钢箱梁安装时墙后土压力计算

钢箱梁安装时墙后土压力计算

计算说明：

一、一密度取2.4T/M。重力加速度g=9.8s/n6y±=1.8X9.8=17.64KN/M3；

二、根据取钻孔综合工程地质柱状图，假定回填土为淤质粘土（比实际回填土质差），010

0

Kpa,a=3.9;则主动土压力系数Ka=t/（45°-0.5Xa）=0.87；a0=2/3a=2.6°;

三、根据计算，在两吊机第一次抬吊时左侧得吊机支腿内侧（不在承抬上）受力最大而且

距离翼墙最近，只要此工况下结构的抗顷、抗滑以及地基承载力满足要求的话，其它工况也

会满足要求.

四、考虑到翼墙的刚度，本次计算墙后土压力为主动土压力；计算式：Pa=qHKa+0.5yH?Ka

五、为计算简便同时又增大荷载，假定泥面上存在均布荷载，荷载的大小与吊机支腿处宕

渣底面承受荷载一样大。在计算地基承载时将支腿处均布荷载分解成延翼墙长度方向的匀

布荷载。

六、由于计算、输入匆忙，文章中会有错别字、计算错误、排版不合理或文理不清晰等毛

病，敬请谅解。

钢箱梁安装结构稳定、地基承载验算

左侧侧2#翼墙胸墙、墙身计算

52=1.73M2距0-0轴1.73M

S3=3.68M2距0-0轴1.7。M

S3+S4=7.16W2距0-0轴1.88M

S4=3.48M2

S5=3.28M2距0-0轴1.90M

S6=3.51M2距0-0轴0.86M

S7=0.30M2距0-0轴0.30M

S8=0.23M2距0-0轴0.42M

图中长度尺寸以mi%

上游翼墙截面示意图

1.1翼墙(除底板外)重力计算

1.1.1翼墙重力计算

S=S2+S4+S5+S6+S7+S8=L73+3.48+3.28+3.51+0.3+0.23=12.53M2；

M=SXLX8+M格梁=12.53X11.4X2.4+0.3X3.68X4X2.4=353T

G=MXg=353X10：iX9.8=3459.4KN

1.1.2翼墙形心计算

对墙身0—0轴取面积矩，设2#翼墙的形心距离0—0轴Ym。

计算式：SSiXDi=SXY

S2=l.73S3=3.68M\S4=3.48S5=3.28M\S6=3.51\『、S7=0.3\『、S8=0.23M2

D2={3,525X0.5X3.525/2-0.5X0.125X0.5X(2/3X0.125+3.4)}/L73=1.73M；

D3=1.0+0.7=1.7M；

D3+4={1.9X4X4/2-0.5X0.475X1.9X(2/3X0.475+3.525)}/7.16=1.88M；

D5二{4,15X0.8X4.15/2-0.5X0.15X0.6(2/3X0.15+4)}/3.28=1.90M；

D6={0.6X2,3X0.3+0.5X1.85X2.3X(1/3X1.85+0.6)}/3.51=0.86M；

D7=0.3M；

D8={0.25X0.15X(0.125+0.3)+0.3X0.85X(0.15+0.3)-0.5X0.85X0.15X

(0.45+0.15/2)}}/0.23=0.42M；

D—SiXDi/S

=(1.73X1.73+7.16X1.88-3.68X1.7+3.25X1.9+3.51X0.86+0.3X0.3+0.23X

0.42)/12.53=19.58/12.53=1.56M.

则翼墙(除底板外)对0—0轴力矩M=GXD=3459.4X1.56=6396.7KN.M

二、最大荷载时土压力对墙身0轴的倾覆力矩

在钢箱梁从地面抬吊至盖梁上时，右侧HOT吊机的内侧前角处承受压力最大

2.1泥面荷载

2.1.1支座受力

Nl=24.14X103X9.8=236.6X1()3=236.6KN

2.1.2钢板自重

N2=(1.5X1.5X157+1.8X2.0X157)X9.8=9000.81取9KN

2.1.3宕渣自重(简算3.2m宽度，长度3.0m)

N3=3.2X3.0X0.6X9.8=56448KN取5.7KN

2.1.4支座受力和钢板自重在宕渣底部产生的均布荷载

ql=(N1+N2+N3)/A=(236.8+5.7+9)/(3.2X3.0)=26.20KN/M2

将该工况简化为地面有均布荷载ql-26.2Kpa

说明：

1、W一土自重；

2、Pa-主动土压力；

3、Ka一主动土压力系数；

4、图中压力分布只表示土压力大小，

不代表土压力方向。土压力与墙背

面法线夹角为a。。

主动土压力计算示意图

2.2土压力及对I轴力矩计算

2.2.1参数计算

根据取钻孔综合工程地质柱状图，假定叵填土为淤质粘土（比实际回填土质

差），O10Kpa,a=3.9°;则主动土压力系数Ka=l/（45。3.5Xa）R.87；a°二2/3

a=2.6。；

其中a为土内摩擦角；C为粘聚力；

2.2.2各段土压力对D轴力矩。

2.2.2.1+5.21n〜+6.8m

每米Pa=qHKa+O.5yH2Ka

=26.2X1.6X0.87+0.5X17.64X1.62X0.87

=36.5+19.64=56.14KN/M。

取均布荷载长度（平行与翼墙前沿线）；

合力作用点见附图

y二（36.5X1.6/2+19.64X1.6・3）+56.14=0.71m

力矩M=FXL=56.14X11.4X1.677=1080.2KN.M

示意图附后

2.2.2.2+5.2nl平台土压力对0轴力矩

设定矩形基础面积为3.0mX3.2nl

a、竖向附加应力

b#点:

分成bdlj和abji两矩形。

abji矩形角点b附加应力计算：

L/B=3.2/0.25=12.8,Z/B=l.6/0.25=6.4,查表（见附件），利用内插法,

得出应力系数Ks=0.0509,则ol=PKs=26.2X0.0538=1.33Kpa；

bdlj矩形角点b附加应力计算：

L/B=3.2/2.75=1.16,Z/B=l.6/2.75=0.58,查表(见附件)，利用内插法，得

出应力系数Ks=0.2281,则。2=PKs=26.2X0.2281=5.98Kpa；

则b#点:附加应力ob=。1+o2=1.33+5.98=7.31Kpa；

f#点:

同理将分割为四个方块，abfe\efji\bdhf\fhl,分别求出应力系数Ks,。然后

进行累加,o=LPKs,得出Ks=2X(0.0401+0.2330)=0.5462,of=26.2X

0.5462=14.31Kpa；

竖向附加

点号竖向附加应力(KPa)备注

应力系数

B0.2797.31

M0.388210.17

C0.37399.80

F0.546214.31

00.68217.87

G0.672817.63

J0.2797.31

N0.388210.17

K0.37399.80

3000

竖向附加应力

附加应力对轴0得力矩：

根据假定，泥面上存在均布荷载，大小为26.2Kpa/N『，经计算，可选用g的附加应

力作为均匀应力，即洛+5.2m平台上的附加应力作为均匀应力，均匀应力。=17.63

Kpa/M2o.

则M=17.63X1.7X11.4X3.3=1127.6KN.M

b、自重应力对0轴得力矩

q=yX11=28.224Kpa,则P=qXA=28.224X1.7X11.4=547KN

M=PXL=547X3.3=1805KN.M

2.2.2.3+5.Om〜+5.2m

Pa=qHKa+Yh/aH+0.5yH2Ka

=26.2X0.2X0.87+17.64X1.6X0.87X0.2+0.5X17.64X0.22X0.87

=9.78KN/M

y=(47.3X0.2X0.1+0.5X3,1X0.2X1/3X0.2)/9.78=0.099m

对0轴的倾覆力矩M=9.78X11.4X(3+0.099)=345.5KN.M

2.2,2.4+2.Om〜+5.Om

Pa=qHKa+yH；Ka+O.5yH2Ka

=26.2X3.0X0.87+17.64X1.82XO.87+0.5X17.64X3.02X0.87

=68.4+49.72+69.07=187.19KN/M

取均布荷载长度(平行与翼墙前沿线)；

合力作用点见附图

y=(68.4X3.0/2+49.72X3.0/2+69.07X3.04-3)4-187.19

=246.254-187.19=1.32m

力矩M=-FXL=187.19X11.4X2.033=4338.4KN

二、危险截面翼墙抗倾稳定性验算：

主要截而一、二的抗倾覆进行验算。

2.1、假定工况：S6、S7、S8作为一个整体.截面一刚好不受到竖直向上的支持

力。

2.1.1一号截面验算

2.1.1.1自重力矩

M=M6>M7、M8

=3.51X11.4X2.4X0.86+0.3X11.4X2.4X0.3+0.23X11.4X2.4X0.42

=87.7KNM

1.1.2土压力产生的力矩

根据受力示意图，+5.0m〜+6.8m段土压力在倾覆点以下，不会产生倾覆力矩;

2.1.2二号截面验算

抗倾力矩M=6396.7+1127.5+1805=9329.2KN.M

倾覆力矩M=1080.2+345.5+4338.4=5764.1KN.M

M=抗倾力矩=9329.2=1.62

倾覆力矩5764.1

结论：经验算翼墙满足抗顷要求，结构抗顷稳定。

三、危险截面翼墙抗滑稳定性验算：

Kc=fLV/EH

按照水工建筑物设计规范，考虑到验算碎面滑动，取f=0.60(表面粗糙的硬质

岩石)o

H计算表:

标高计算式水平力(KN)备注

+5.2m〜+6.8m56.14X11.4Xcos41.4°480

+5.0m〜+5.2m9.78X11.4112

+2.0m〜+5.Om187.2X11.4Xcosll.44°2092

EH2684

V计算表:

标高计算式竖向力(KN)备注

+5.2m〜+6.8m56.14X11.4Xsin41.4°423

17.63X1.7X11.4341.70土自重应力

+5.Om〜+5.2in

28,224X1.7X11.4547附加应力

+2.0m〜+5.Om187.2X11.4Xsinll.44°423

混凝土结构自重3459.4自重

EV5194.1

3.11#截面验算

EV=423+3.51X11.4X2.4=423+941=1364KN

LH=480

K(i=f£V/£H=0.6X1364/480=1.705

经验算翼墙满足抗滑要求，结构抗滑稳定。

3.22#截面验算

LV=5194.1KN

L11=2684

Kd=fEV/EH=O.6X5194/26=1.1621.05

说明：本船闸属于4级船闸，则水工建筑物取4级;

经验算翼墙满足抗滑要求，结构抗滑稳定。

四、危险截面翼墙地基承载验算（取1m）：

地基承载力演兑示点图

距离底板中心线D=（£FiXDi）/LP

G1不包括底板自重。

项目Fi（KN/M、算式）Di(m)PiXDiFi(KN/M)备注

P156.14Xsin41.4°0.38721.7337.13

P256.41.8101.556.4

P4-187.19sinll.4362°2.23-82.77-37.12上压力

G1303.460.0618.21303.46自重

合计39.71349.4

D=39.71/349.324=0.114M

4.2H=(EFiXHi)/EP

距离底板顶面H=(ZFiXDi)/LP

项目Fi（KN/M、算式）Hi(nPiXHiFi(KN/M)

Pl56.14Xcos41.4°3.9164.2342.11

P39.783.09930.319.78

P4187.19cosll.4362°1.32242.16183.47

合计