金温双壁钢围堰计算书0831

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1、金温铁路大溪大桥9号桥墩双壁钢套箱设计计算书中铁第五勘察设计院集团有限公司技术研究院2011年9月20金温铁路大溪大桥9号桥墩双壁钢套箱设计计算书计算：复核：审核：中铁第五勘察设计院集团有限公司技术研究院2011年9月20一、设计依据4二、套箱结构5三、荷载工况8四、计算模型：8五、下沉过程分析8六、抽水工况计算11七、整体抗浮验算1420一、设计依据1.任务来源：《金温铁路大溪大桥基础施工技术咨询合同》；2.采用规范：《钢结构设计规范》GB50017━2003《铁路桥梁抢修（建）规程》《铁路桥涵施工规

2、范》TB10203-2002《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001；3．采用图纸：《金温铁路大溪大桥施工图》4.水文数据：施工水位：48.71m，承台底标高34.700m；5.承台数据：承台平面尺寸20.3m（线路方向）×9.6m（垂直线路方向）;底承台底标高34.700m，底承台顶面标高38.200m；6.钻孔桩数据：2#墩墩基础钻孔桩直径2.0m，数量11根；7.钢材数据：钢Q235，容许轴向应力160MPa；容许弯曲应力170MPa；容许剪

3、应力95MPa；8.封底混凝土数据：20封底混凝土采用标号C20水下混凝土，单位重量2.3T/m；弯曲受压容许应力=7.0MPa，弯曲受拉容许应力=0.4MPa，弯曲受压容许应力=0.67MPa；4.地质资料：双壁钢套箱位置范围内主要为卵石土。20二、套箱结构在进行相关经济技术比较后建议对9#墩深水基础施工采用双壁钢套箱方案，以保证9#深水基础施工质量和安全，达到经济技术最优化施工。1.钢套箱基本结构钢围堰为双壁套箱，内外壁板之间用水平桁架连接。围堰平面为矩形，承台尺寸(20.3×9.6m)，内壁比承台四

4、周各加大15cm，围堰内侧尺寸(20.6×10.2m)。围堰内侧尺寸(20.6×10.2m)，之间相距1.4m。共设12道隔仓板，转角处各设一道隔仓板，长边设2道隔仓板，短边设2道隔仓板。围堰全高16.7m。围堰沿高度分为三节，自下而上依次为第1节6.1m（含刃脚1.4m高）、第2节4.9m、第3节5.6m。依据现场水上起重工具起重能力限制在2×10t以内的技术资料，在双壁钢套箱平面分块上，将每节套箱设为8块，最大块重量基本控制在20t以内，保证水上作业安全。2.壁板根据结构分析计算结果和经济性要求，钢套

5、箱内外壁板厚度δ=6mm。壁板的具体结构尺寸和位置参考相应部分图纸。3.水平弦杆根据结构分析计算结果和经济性要求，并考虑施工方便，水平斜撑在立面上根据不同深度，不同的位置而为两种形式：桁架斜杆主要为∠80×8，∠125×8两种形式，直杆为∠80×8mm。204.竖肋根据结构分析计算结果，钢套箱在立面上根据不同深度内受力的不同,竖肋分为两种形式：分别为∠70×45×7、∠90×56×7,在施工过程中应注意区分；5.水平肋板根据结构分析计算结果，在第一节和第三节段采用TN200×200-8×13，在第二个节段

6、采用TN250×200-9×14。6.隔仓板竖向隔舱板厚度δ＝6mm和δ＝12mm两种，δ＝12mm隔舱板共四块，设置在内支撑对应区域，δ＝12mm隔舱板还采用了竖向斜杆进行补强。20图1套箱整体立面图20图2套箱整体平面图7.刃脚钢板厚δ＝6mm20。顶面顺坡度方向布置加劲肋角钢，加劲肋角钢两端与内壁板水平桁架弦杆及外壁板加劲角钢焊接，加劲肋中部焊接斜杆及水平杆支撑到外壁板加劲角钢,刃脚区域的桁架和底板加劲肋均采用∠70×45×7mm。8.封底混凝土：在考虑先做钻孔桩后做钢套箱和封底混凝土工况下，经计算

7、取双壁钢套箱封底混凝土厚度为2.1m。9.内支撑：围堰在沿短边方向设置3道内支撑，采用Φ529×14钢管，内支撑与围堰连接处的细部构造按设计图处理。在围堰的角部设置钢管Φ529×14形成支撑体系。三、荷载工况围堰设计时考虑壁仓内填充了6.3m壁舱混凝土，有壁仓混凝土区域围堰结构设计较弱。因此计算主要包括两种计算工况：1．围堰悬浮下沉围堰悬浮下沉时的围堰结构受力（主要是验算底节围堰结构受力）；2．围堰下沉到位围堰下沉到位且封底混凝土达到设计强度后抽水工况（主要验算围堰结构整体受力）。四、计算模型：利用MID

8、AS有限元软件建立封底混凝土以上钢套箱1/4模型，内外壁板采用板单元，其余结构采用梁单元，底部施加固定约束，2侧施加位移对称约束。整体模型如图3-图5。201.板壳单元离散和模拟内、外壳板、底板、隔舱板以及套箱支撑结构。单元大小以壳板垂向加劲肋间距为依据，形状尽量接近正方形。2.梁单元离散和模拟竖向加劲角钢（∠70×45×7、∠90×56×7）、水平桁架弦杆（TN249×199、TN200×200）、3.桁架单元水平桁架直杆（