钢围堰封底砼检算

1、钢围堰封底砼检算（一）封底砼厚度验算抽水后，封底砼底面上作用的向上水压力：q=13.48（水压力） （2.4 3.0）（ 砼重量 ）=6.28t/m 2 按周边简支支承的圆板，承受均布荷载，板中心的弯矩桥梁地基与基础397 页M=pa2（3+）/16式中 p=6.28t/m 2圆板上作用的均布荷载a=11.8m（圆板的计算半径，取自刃脚斜面一半 ）=1/6 （砼的侧向变形系数，即泊桑比）2.M=（6.2811.8 2）（3+1/6）/16=173.06t .m6.1.13 规定，水下根据给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程中 封底混凝土的厚度，应按下式计算：htht 水下封底混凝土厚度 mm

2、 ；M 每米宽度最大弯矩的设计值 N mm ；b 计算宽度 mm ，取 1000mm；ft 混凝土抗拉强度设计值 N /mm2 ；hu 附加厚度，可取 300mm。则，5.72Mbfthu5.72 173.061 1760.3 2.67m实际工程封底混凝土的厚度取为 3.0m 2.67m二）各种荷载1、各种面积及体积 刃脚底围堰内面积 f 1=12.1 2 =459.96m2 封底砼体积 V1=（12.1 2-10.9 2） 1.3/2+ 10.9 23=1176.2m3 围堰内外壁空隙体积V2=(12.1 2-10.9 2) 11.3-173320/7850=957.7m 3围堰内共 12

3、根1.8m桩，钢护筒直径取 2.2m，其与砼接触表面积 f 2=2.2 312=248.8m22、浮力 F= f 1水 h=459.9613.48=6200t3、抗力 钢围堰重力含壁内砼 （ 浇注至承台底标高砼重量 ）P1=340（围堰）+480（ 壁舱内砼）=820t 封底砼重量P2= V12.4=1176.2 2.4=2822.9t 围堰壁内水重量P3= V21=957.7 1=957.7t 封底砼与钢护筒间的摩擦力 ( 钢护筒与砼摩擦系数 10.4t/m 2)P4= f 215=248.8 10.4=2588t抗浮力 P= P1+P2+P3+P4=820+2822.9+957.7+258

4、8=7188.6t三) 封底混凝土受剪计算封底砼所受剪力 F-P2 -P 4=6200-2822.9-2588=789.1tbh3.76t / m2789.12 1 (24.2 21.8) 1.3 21.8 1.7C25 混凝土允许直接剪应力f 4.09 MPa ，可见 0.13 MPa f四) 钢围堰整体抗浮检算抗浮力 P= P1+P2+P3+P4=820+2822.9+957.7+2588=7188.6tKf 为抗浮安全系数，取 1.0 1.15P 7188.61.16 K fF 6200 f （五）钢围堰下沉计算 钢围堰着床后，面到围堰底的水深为 13.48m。浮力 F V=1（12.1

5、 2-10.9 2） （13.48-1.3/2）=1112.5t钢围堰自重 P1 =340t壁内砼填充高度为 3m，则砼所占体积为 200m3，砼的容重为 2.4t/ m 3，则P2 =2002.4=480t围堰壁内水重量 P3= 957.7 1=957.7tP=P1 + P2 +P3 =340+480+957.7=1777.7t1777.71112.51.60 K f河床覆盖土层为砂夹卵石，极限摩阻力1830KPa。围堰下沉计算表见表 1表 1 围堰下沉表序 号土层 名称土的极限摩阻力19墩下限(Kpa)上限(Kpa)土层厚 度（m）下沉最小摩 阻力 （KN）下沉最大摩 阻力（KN）砂夹 卵

6、石18301.317792965取最小摩阻力：RFTmin1777.7 1112.5177.93.74 K 1.15取最大摩阻力：RFTmax1777.7 1112.5296.52.24 K 1.15四、壁板间局部弯曲应力1、封底砼顶面（承台底面）处竖向加劲肋水平间距：外壁板上为： 24.2 (1/192)=0.396m=396mm内壁板上为： 21.8 (1/192)=0.357m=357mm水平加劲肋竖向间距为 300mm2水压力： P1=10.48t/m 2流水压力： P2=0.06t/m 2q=P1+ P2=10.48+0.06=10.54t/m 2=1.054kg/cm 21）外壁板

7、按机械设计手册第一章表 1-1-110 等厚矩形板最大挠度：f c 0 qb 4030 Eh 3最大应力：2maxc1(b/t) qb=396mm， a=300mm， a/b=396/300=1.3222q=10.54t/m 2=1.054kg/cm 2t=8.0mm 四边简支(板中央应力) c0 =0.0712， c1 =0.423105.4 300 4 l0396f 0.0712 8 3 0.565 mm 0 0.99 mm2.1 10 8 83400 400max 0.423 (300/ 8) 2 1.054 62.70 MPa =170MPa 2)内壁板按机械设计手册第一章表 1-1-

8、110 等厚矩形板最大挠度：fc0 qb 430 Eh 3最大应力：2maxc1 (b /t) qb=357mm， a=300mm， a/b=357/300=1.1922q=10.54/m 2=1.054kg/cm 2t=8.0mm 四边简支(板中央应力) c0 =0.06074 ， c1 =0.3712f 0.06074105.4 83003 0.482mm l0 357 0.893mm2.1 108 83400 400max 0.3712 (300/8) 2 1.054 55.019 MPa =170MPa2、封底砼顶（承台底）面以上 2.5 处 竖肋水平间距不变水平加劲肋间距 400mm

9、 水压力： P1=10.54 2.5 =8.04t/m22q=P1=8.04t/m 2=0.804kg/cm 21)外壁板b=396mm， a=400mm， a/b=400/396=1.01 ，t=8.0mm四边简支（板中央应力）c 0 =0.0444， c1 =0.2875f 0.044480.4 3962.1 10 8 830.816 mml04004004001mmmax 0.2875 (396/8) 2 0.804 56.64MPa =170MPa2)内壁板b=357mm， a=400mm， a/b=400/357=1.12, t=8.0mmc0 =0.0547， c1 =0.3406

10、f 0.054780.4 357832.1 10 8 830.664 mml04004004001mmmax 0.3406 (357/8) 2 0.804 54.53 MPa =170MPa3 、封底砼顶（承台底）面以上 6.5m 处 竖肋水平间距 535mm 水平加劲肋间距 600mm 水压力： P1=10.54 6.5=4.04t/m 222q=P1=4.04t/m 2=0.404kg/cm 21）外壁板 b=594mm， a=600mm， a/b=600/594=1.01 ，t=8.0mmc 0 =0.0444， c1 =0.2875f 0.044440.4 59442.1 108 83

11、2.08 mml0400600 1.5mm4000.2875 (594/ 8) 2 0.404 64MPa =170MPa2)内壁板b=535mm， a=600mm， a/b=600/535=1.12 ，t=8.0mmc0 =0.0547， c1 =0.3406f 0.054740.4 535 42.1 108 831.68 mm4006004001.5mm水平桁架maxM 0.62 106W 1620038.25MPa 180MPamax 0.3406 (535/8) 2 0.404 61.5MPa =170MPa五、水平加劲肋中的应力水平加劲肋支承在竖向加劲肋上， 竖向加劲肋支承在水平桁架

12、上， 支承在隔舱壁上和竖向桁架上。1、在封底砼顶（承台底）面处水平加劲肋间距（竖向） 300mm，荷载为：q=10.540.3=3.162t/m水平加劲肋跨度(竖向加劲肋间距) 396mm2.M=(1/8) 3.162 0.396 板 12 90mm W 12 90 2 16200 mm 6=0.062t .m2、封底砼顶（承台底）面以上 2.5m 处 水平加劲肋竖向间距 400mm，荷载为：q=8.04 0.4=3.216t/m水平加劲肋跨度 396mM=(1/8) 3.2160.396 2=0.063t .m1板 12 90mm W 12 90 2 16200 mm6max6M 0.63

13、106W 1620038.89 MPa180 MPa3、在封底砼顶（承台底）面以上 6.5m 处 水平加劲肋竖向间距 600mm，荷载为： q=6.88 0.6=4.128t/m水平加劲肋跨度 594mm2.M=(1/8) 4.1280.594 F=9.515+320.8=35.115cm2=0.182t .m板 12 90mm112 90616200 mmM 1.82 106W 16200112.3MPa 180MPa六、竖向加劲肋 竖向加劲肋支承在水平桁架上，水平桁架的间距为竖向加劲肋的跨度。1、封底砼顶（承台底）面处竖向加劲肋间距 396mm, 水平桁架间距 0.6m q=10.540.

14、396=4.174t/m2.M=（1/8）4.1740.62=0.188t .m63638，F=9.515cm2，I x=34.46cmy0=(1/35.115) 320.8 0.4+9.515 5.25 =1.71cm I= (1/12) 320.83+25.6(1.71 0.4)2+34.46+9.515(1.71 3i x=1.90cm， wx=7.75cm zo=1.85cm加劲肋与壁板焊接在一起，计算时考虑壁板参加受弯曲（ 40长度），组合 截面如下图所示：y0116.373cmM max W1.88 10611637016.16 MPa 180MPa2、封底砼顶（承台底）面以上 2

15、.5 m 处 竖向加劲肋间距 396mm，水平桁架间距 0.8m q=8.04 0.396=3.184t/m2.M=(1/8)3.1840.82=0.255t .mmax2.55 10 611637021.9 MPa180 MPa3、封底砼顶（承台底）面以上 6.5m 处 竖向加劲肋间距 594mm，水平桁架间距 1.2m q=4.04 0.594=2.40t/mM=(1/8) 2.40 1.2 2=0.432t .mM 4.32 10 6max 37.1 MPa 180 MPa W 116370七、水平桁架 水平桁架支承在竖向桁架和隔舱板上1、封底砼顶（承台底）面处 水平桁架的竖向间距 0.

16、6m。 桁架弦板中的主压应力D q 0.6n76 121.8 0.69657.855kN弦板：板 16100+板 121802F净=1.2 18+1.6 10=37.6cm2应力： =57.855/(37.6 2)=76.9MpaF毛=1.218+1.610+0.832=63.2cm2中性轴位置：y0=(1/63.2) 320.8 0.4+1.6 105.8+181.219.8=8.40cmI=(1/12) 320.83+16(8.4 0.4) 2+(1/12) 1.6 103+16(8.45.8) 2+(1/12) 1.2 183+21.6 (8.4 19.8) 2=5271.59cm4Wm

17、ax=5271.59/8.4=627.57cm 3( 壁板)Wmin=5271.59/20.4=258.41cm 3( 弦板)回转半径：i I / F 5271.89 /63.2 9.13 cm=118.8/9.13=13 ，0.974弦板稳定应力：1=57.855/(2 53.6 0.974)=55.45Mpa弦板局部弯曲应力2.M=（1/8） （10.54 0.6） 1.188 2=1.116t . m 2=116.4/258.41=43.2 Mpa合应力：=73.3（ 主压应力 ）+43.2=116.5 MpaT 211MPa 水平桁架弯曲应力 水平桁架按支承在竖向桁架和隔舱板上的连续梁

18、计算11010.54 0.62.435 2.19923.378 tN=3.378/1.2=2.82t应力：=2.82/(37.6 2)=0.038t/cm组合应力： =0.73（ 主压应力）+0.432 局部弯曲应力 ）+0.038 1.3（ 桁架弯 曲应力， 1.3 为曲线桁架应力增大系数 ）=1.211t/cm 2 =0.9T=2.35 20.9=2.115t/cm 2桁架若按支承在隔舱板上的连续梁计算：M 1 10.54 0.6109.503 8.561251.59tN=51.59/1.2=42.99t3=42.99/(37.6 2)=0.572t/cm组合应力：=1+2+1.3 3=0

19、.73+0.432+0.572 1.3=1.90t/cm钢套箱弯曲支承在隔舱壁上的箱形梁计算弦板：2F1=63.2cm2I 1=5271.59cm4 y1=8.4cm 水平加劲肋：22F2=10.8cm2+25.6=36.4cm2y2=1/36.4(25.6 0.4+10.8 5.3)=1.85cm3 2 3I 2=(1/12) 320.83+25.6(1.85 0.4) 2 (1/12) 1.2 93+10.8 (1.85 235.3) 2=256.64cm3I i =5271.59+63.2 (60 8.4) 2+256.64+36.4 (60 1.85) 22=593771.6cm3w=

20、593771.6/60=9896.2cm33=M/W=51.59100/9896.2=0.521t/cm组合应力：=0.73+0.432+0.521=1.683t/cm2 T水平桁架按支承在隔舱板上的箱形梁计算： 弦板：2F1=63.2cm2I 1=5971.59cm4 y1=8.4cm 水平加劲肋：22F2=10.8cmq= q 1=8.04 t/m1轴向压应力取 800mm高钢套箱计算2F=128+21.6+75.2=224.8cm2N=(1/2)qDh=(1/2) 8.04 0.8 24.2=77.83t 1=77.83/224.8=0.346t/cm 2+25.6=36.4cm2y2=

21、1/36.4 (25.6 0.4+10.8 5.3)=1.85cm3 2 3I 2=(1/12) 320.82壁板局部弯曲应力+25.6(1.85 0.4) 2 (1/12) 1.2 93+10.823 (1.85 5.3) 2=62.95+165.62=256.64cm322 Ii=5971.59+63.2(608.4) 2+256.64+36.4(601.85) 232=595171.6cm3w=595171.6/60=9919.5cm3M=5559t.cm4=5159/9919.5=0.52t/cm组合应力：2=（0.397+0.5959+0.432）+0.52=1.945t/cm 2

22、T 在承台顶面以下钢套箱两壁间灌注有 20 砼，壁板不产生局部弯曲，可不计算壁板局部弯曲应力组合应力为：2= 1 3+4=0.397+0.432+0.52 1.3=1.51t/cm 二）封底砼顶（承台底）面以上 2.5m 处竖向加劲肋间距同（一）水平加劲肋间距 300mm，水平桁架间距 800mm，水压力：q1=10.54 2.5=8.04 t/cma=396mm，b=300mm， a/b=396/300=1.32四边简支(板中央应力) ， c1 =0.42322 0.423 (300 /8) 2 0.804 0.4783水平桁架弦板弯曲应力q=8.04 0.8=6.432t/mM=(1/8)

23、 6.4321.188 2=1.135t.m3=113.5/627.57=0.181t/cm 2( 壁板)2113.5/258.41=0.439tcm 2( 弦板 )4水平桁架弯曲应力：M=(1/10) 6.432 (9.503+8.561) 1/2 2=52.47t.m24=M/w=5247/9919.5=0.53t/cm 2组合应力为：= 1+2+ 3+1.3 42=0.346+0.478+0.439+0.53 1.3=1.952t/cm 2 T三）承台底面（封底砼顶面）以上 6.5m 处承台顶面以上两壁间不灌注 C20砼，灌注水水平加劲肋间距 600mm，竖向加劲肋间距 594mm，水平桁架间距 1200mm。2q1=10.54 6.5=4.04 t/cm 22q= q