承台钢套箱设计计算书

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1、水中承台施工方案经调查分析，桥位处施工水位拟定是为5.0m。围堰的顶标高为施工水位+0.5安全高度+0.2m波浪高约八5.7m.如下图所示：V 4.5rA 2.5mIT7 O.On2 0,7m -1/2W面板厚二=6mm横向肋为：10 500竖向肋为：| 14a 500面板四周设140X 140X10角钢与相邻面板连接，连接螺栓开孔22mm ,孔距 150mm 单排，螺栓 M 20*65mmp -2.3m钢套箱拟设三层围令，上层围令设置标高4.5m处为内围令；中层围令设置标高 2.5m处为外围令，下层围令设置标高0.7m处为外围令。两层外围令旨在方便承台的施工。尽量缩短承台工期，且两道外围令均

2、在河床面上，日后由潜水工切割，将其回收。、设计依据1、仪扬河大桥施工图设计；2、实测河床断面图；3、历年的水文资料；4、各种桥涵设计、施工规范和设计计算手册；二、方案可行性研究及其对策1、筑岛围堰：根据施工图设计，主墩承台顶面在河床面以上，墩位处水深 5.0m 左右。如采用土围堰（包括草袋土围堰或木桩土围堰）， 则围堰较高，必须将围 堰做得很大。这样压缩航道不但对航运产生不 利影响，且工程量很大，费工费时， 土壤又缺乏，无论是从工期还是 造价上均不够合理，同时在施工过程中还存在巨 大风险，故此方案不 能米纳。2、钢套箱围堰：利用钢管桩脚手平台拼装，下沉钢套箱比较方便， 而且钢套箱仅需下沉 2.

3、5m 左右是完全可能的。在本桥的地质条件下，下沉 2.5m 最好采用单壁钢套箱，由于本身自重虽较小，但下沉较浅， 这完全是可能的。且 单壁钢围堰待承台浇筑后又能回收利用， 经济上 及工期上均是合理的。综上，最后研究决定，采用单壁钢围堰施工承台。三、套箱围堰平面尺寸及标高的确定1、套箱围堰的标高拟定 顶标高：根据历年水文资料及一般以十年一遇的水位作为施工水位， 故将施工水 位定为 5.0m，因流速不大，只考虑 0.7m安全高度，所 以套箱围堰顶标高为 5.7m;底标高：承台底标高为 0.0m,封底混凝土厚度拟定为1.2m，围堰吸底脚切入河床表面 0.8m, 则底脚标高应为 -2.3m 。 套箱围

4、堰总高度为 h=5.7 ( -2.3) =8.0m 2、套箱围堰平面尺寸的拟定套箱围堰下沉至设计标高后封底抽水， 变水中施工为陆上施工，同时 套箱又兼 作浇筑承台的外模。为了保证承台轴线的精确，故在承台外 缘放出 5cm, 作为钢 套箱在下沉时的偏差余量， 所以在设计钢套箱围堰时，平面净尺寸为：净 ( 16.5+2 X0.05 )X( 7.7+2 X 0.05) =16.60x 7.8m 。套箱围堰总高 8.0m ，拟分为上下两层。底层高 3m, 上层高 5m 。四、承台施工流程图五、钢套箱设计计算1、面板设计计算1)重量分块计算按现在的25T吊机和8m左右的吊距，宜将板块重量控制在5.0T以

5、4150内。钢围堰平面尺寸如下图所示:4150 侮04150寸16600匚OJ 寸钢套箱总高度8.0m ,上层套箱咼度5.0m.块件8重：寸保守估计，每平方最多不超过180Kg ,G=4.15X寸0X 0.18T/m2 = 3.74T5.0T。1_m2 )面板的强度和刚度验算nrA钢套箱面板在拼装过程中及吸泥下沉过程，只需控制好内外水头，使之相等，面板的受力很小，在上述工况下可以不作验算，只是在封底抽水后，内外形成压力差，在此工况下，对面板需进行强度和刚度的验算(1) 套箱面板强度验算套箱的纵横向加劲肋问距均为 50cm,面板厚度5 = 8mm ,最大水深h = 5.0 m , 面板上水侧压力

6、只有在封底抽水后形成，其最大水头差h =5.0 0.7= 4.3m。视面板为四周固结:P=r x h=1.0*4.3=43Kpa将面板压力简化为阶梯荷载时=-=Illi上层辜箱 Q迥下 IP= rx (h 0.5/2) =40.5Kpa 面板 Li=L2=50cmLi/L2=1 1.3 二 =1885 kg /cm不安全，需选更强大的截面作为龙骨 拟选用 I14 为竖向龙骨， W = 101.7 cm 3； I = 712 cm 4； A = 21.5 cm 2,、二=2.139X 105/ 101.7= 2103 kg /cm2 1.3 二 =1885 kg /cm2现假定部分面板参与龙骨共

7、同受力，考虑到剪力滞的影响，只假定15 cm宽的面板与竖向龙骨共同作用140.6 15 0.3 21.5 (0.6) 截面重心求算：x =2=5.44cme1 = 5.44 0.3= 5.14 cm ; e2= 7.6 5.44 = 2.16 cm ;组合截面惯性距 I = 9X 5.142+712+21.5 X 2.162二 1050 cm 4丫 = 14.6 5.44= 9.16 cm x 9.16= 1866 kg /cm 2 v 1.3 L一=1885 kg /cm5 22.139 10=504.8 kg /cm 2 v 1.3 : T = 1.3X 850= 110510503.38

8、5 10658.4 kk /cm712 0.55通过上述验算，钢套箱面板采用8 = 6mm;横肋:1050 cm ；竖向肋I1450 cm ；四边联结140X 140X 10 2、钢围令设计计算 1)钢围令的布设(1)平面布设(顶层)如下右图所示(2)立面布设如N0.7页中图所示标高1卜bLio o 00!事f/ /jT /fjr jtf jTJl l 1885 kg/cm虽然钢围令撑梁处的外缘应力已超过1.3 (T = 1885 kg/cm 2 但只超出5%左右。况且，在抽水时，钢围令对撑梁的压紧面产生微笑的点，对钢围令的变形使撑梁处的负弯矩值减小；再则，撑梁处是一个面而不是理论上2I40a

9、 是安全的负弯矩也有削峰作用。故认为撑梁拟选用S =8mm ? 500的钢管桩-:(D4 d4)二(51.64 -504)41195cm 64464撑梁为一压杆，现计算其压杆失稳时临界力:从右侧的计算简图，可在相关资料中差得压杆的临界力Fkp iPkp=H2E% = n 2x 2.1 x 106x41195/780 2=1.403 x 106kg=1403T实际压力Rb=50TK=1403/50=28.1 4撑梁的压杆稳定系数远大于 4.是安全的施工时应注意：a）撑梁应设置在中层钢围令的中点，且在同一水平面内；b） 撑梁与围令处的套箱面板是密贴的面接触，且不能在面板上移动可采用的办法很多，但要

10、考虑围令套箱的方便拆除不受影响；c） 撑梁是空心的？ 500钢管桩。故浇筑承台时，当浇的各面块接近管顶时, 将管局部割开填实砼。上层围令强度验算MCT =W9.09 10692.55_ 2八1312.6 kg/cm v 1.3 er = 1885 kg/cm选用 I32a W=692.5cm 3直撑梁选用I32a J y=459.0cm 4PkP =x2E% = n 2 x 2.1 x 106 x 459/74 8 2=170 03kg=17T实际压力估算为6TK=17/6=2.83 v4压杆稳定系数小于4不安全，故改选2125a , Jy=280cnm 组合截面Jy=2 280 +48.51

11、 汉i = 3824cm 4.I 2 丿一所以，2 6 Pkp 二二 2.1 10 3824 748 2 =0.1417 10 6kg=142TK=142/6=23.7 4采用双拼125a是安全可靠的。六、施工注意事项1根据河床实测资料表明，实际河床比施工图中提咼了许多，特别是南岸。单壁钢套箱欲下沉到设计标高需下沉6m多，是特别困难的，故应先用长臂挖掘机将套箱下沉的河床周围挖至标高0.00左右；2桥址处河床表土松软，故套箱切入封底砼以下一定深度是施工安全的保障，切不可因工期紧或其它原因减少切入深度，掉以轻心；3深水基础施工难度大，技术含量高，工序多，安全风险也大。具体施工前，各主要工序和各工种都应制定安全防范技术措施亦认真进行技术和安全双交底；4钢结构加工制造或改装，要求高，应严格按照有关“施工规范”和技术标准”进行；5钢围堰在吸泥下沉过程中，应在钢护筒上装有导向装置，并随时跟踪测量注意纠偏；成功;6应认真做好圭寸底前的基底整理和清壁工作，确保圭寸底混凝土一次7 钢围令是钢套箱稳固的保障， 应按照设计图的要求施工， 注意检 查焊缝质量， 确保结构安全；扎承台钢筋、8 封底混凝土达到强度，井内抽水后，应集中力量破桩头、检测、浇筑承台，以最短的时间，最快的速度渡过围堰最关键 的时期