外，其余采用∠752x8，能保证结构安全。
2、面板局部应力检算:
面板采用δ=6mm钢板,所选面板区格按一边固结三边铰结进行计算。
井壁哪未填充混凝土部分从荷载表中可知，面板最大荷载为P=67KN/m2，则单位宽度q=67KN/m。
井壁区格尺寸为lx=400mm，ly=300mm，则：
ly/lx=300/400=0.75
查表:
KMx=0.1056KMy=0.0485Kf=0.00536
1）、应力检算
面板的截面系数：
W=bh2/6=1000×
62/6=6000mm3
应力为：
σmax=Mmax/W=0.1056×
67×
0.42×
106/6000=188MPa＜215MPa
满足要求.
2）、挠度验算：
钢板的泊松比为γ=0.3，故换算
K0=Eh3/[12（1-γ2）]=2.1×
1011×
0.0063/[12×
（1-0.32）]=4153.8N.m
Wmax=Kfql4/K0=0.00536×
103×
0.44/4153.8=2mm
3、竖向加劲肋检算
竖向加劲肋采用∠752×
承受线荷载:
q=67×
0.4=26.8KN/m
按三跨连续梁计算:
Mmax=0.1q·
l2=0.1×
26.8×
0.42=0.429KN·
查表知∠752×
6:
A=8.80cm2Ix=46.91cm4W=11207mm3,Z0=2.07cm
截面应力:
六、围堰稳定性检算
1、潮水力
2、水流力
3、主动土压力
F’ep,k=6.6KN/m
4、被动土压力
Fpk=116KN/m
（二）、抗滑移稳定
＝2.0＞1.3
满足规范要求
（三）、抗倾覆检算:
由于围堰高宽比较大抗倾覆满足要求。
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