双壁钢围堰设计和施工方案.doc

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1、双壁钢围堰设计一、钢围堰尺寸：承台尺寸为19.8×18.406m；最大对角线长度：max(,)=max(21.218,22.434)=22.434m，为此，确定双壁钢围堰的内径为23.5m，外径为25.5m。在最大对角线处富余量（23.5-22.434）÷2=0.533m。二、双壁钢围堰构造外壁板厚δ=6mm，内壁板厚δ=6mm，竖肋采用∠75×75×8角钢，间距1.0m，水平肋∠75×75×8角钢，间距0.5m，行桁架采用∠75×75×8角钢，间距1.0m。1、水平桁架强度检算：（1）承台底面处：双壁间有C30混凝土参加受压。作用于双壁钢围堰四周侧面

2、的水压力：取γ=1.0t/m3ρ=γH=1.0×（9.96-2.035）=7.925t/m2水平桁架上作用的水压力：P=ρ×1.0=7.925t/m水平桁架弦杆中作用的轴向压力：N=PR=7.925×25.5/2=101.044t水平桁架弦杆采用∠75×75×8角钢产生的应力：查表知：F=11.503cm2，则：σ=N/2F=101.044/11.503/2=4.409t/cm2=440.9Mpa>[σ]=180Mpa钢围堰双壁间填充C30混凝土，混凝土中的应力：σ=N/F=101.044/1.0/1.0=101.044t/m2=1.01Mpa<[σ]

3、=4Mpa由此可以看出在双壁钢围堰间灌注C30混凝土可以满足水平桁架强度要求，而不灌注C30混凝土，则不能满足强度要求。故在施工过程中必须在双壁钢围堰的双壁间、承台顶面以下填充C30混凝土。（2）承台顶面处：钢围堰双壁间灌注水无混凝土：作用于双壁钢围堰四周侧面的水压力：ρ=γH=1.0×（9.96-7.035）=2.925t/m2水平桁架上作用的水压力：P=ρ×1.0=2.925t/m水平桁架弦杆中作用的轴向压力：N=PR=2.925×25.5/2=37.294t水平桁架弦杆采用∠75×75×8角钢产生的应力：查表知：F=11.503cm2，则：σ=N

4、/2F=37.294/11.503/2=1.621t/cm2=162.1Mpa<[σ]=180Mpa钢围堰双壁间填充C30混凝土，混凝土中的应力：σ=N/F=37.294/1.0/1.0=37.294t/m2=0.373Mpa<[σ]=4Mpa即采用∠75×75×8角钢作为水平桁架弦杆，在承台顶面处基本满足强度要求，若考虑压杆折减，则强度不能满足要求，因此在施工工程中必须在双壁钢围堰的双壁间、承台顶面以下填充C30混凝土。3、双壁钢围堰壁板中局部弯曲应力：1）承台底面处：由于双壁间灌有C30混凝土，壁板上的水压力直接传给混凝土，壁板的强度满足要求。2）

5、承台顶面处：（1）外壁板σ=6mm水平肋竖向间距b=500mm，竖肋间距a=1001.4mm水压力：ρ=γH=1.0×（9.96-7.035）=2.925t/m①按“桥梁地基和基础”第277页情况六：四周固结板lx/ly=500/1001.4=0.50Mx=0.040×2.925×10-4×502=0.02925t·cmMy=0.0038×2.925×10-4×502=0.00278t·cm=0.0829×2.925×10-4×502=0.06062t·cmW=1/6×1.00×0.62=0.06cm3σ=Mx/W=0.02925/0.06=0.487

6、5t/cm2=48.8Mpa<[0.9]=216Mpaσo=/W=0.06062/0.06=1.01033t/cm2=101.0Mpa<[0.9]=216Mpa②按新版“机械设计手册”第一卷第四篇第一章4—61页，四周固定b取1000mm时：σmax=α（b/t）2qa/b=1000/1001.4=1.00α=0.3078t=0.6cmq=2.925×10-4t/cm2有：σmax=0.3078×(100/0.6)2×2.925×10-4=2.50091t/cm2=250.1Mpa>[0.9]=216Mpab取900mm时：σmax=α（b/t）2qa

7、/b=1000/900=1.1111α=0.3109t=0.6cmq=2.925×10-4t/cm2有：σmax=0.3109×(90/0.6)2×2.925×10-4=2.0461t/cm2=204.6Mpa<[0.9]=216Mpab取500mm时：σmax=α（b/t）2qa/b=1000/500=2α=0.4974t=0.6cmq=2.925×10-4t/cm2有：σmax=0.4974×(50/0.6)2×2.925×10-4=1.0103t/cm2=101.0Mpa<[0.9]=216Mpa为此，水平肋竖向间距必须小于等于900mm，才能满

8、足要求。（2）内壁板：σ=6mm水平肋竖向间距b=500mm，竖肋间距a=922.8mm①按新