某大桥双壁钢围堰计算资料

1、沪昆铁路长昆段CKTJ *标段 * * * * *特大桥双壁钢围堰计算书中铁*局集团有限公司年六月双壁钢围堰设计1工程概况长沙全昆明铁路客运专线*特大桥中心里程DK390+147.00,全桥总长533.93m, 6#9#墩跨舞水河设计为(80+128+80)m双线连续箱梁。7#墩基础采用24根6 1.5m钻 孔桩，一级承台尺寸为20.6mX 13.4mX3m，承台底标高为260.569m。1.1水文资料桥址区下游约10km处为蟒塘溪水库，水位变化主要由水库控制。舞水河为也航 道，桥位处河面宽约240m，设计通航净空尺寸为双向4.5x32m，设计最高通航水位 281.0m,设计最低通航水位 27

2、0.0m。舞水河 Q1/100=8751.02m3/s，H1/100=281.850m， V1/100=5.29m/s。6月19日连续降雨后实测最高水位281.25m。2地质资料7#墩处河床覆盖层较浅，表面卵石土约1.2m，向下约3.2m为强风化凝灰质板岩， 强度。o=500KPa，再向下为弱风化凝灰质板岩，强度O o=1000KPa。2钢围堰设计概况2.1总体概况双壁钢围堰顶面标高282.5m，底面标高257.5m，总高度25m，高度方向分为五节， 底节高度4.5m中间三节高度为5m，顶节为5.5m。双壁钢围堰高度方向壁间厚度设计为 1m。双壁钢围堰平面分为8块，各节之间以及各块之间均采用螺

3、栓连接。单块最大重量73t，4.5m底节重60.15t。双壁钢围堰外径27.8m，封底C20混凝土厚度3m。序号项目单位7#墩备注1施工期最高水位m279.002河床标r高（m）m265.003河床岩面标高（m）m263.84承台底标高 （m）m260.5695封底混凝土厚度m36围堰顶面标高m280.007围堰底面标高m257.58围堰拆除标高m2659双壁钢围堰总高度m22.5010双壁钢围堰分节高度m4.5*511承台尺寸a*b*d(m*m*m)m13.4*20.6*512围堰内直径D内m25.8 (26.2)13钢围堰外直径D外m27.814钢围堰壁厚hcm100 (80)15钢围堰重

4、量kg391.76116封底混凝土数量m31619.32.2圆形钢围堰内径尺寸的拟定，其内径为：D 内=L+2*Ab+ （a2+b2） 1/2+2*底节 D 内=（20.62+13.42） i/2+2*0.8=26.17m （取 26.2m）中上节不充填混凝土，填充沙子考虑加厚20cm, D内=26.2-0.2*2=25.8m； 式中：D内一钢围堰的内径（以m计）；a 一承台（若两层承台，则为下层承台）顺桥向宽；b 一承台横桥向最大尺寸（以m计算）；b-承台对角线处距围堰最近点距离，一般取0.751.0m，这里取0.813m； L一承台（下层）对角线长度（以m计算）。圆形钢围堰内径尺寸的拟定，

5、其外径为：D外=D内出底节D外=中上节D外=26.2+0.8*2=27.8m；D外一钢围堰的外径（以m计）；h一双壁钢围堰厚度；视围堰高度及承受的荷载确定，一般为0.82.0m，标高265.00m以下拟取0.8m，标高265.00m以上拟取1.0m；2.3钢围堰高度的确定H =施工期最高水位（经施工调查为281.5m）-封底混凝土高程+安全高AH式中：安全高AH一般为0.51.0m （拟取1m）；封底混凝土高程=承台底高程-封底混凝土厚度（拟取3m）；封底混凝土厚度的确定：一般应大于2m,并保证在抽水、进行承台施工时增加围 堰抗浮力及底部不漏（渗）水的需要。计算得：H=281.5- （260.

6、569-3） +1=24.9m（取 25m）3、结构设计3.1主龙骨与面板钢围堰沿内外壁圆周各布置160根竖向角钢作为竖向主龙骨，环向主龙骨为角钢， 并在环向龙骨之间设6mm厚扁钢作加强肋板，内外壁之间设斜撑角钢。竖向、环向主 龙骨与斜撑组成立体桁架，使内外壁形成整体。竖向龙骨、环向龙骨、斜撑材料上部壁 间厚100cm部分分别为Z75X8、Z75X50X8、Z75X8；底节壁间厚分别为Z75X50 X5Z63X6Z63X6O上、下部壁间面板厚度均采用5mm。外壁板竖向龙骨间距55cm， 内壁板间距51cm，环向龙骨间距底节为90cm，中、上节为75cm。斜撑间距外壁板为 109cm，内壁板间距

7、为101cm。3.1隔仓在围堰环向分为8个隔仓，竖向设置隔仓板，隔仓板壁厚5mm。每个隔仓上下贯 通，左右封闭。3.3刃脚围堰底部设置150cm高刃脚，底部用Z 160 x100 x12角钢包脚。3.4连接法兰钢围堰每块之间均采用螺栓连接，法兰采用180*10mm钢板。围堰壁内外法兰均设 螺栓孔，螺栓孔为30*25mm椭圆孔，螺栓采用20*70mm普通螺栓。法兰之间设10mm 防腐型橡胶垫片止水。为确保施工现场拼装精度，在厂内试拼时，在每处法兰上加设3个 定位销。3.5其他配置3.5.1吊点在每块围堰上部设置两个吊点，用于拼装时起吊。底节钢围堰共设置4个主吊点， 用于整体吊装下水。3.5.2内

8、外连通管为保证封底混凝土浇注过程中内外水头平衡，在围堰下游和侧面共设置 2个u 300mm的内外连通管，钢管与井壁间密焊。钢管伸入围堰端设有法兰并配有钢板堵头， 可根据工序需要由潜水员开闭堵头板。3.5.3壁内填充物围堰拆除标高以下全部填充C20混凝土，拆除标高以上壁内填充砂，并在围堰接 缝下50cm处设置混凝土圈梁。壁内混凝土采用水下灌注，每次灌注高度不得超过3m。结构设计详见下图ji.：一场E瓢I顼伸斯W黔 2T阮3、双壁钢围堰结构计算3.1荷载及计算工况3.1.1荷载分类围堰主要受到水的浮力、水的侧压力、土侧压力等荷载作用。3.2.2各工况荷载分析工况1,围堰下沉。工况2,围堰抽水。3.

9、2.3封底混凝土的计算围堰水下封底后，施工抽水时，封底混凝土需承受基底的向上浮力，初拟封底混 凝土标号为C30,其容重Y混凝土=24KN/m2，厚度为4m，施工时对围堰清理保证封底混凝 土有效厚度4,取4m混凝土计算。1、混凝土设计强度值2、封底混凝土验算q=Y 水h 水一Y 混凝土h 混凝土 =10X24-24X4 =144KN/m2=14.4 t/m23、按照周边固结双向板计算Mx=0.198*p*(R-h/2)2=0.198*144* (25.8-3/2) 2=16836KN.m取单宽进行验算：Ix= bh3/12=33/12=2.25 m4A=bh=3 m2Wx=bh2/6=1/6 X

10、 1X32=1.5 m3a max= Mx/Wx=16836/1.5=11.4Mpafct= 1.1Mpa抽水至承台底标高后，混凝土将会被拉裂，需要采取加强措施。3.2.4双壁钢围堰下沉计算1、围堰自重根据初步计算及估算，围堰自重钢结构重391.76(25m)；首节高4.5m总重60.15t； 填充混凝土 568m3,重1363t；圈梁混凝土 135m3,重323t；壁间填沙1338m3,重2007t， 钢围堰总重下沉到位时重量：Q=391.76+1363+323+2007=4084t。2、首节下沉计算首节下沉时，需保证围堰顶不备大潮淹没且便于接高围堰焊接。7#墩在高水位时施 工，最大水深为1

11、6.5m。围堰断面面积按84m2，考虑首节围堰自重淹没深度h=60.15/84=0.72m，处于自浮状 态。首节围堰顶面高出平台面约2.8m，不考虑填充混凝土。3、围堰抗浮计算封底混凝土厚度的确定以双壁钢围堰总重+封底混凝土重以满足克服抽水后双壁钢 围堰总浮力的原则确定，暂确定为3m。其抗浮检算公式为：抽水后双壁钢围堰的浮力Q=D (双壁钢围堰自重D1+封底混 凝土重量d2+双壁间填充混凝土重量d3+双壁钢围堰壁间水重d4)钻孔桩的抗拔力作为安全系数考虑，不列入抗浮检算，封底混凝土的标号为C30， 混凝土单位重量取2.50t/m3。双壁钢围堰内外壁间填充混凝土与承台顶面同高。2、封底混凝土抗浮

12、计算封底混凝土厚度假设为h,混凝土单位重量取2.50t/ m3,施工水位281.5m。水浮力F浮由双壁钢围堰自重D封底混凝土重量D2、双壁间填充混凝土重量 D3及双壁钢围堰壁间水重D4平衡。封底混凝土底面上作用的向上水浮力：F 浮=(1/4xnx27.82-1/4xnx 1.82x24)x24= 13102t双壁钢围堰自重按391吨计，则D1=391t封底混凝土重量为：D2=(1/4xnx25.82-1/4xnx 1.82x24)x3x2.50=3463双壁钢围堰间填充混凝土D3=1/4xnx(27.82-25.82)x(7.5+1.6)x2.50=1915双壁钢围堰壁间填沙高度H=25-7.5-1.6=15.9m高的水D4=1/4xnx(27.82-25.82)x15.9x1.5=2008t贝U： Q=391+3463+1915+2008=7777t桩基抗拔力通过钢护