5S1N1承台钢围堰计算.docx
- 文档编号:26843985
- 上传时间:2023-06-23
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:43.78KB
5S1N1承台钢围堰计算.docx
《5S1N1承台钢围堰计算.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《5S1N1承台钢围堰计算.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
5S1N1承台钢围堰计算
S1N1承台施工钢围堰计算
1设计参数
1)承台底标高∶-4.0m。
2)承台顶标高∶+0.0m。
3)承台尺寸∶9.6m×9.6m×4.0m,重958.5t。
4)钢围堰顶标高∶+4.5m。
5)钢围堰底标高∶-5.0m。
6)封底砼厚度∶0.644m。
7)一个钢围堰底篮重10.3t,侧板重70.2t,内撑系10.3t,合计90.8t,封底砼43.2m3,103.7t。
一个钢围堰∶底篮+侧板+内撑系+封底砼=194.5t。
8)钢围堰侧板布置12根32mm精轧螺纹钢吊杆,底篮布置5根32mm精轧螺纹钢吊杆。
9)反压法兰盘4个,共20根剪力键。
10)竖向加强钢筋∶20根25mmⅡ级钢筋。
11)计算水位∶+3.0m,水速∶1m/s,风速∶31.3m/s。
2工况和风荷载确定
(1)工况确定
第一围堰封底砼浇注结束,砼初凝前。
第二封底砼达到规定强度,围堰内抽水前。
第三围堰内抽水结束,浇筑承台砼前。
第四承台砼浇注结束。
(2)竖向风载计算
竖向风荷载按下式计算:
Ws=K1K2K3K4K5W0(Pa)
W0=v2/1.6
式中:
Ws--------竖向风压值(Pa)
W0--------基本风压值(Pa)
v--------设计风速(m/s),v=31.3m/s
K1--------频率换算系数,K1=1
K2--------风载体形系数,K2=1.3
K3--------高度变化系数,K3=1
K4--------地形及地理条件系数,K3=1.3
K5--------升力系数,K5=0.4
则
W0=v2/1.6=(1/1.6)×31.3×31.3=612.3Pa
Ws=K1K2K3K4K5W0
=1×1.3×1×1.3×0.4×612.3
=413.9Pa
Ps=413.9×9.6×9.6=3.8t
3第一种工况计算
3.132mm精轧螺纹钢
1)竖直向上的力
封底砼浮力
F1=43.2t
钢围堰水中部分浮力
F2=(10.3+70.2×7.6/9.2)/7.85=8.7t
假定侧板和底篮上17根吊杆同时平均受力,每根吊杆受力大小为F3t
2)竖直向下的力
钢围堰底篮、侧板、封底砼重力
G=194.5t
风力
Ps=3.8t
由竖直向上力=竖直向下力有
F1+F2+17F3=G+Ps
43.2+8.7+17F3=194.5+3.8
F3=8.6t<60t符合要求(32mm精轧螺纹钢抗拉强度为60t)
3.2承重贝雷
单层双排加强贝雷
[M]=1576.4KN·m
[τ]=490.5KN
W=15398.3cm3,I=1154868.8cm4
根据钢围堰下放平台布置情况,平台最不利情况为下层贝雷
3.2.1悬臂端
Mmax=Pl
=8.6×1.902
=164KN·m
<1576.4KN·m符合要求
3.2.2中间段
中间点受集中力
P=8.6×2=17.2t
Mmax=Pl/4=17.2×6/4=258KN·m<1576.4KN·m符合要求
4第二种工况计算
1)竖直向上的力
封底砼浮力
F1=43.2t
钢围堰水中部分浮力
F2=8.7t
封底砼达到强度,与护筒存在握裹力,每个护筒握裹力大小为F4t
F4max=3.14×2.4×0.644×10=48.5t
2)竖直向下的力
钢围堰底篮、侧板、封底砼重力
G=194.5t
风力
Ps=3.8t
由竖直向上力=竖直向下力有
F1+F2+4F4=G+Ps
43.2+8.7+4F4=194.5+3.8
F4=36.6t<F4max=48.5t符合要求
5第三种工况计算
5.1反压法兰盘计算
1)竖直向上的力
钢围堰及封底砼浮力
F5=9.6×9.6×8=737t
2)竖直向下的力
钢围堰底篮、侧板、封底砼重力
G=194.5t
每个护筒与封底砼握裹力达到最大,大小为
F4max=3.14×2.4×0.644×10=48.5t
反压法兰盘开始承力,每个法兰盘受力F6t
风力
Ps=3.8t
由竖直向上力=竖直向下力有
F5=G+4F4max+4F6+Ps
737=194.5+4×48.5+4F6+3.8
F6=86.2t<40×5=200t符合要求(反压法兰盘牛腿剪力键抗剪能力为40t/根)
法兰盘下封底砼局部承压
σ=86.2×104/1.63=0.5MPa<14.5MPa符合要求(C25砼)
τ=86.2×104/5.7=0.2MPa<25×0.5=12.5MPa符合要求(C25砼)
5.2侧板系计算
最大静水侧压力
P1=γh=1×7.0=70KPa
动水压力
根据《桥涵·公路施工手册(上)》P172
P=KV2γ/(2g)=18.0×12×10/(2×9.8)=9.2KPa
式中:
V-水流速度(1m/s)
g-重力加速度(9.8m/s2)
γ-水的容重(10KN/m3)
K-系数,(此处取18)
动水压力沿钢围堰迎水面外壁呈矩形分布,水的静压、动压叠加如图
(一)所示
5.2.1δ8mm钢板计算
横背间距50cm,单向板
计算跨径l=50cm
板宽取1m
q1=(70+9.2)×1=79.2KN/m
W=bh2/6=100×0.82/6=10.7cm3
I=bh3/12=100×0.83/12=4.3cm4
查《路桥施工计算手册》表8-13
Mmax=q1l2/10=79.2×0.52/10=2.0KN·m
(图一)
σmax=Mmax/W=2.0/10.7=187MPa<215MPa符合要求
fmax=q1l4/(128EI)=79.2×103×0.44/(128×2.1×1011×1.8×10-8)
=4.2mm<50mm符合要求(模板一侧加宽5cm)
5.2.2内侧横背计算
[10槽钢,W=39.4cm3,I=198.3cm4,50cm间距,外接间距为50cm竖向桁架
[10槽钢横背偏安全按简支梁计算
承受均布力
q2=79.2×0.5=39.6KN/m
查《路桥计算设计手册》P741附表2-3
Mmax=q2l2/8=1.24KN·m
σmax=Mmax/W=31MPa<215MPa符合要求
fmax=5q2l4/(384EI)=5×37.1×103×0.54/(384×2.1×1011×198.3×10-8)
=0.07mm<50mm符合要求(模板一侧加宽5cm)
5.2.3桁架横杆计算
[10槽钢,A=12.74cm2
桁架横杆承受轴力
N=39.6×0.5=19.8KN
σ=N/A
=19.8×103/(12.74×10-4)
=16MPa<215MPa符合要求
轴向压缩量
△L=N/(EA)
=29.5×103/(2.1×1011×12.74×10-4)
=0.1mm
<50mm符合要求(模板一侧加宽5cm)
5.2.4桁架斜杆计算
[10槽钢,A=12.74cm2
桁架斜杆通过受力分析知承受轴力
N=39.6×0.5=19.2KN
<19.8KN符合要求(由5.2.3知)
5.2.5桁架弦杆计算
[10槽钢,A=12.74cm2
桁架弦杆通过受力分析知承受轴力
N=9.9KN
<19.8KN符合要求(由5.2.3知)
5.2.5底层加劲肋计算
2I25a工字钢,W=802.8cm3,I=10034cm4,外伸梁,a=1.25m,l=3.5m
承受均布力
q=79.1×2.2=174.0KN/m
查《路桥计算设计手册》P760附表2-7
(1)悬臂端
M1max=qa2/2=137.6KN·m
σ1max=M1max/W=171.4MPa<215MPa符合要求
f1max=qal3(6a2/l2+3a3/l3-1)/(24EI)=1.5mm
<50mm符合要求(模板一侧加宽5cm)
(2)跨中
M2max=130.7KN·m
σ2max=M2max/W=163MPa<215MPa符合要求
f2max=ql4(5-24a2/l2)/(384EI)=6.3mm
<50mm符合要求(模板一侧加宽5cm)
5.3底层内撑计算
I25a工字钢,W=401.4cm3,I=5017cm4,A=48.51cm2
承受轴向压力
N=174.0×3=522KN
σ=N/A=522×103/(48.51×10-4)=108MPa<215MPa符合要求
轴向压缩量
△L=N/(EA)=522×103/(2.1×1011×48.51×10-4)=0.15mm
<100mm符合要求(模板一侧加宽5cm)
6第四种工况计算
6.1侧板系
砼侧压力计算
承台砼采用一次浇筑成型,混凝土比重γ=24kN/m3,,浇筑速度V=0.7m/h,外加剂系数β1=1.2,坍落度修正系数β2=1.0,浇筑气温取15℃,初凝时间t0=6.7h。
(1)新浇砼侧压力标准值(恒载):
F=0.22γt0β1β2V1/2
=0.22×24×6.7×1.2×1.0×0.71/2=35.5KPa
F=γH=24×4=96KPa
取F较小值,则F=35.5KPa
(2)倾倒砼时产生的荷载标准值(活载):
倾倒砼时的载荷标准值
查《建筑工程模板施工手册》表5-3-2得6KPa
(3)侧压力合计设计值
F=35.5×1.2+6=48.6KPa
迎水面侧板系受力分布如图
(二)
由于
砼侧压力=48.6KPa<静水压力=70KPa
砼侧压力=48.6KPa<动水压力+静水压力=9.2+70=79.2KPa
砼顶面标高低于水面标高
故
砼浇注过程,减轻了对侧板系的压力,不为最不利工况,不予检算
(图二)
6.2竖向计算
1)竖直向上的力
钢围堰及砼浮力
F5=9.6×9.6×8.0=737t
封底砼与护筒握裹力达到最大
F4max=48.5t
20根25mmⅡ级钢筋,每根受力F7t
2)竖直向下的力
钢围堰、封底砼重力
G=194.5t
承台重力
G’=9.6×9.6×4×2.6=958.5t
风力
Ps=3.8t
由竖直向上力=竖直向下力有
F5+4F4max+20F7=G+G’+Ps
737+4×48.5+20F7=194.5+958.5+3.8
F7=11.3t<16.7t符合要求(1根25mmⅡ级钢筋抗拉能力为16.7t)
7拼装平台计算
7.1承重梁计算
2I25a工字钢,W=802.8cm3,I=10034cm4,A=97.02cm2
取护筒间的一根承重梁护筒间简支段
跨中承受单点集中力
p=(10.3+30.1+10.3/3)/5/4=2.2t
Mmax=pl/4=2.2×6/4=33KN·m
σmax=Mmax/W=41.1MPa<215MPa符合要求
fmax=pl3/(48EI)=4.7mm允许
(3)牛腿剪力键
每根牛腿剪力键受力
P=(30.1+10.3+10.3/3)/8/2=2.7t
σ=P/A=2.7×104/(0.2×0.02)
=6.8MPa<215MPa符合要求
τ=P/A’=2.7×104/(0.4×0.02)
=3.4MPa<215×0.58=125MPa符合要求
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- S1N1 承台钢 围堰 计算