钢围堰封底砼检算

1、钢围堰封底磴检算（一）封底碌厚度验算抽水后，封底碌底面上作用的向上水压力：q=13.48 （水压力）一（2.4 X 3.0）（碌重量）=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=pa（3+ 卜）/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）K =1/6 （碌的侧向变形系数，即泊桑比）M=（6.28X 11.82）（3+1/6）/16=173.06t m根据给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程中 6.1.13规定，水下 封底混凝土的厚度，应按下式计算：5.72一M一ht =1 bf t

2、huht 水下封底混凝土厚度（mm）;M 一每米宽度最大弯矩的设计值（N mm）;b 计算宽度（mm ），取1000mmft一混凝土抗拉强度设计值（N/mm2 ）；hu 一附加厚度，可取300mm则,ht = . 5.72 Mhubft5.72 173.061 1760.3 = 2.67 m实际工程封底混凝土的厚度取为3.0 m> 2.67 m（二）各种荷载1、各种面积及体积 刃脚底围堰内面积f 1=兀12.12 =459.96m2 封底碌体积 V=tt （12.1 2-10.9 2） X 1.3/2+ 兀 10.92X 3=1176.2吊 围堰内外壁空隙体积V=Tt (12.1 2-1

3、0.9 2) X 11.3-173320/7850=957.7m 3围堰内共12根u 1.8m桩，钢护筒直径取2.2m,其与碌接触表面积f2=Tt 2.2 X 3X 12=248.8希2、浮力 F= f 1T 水 h=459.96 X 13.48=6200t3、抗力 钢围堰重力含壁内碌（浇注至承台底标高碌重量）Pi=340（围堰）+480（壁舱内碌）=820t 封底碌重量P2= ViX 2.4=1176.2 X 2.4=2822.9t 围堰壁内水重量P3= V2X 1=957.7 X 1=957.7t 封底碌与钢护筒间的摩擦力(钢护筒与碌摩擦系数10.4t/m2)P4= f 2X 15=248

4、.8 X 10.4=2588t抗浮力 P= P1+P2+R+P4=820+2822.9+957.7+2588=7188.6t(三) 封底混凝土受剪计算封底碌所受剪力 F-P2 -P 4=6200-2822.9-2588=789.1t789.1Q7 89.12t =3.76t/ mbh 2 二 1 (24.2 21.8) 1.3 二 21.8 1.7C25混凝土允许直接剪应力gf j = 4.09 MPa，可见 E =0.13 MPa < bf (四) 钢围堰整体抗浮检算抗浮力 P= P1+B+R+P4=820+2822.9+957.7+2588=7188.6tKf为抗浮安全系数，取1.0

5、1.157188.66200= 1.16 Kf13.48m。（五）钢围堰下沉计算钢围堰着床后，面到围堰底的水深为浮力 F' = 丫 V=1X 兀(12.1 2-10.9 2) X (13.48-1.3/2)=1112.5t钢围堰自重P'=340t壁内碌填充高度为3m则碌所占体积为200蒂，碌的容重为2.4t/ m 3,则' _ _ _ - . . _ _P2=200X 2.4=480t围堰壁内水重量 P3' = 957.7 X 1=957.7tP=R + P2 + p' =340+480+957.7=1777.7t"n=1.60 Kf序号土层名

6、称土的极限摩阻力19#墩下 限(Kpa)上 限(Kpa)土层厚度(nj)下沉最小摩阻力(KN)下沉最大摩阻力(KN)1砂火卵石18301.317792965表1围堰下沉表取最小摩阻力:F 1112.5河床覆盖土层为砂火卵石，极限摩阻力1830KPa围堰下沉计算表见表1。R-F 1777.7 - 1112.5 K = = = 3.74K I - 1.15Tmin177.9取最大摩阻力:R-F 1777.7 - 1112.5 K = = = 2.24K = 1.15T max296.5四、壁板间局部弯曲应力1、封底碌顶面(承台底面)处竖向加劲肋水平间距:外壁板上为：24.2 攵 X (1/192)

7、=0.396m=396mm内壁板上为：21.8 攵 X (1/192)=0.357m=357mm水平加劲肋竖向问距为300mm水压力：P1=10.48t/m 2流水压力：P2=0.06t/m 2q=B+ P2=10.48+0.06=10.54t/m 2=1.054kg/cm21)外壁板按机械设计手册第一章表1-1-110等厚矩形板、. qb 4最大挠度：f = Co 3Eh2取大应力：c- max = G (b/1) qb=396mm a=300mm a/b=396/300=1.32q=10.54t/m 2=1.054kg/cm2t=8.0mm四边简支(板中央应力)C0 =0.0712 , C

8、1 =0.423105.4 3004l0396f = 0.0712 = 0.565 mm ： = = 0.99 mm2.1 108 83400400-max =0.423(300/8) 2 1.054 =62.70 MPa ： I。J=170MPa2)内壁板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°Eh最大应力：C、ax =C1(b/t)2qb=357mm a=300mm a/b=357/300=1.19 q=10.54/m2=1.054kg/cm2t=8.0mm四边简支(板中央应力)C0=0.06074 , C1 =0.3712r105.4 300l03

9、57f =0.060748 = 0.482mm： = = 0.893mm2.1 10 8400 400-max =0.3712 (300/8) 2 1.054 =55.019 MPa ：|二170MPa2、封底碌顶(承台底)面以上 2.5处竖肋水平问距不变水平加劲肋问距400mm水压力：R=10.54 2.5 =8.04t/m 2q=P1=8.04t/m 2=0.804kg/cm21)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)C0 =0.0444 , C1 =0.2875=0.044480.4 39642.1 108 83=

10、0.816 mm上 _ 400祯一 400=1mm；max = 0.2875 (396/8) 2 0.804 = 56.64MPa ： I- )=170MPa2)内壁板b=357mm a=400mm a/b=400/357=1.12, t=8.0mmC0 =0.0547, C1 =0.3406f = 0.0547 丁 3 = 0.664 mm ：= 400 = 1mm2.1 108 8340040080.4 3574二 max = 0.3406 (357/8) 2 0.804 = 54.53MPa ： l = 170MPa3、封底碌顶(承台底)面以上 6.5m处竖肋水平问距535mm水平加劲肋

11、问距600mm水压力：R=10.54 6.5=4.04t/m 2q=P1=4.04t/m 2=0.404kg/cm21)外壁板b=594mm a=600mm a/b=600/594=1.01 , t=8.0mmC0 =0.0444 , C1 =0.2875f =0.044440.4 59442.1 108 83=2.08 mm400600400=1.5mm= 0.2875 (594/8) 2 0.404 =64MPa ：l=170MPa2)内壁板b=535mm a=600mm a/b=600/535=1.12 , t=8.0mmC0 =0.0547 , Ci =0.3406,40.4 5354

12、l0600f = 0.0547 8 = 1.68mm ： = = 1.5mm2.1 108400400。max =0.3406 (535/8) 2 0.404 =61.5MPa ： lc l=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上, 支承在隔舱壁上和竖向桁架上。1、在封底碌顶（承台底）面处水平加劲肋问距（竖向）300mm荷载为：水平桁架q=10.54 X 0.3=3.162t/m水平加劲肋跨度(竖向加劲肋问距)396mmM=(1/8) X 3.162 X 0.396 2=0.062t m板 12X 90mm W =1 号2 k 902 =

13、16200 mm6了 maxM _ 0.62 106W 16200= 38.25MPa " T80MPa2、封底碌顶（承台底）面以上 2.5m处 水平加劲肋竖向问距400mm荷载为：q=8.04 X 0.4=3.216t/m水平加劲肋跨度396mM=(1/8) X 3.216 X 0.396 2=0.063t .m板 12X 90mm W = 1x 12 x 90 2 = 16200 mm 366了max = = 0 = 38.89 MPa180MPaW 162003、在封底碌顶（承台底）面以上 6.5m处 水平加劲肋竖向问距600mm荷载为： q=6.88 X 0.6=4.128t

14、/m水平加劲肋跨度594mmM=(1/8) X 4.128 X 0.594 2=0.182t m板 12X 90mm W = 1x 12 x 90 2 = 16200 mm36M 1.82 106 矿 16200=112.3MPal-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、封底碌顶（承台底）面处竖向加劲肋问距396mm，水平桁架间距0.6mq=10.54 X 0.396=4.174t/mM=（1/8） X 4.174 X 0.62=0.188t .m/ 63 X 63 X 8, F=9.515cnf, Ix=34.46cm43ix=1.90c

15、m, wx=7.75cmzo=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（40a长度），组合截面如下图所示：_ - 2F=9.515+32X 0.8=35.115cm中性轴位置：y°=(1/35.115) X 32X 0.8 X 0.4+9.515 X 5.25 =1.71cmI= (1/12) X 32 X 0.8 3+25.6 X (1.71 - 0.4) 2 + 34.46+9.515 X (1.71 - 5.25) 2 =199cm= 116.37 cmy。1.88 106116370= 16.16MPa ： I - 180MPa2、封底碌顶（承台底）面以上

16、 2.5 m处竖向加劲肋问距396mm水平桁架间距0.8mq=8.04 X 0.396=3.184t/mM=（1/8） X 3.184 X 0.82=0.255t .m:l<- .1-180 MPaM 2.55 10621.9 MPa 1163703、封底碌顶（承台底）面以上 6.5m处竖向加劲肋问距594mm水平桁架间距1.2mq=4.04 X 0.594=2.40t/mM=（1/8） X 2.40 X 1.22=0.432t .m匚 max = M = 432= 37.1 MPa ： I - 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、封底碌顶（

17、承台底）面处水平桁架的竖向间距0.6m。 桁架弦板中的主压应力D q 0.6F =76 121.8 0.696=57.855kN弦板：板 16X 100+板 12X 1802F 净=1.2 X 18+1.6 X 10=37.6cm应力：b =57.855/(37.6 X 2)=76.9Mpa < 后】F 毛=1.2 X 18+1.6 X 10+0.8 X 32=63.2cm2中性轴位置：y0=(1/63.2) X 32X 0.8 X 0.4+1.6 X 10X 5.8+18 X 1.2 X 19.8 =8.40cm I= (1/12) X 32 X 0.83+16X(8.4 0.4) 2

18、 +(1/12) X 1.6 X 103+16X(8.4 一5.8) 2 + (1/12) X 1.2 X 183+21.6 X (8.4 - 19.8) 2 =5271.59cm4Wax=5271.59/8.4=627.57cm3(壁板)Win=5271.59/20.4=258.41cm 3(弦板)回转半径：i = . "T = J5271.89/ 63.2 = 9.13cm入=118.8/9.13=13，中=0.974弦板稳定应力：b 1=57.855/(2 X 53.6 X 0.974)=55.45Mpa < 岳 弦板局部弯曲应力M=（1/8） X （10.54 X 0.

19、6） X 1.188 2=1.116t .mb 2=116.4/258.41=43.2 Mpa合应力：b =73.3（主压应力）+43.2=116.5 Mpa < b211MPa 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计算蓦妇0.54、0.6*.435 ；2.199 i= 3.378 tN=3.378/1.2=2.82t应力：b =2.82/（37.6 X 2）=0.038t/cm 2组合应力：b =0.73（主压应力）+0.432局部弯曲应力）+0.038 X 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< b =0.9 b

20、 t=2.35X ，_20.9=2.115t/cm桁架若按支承在隔舱板上的连续梁计算：9.503 8.5612= 51.59t m1= 10.54 0.610N=51.59/1.2=42.99t 2(7 3=42.99/(37.6 X 2)=0.572t/cm组合应力:2(r = o-1+(T 2+1.3 X 0- 3=0.73+0.432+0.572 X 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： 2Fi=63.2cmI i=5271.59cm4yi=8.4cm水平加劲肋：F2=10.8cmq=q1=10.54t/m+25.6=36.4cm2y2=1/36.4(25.

21、6 X 0.4+10.8 X 5.3)=1.85cm12=(1/12) X 32 X 0.8 3+25.6 X (1.85 0.4) 2+(1/12) X 1.2 X 93+10.8 X (1.85 5.3) 2=256.64cm1. 轴向压应力取600mm高钢套箱计算。壁板厚 a =8.0mm横截面面积：f 1=（0.8 x 60） x 2=96cn2。水平加劲肋肋板 90X 12mm f2=9X1.2 X 2=21.6cm2。水平桁架弦板180x 12+100X 16mm2f3=18X 1.2+10 X 1.6X2=75.2cm。工 I i= 5271.59+63.2 X (60 8.4)

22、 2+ : 256.64+36.4 X (60 1.85) 2: X 2=593771.6cm3w=593771.6/60=9896.2cm3° 3=M/W=51.5% 100/9896.2=0.521t/cm 2组合应力： 2b =0.73+0.432+0.521=1.683t/cm2 < =2.115t/cm应力组合验算（一）封底碌顶（承台底）面处竖向加劲肋问距：外壁上396mm内壁上357mm水平加劲肋问距：300mm水平桁架间距：600mm施工水位：51.18m。河底面标高：39.91m。承台底（封底碌顶）面标高：40.70m。水压力：2q1=51.18 40.70+0

23、.06=10.54t/m 2承压面积：F=fi+f2+f3=96+21.6+75.2=192.8cm2轴向压力：N=(1/2)qDh=(1/2) X 10.54 X 24.2 X 0.6=76.52t轴向压应力：_ 2° 1=N/F=76.52/192.8=0.397t/m2. 壁板局部弯曲应力：a=396mm b=300mm a/b=396/300=1.32按四边简支板，C1 =0.423_、2 2fax =0.423 (300/8)2 1.054= 0.687t/cm2 =c-23. 水平桁架弦板局部弯曲应力q=10.54 X 0.6=6.324t/mM=(1/8) X 6.32

24、4 X 1.188 2=1.116t.mb 3=M/w=111.6/627.57=0.179t/cm 2(壁板) 111.6/258.41=0.432t/cm 2(弦板)4. 水平桁架弯曲应力水平桁架支承在隔舱板上，按连续梁计算。q=10.54 X 0.6=6.324t/m= 51.59t m19.503 8.561=10.54 0.610桁架弦板上的轴向压力:N=M/1.2=51.59/1.2=42.99t桁架弦板上的轴向应力:(7 4=(42.99/37.6) X 1.3 (应力增大系数)=1.486t/cm 2钢套箱壁板上的组合应力:b =(0.397+0.5959+0.432)+1.4

25、86=2.911t/cm2> t水平桁架按支承在隔舱板上的箱形梁计算:弦板:2F=63.2cmI i=5971.59cm4yi=8.4cm水平加劲肋：F2=10.8cm2+25.6=36.4cm2y2=1/36.4 (25.6 X 0.4+10.8 X 5.3)=1.85cm12=(1/12) X 32 X 0.8 3+25.6 X (1.85 0.4) 2+(1/12) X 1.2 X 93+10.8X (1.85 5.3) 2=62.95+165.62=256.64cm3工 I i= 5971.59+63.2 X (60 8.4) 2 +256.64+36.4 X (60 1.85)

26、 2 X32=595171.6cm3w=595171.6/60=9919.5cm3M=5559t.cm2b 4=5159/9919.5=0.52t/cm 2组合应力：b =（0.397+0.5959+0.432）+0.52=1.945t/cm2< t在承台顶面以下钢套箱两壁间灌注有C 20碌，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：2a =（T 1 + （T3+（T4=0.397+0.432+0.52 X 1.3=1.51t/cm < b（二）封底碌顶（承台底）面以上 2.5m处竖向加劲肋问距同（一），水平加劲肋问距300mm水平桁架间距800mm水压力：q1=

27、10.54 2.5=8.04 t/cm 22q= q 1=8.04 t/m1. 轴向压应力取800mnB钢套箱计算2F=128+21.6+75.2=224.8cmN=(1/2)qDh=(1/2) X 8.04 X 0.8 X 24.2=77.83t b 1=77.83/224.8=0.346t/cm 22. 壁板局部弯曲应力a=396mm b=300mm a/b=396/300=1.32四边简支(板中央应力)，C1 =0.423. 一 2 一 ；了2 =0.423 (300/8)0.804 =0.4783. 水平桁架弦板弯曲应力q=8.04 X 0.8=6.432t/mM=(1/8) X 6.432 X 1.188 2=1.135t.mb 3=113.5/627.57=0.181t/cm 2(壁板)113.5/258.41=0.439tcm 2(弦板)4. 水平桁架弯曲应力：M=(1/10) X 6.432 X(9.503+8.561) X 1/22=52.47t.m 2b 4=M/w=5247/9919.5=0.53t/cm组合应力为：b = (X 1+ (T 2+ (T 3+1.3 (T 4=0.346+0.478+0.439+0.53 X 1.3=1.952t/cm 2< t(三) 承台底面(封底碌顶面)以上 6.5m处承台顶面以上两壁间不