【導(dǎo)讀】結(jié)合工程實際，確定鋼吊(套)箱圍堰的結(jié)構(gòu)形式及主要尺寸；設(shè)計過程中嚴(yán)格按照規(guī)定時間獨立完成相關(guān)的設(shè)計任務(wù)；橋梁基礎(chǔ)雙壁鋼圍堰施工技術(shù)就是深水施工中的一種新技。季節(jié)都能施工；雙壁鋼圍堰施工基本上不受墩位處水深的限制，若配合使用空氣幕下沉工藝，即雙壁鋼圍堰能在深水、厚覆蓋層的條件下采用；雙壁。僅有利干設(shè)備的利用，還能重復(fù)使用雙壁鋼圍堰的上部，可充分發(fā)揮材料的利用率，降低成本，這也是為什么雙壁鋼圍堰技術(shù)這些年來運用越來越多的主要原因?，F(xiàn)在的雙壁鋼圍堰的高度累計可達(dá)25m，寬度可達(dá)30m，甚至更多。鎖定，并在兩層之間的間隙填人砂石或其他合適的材料就成了雙壁鋼圍堰。該雙壁鋼圍堰就是上述的第一種類型。雙壁鋼圍堰的施工方法，仍以浮運施工和纜索吊機(jī)吊運施工最為常見，尤其是浮運法施工。同時，雙壁鋼圍堰的使用方法有了新的變化，已不局限于先將雙壁鋼圍堰。支撐裝置，最后再做混凝土封底、抽水施工樁基承臺。

　　

【正文】 Pa)， 20= / ； 計算 220 = / = 25 .7 / = 41 2. 8PaWV 。 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 16 由 公式 (21)得 h 1 2 3 0= = 1 .4 1 1 .1 5 0 .4 1 2 = 0 .6 6 k P aW K K K W? ? ? ? ? ?。 風(fēng)荷載遠(yuǎn)小于波浪力可忽略不計 。 (2)工況 2荷載 工況 2 荷載見圖 28。 圖 28 工況 2 荷載圖示 (單位 ： mm) 隔艙板受力檢算 工況 2 隔艙板受力檢算即 雙壁鋼圍堰壁腔在水下封底混凝土灌注完畢后澆筑承臺前驗算此種情況下豎向隔艙工字鋼組合梁上下翼緣應(yīng)力 (風(fēng)荷載與波浪力不同時考慮 )。 (1)受力模式 受力模式見圖 29。 圖 29 隔艙板受力模式 (單位： kPa) (2)計算隔艙板所受內(nèi)力 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 17 利用 MIDAS， 彎矩 計算結(jié)果 見圖 210。 圖 210 隔艙板內(nèi)力圖 (單位： kNm) 單寬 m ax =2 N mM ?。 則隔艙板所受彎矩 =2 8 6 .5 5 .2 =1 4 8 9 .8 k N mM ??。 m a x = / =1 489 .8/ 63= 149 .5M P a [ ] =1 60M P aMW??, 可 。 內(nèi)支撐受力檢算 內(nèi)支撐反力即圖 29 受力模式 ， 支座反力 計算結(jié)果見圖 211。 圖 211 內(nèi)支撐反力結(jié)果 (單位： kN) 反力 1 ? ， 2 ? ， 3 ? 。 其中 R R2分別表示第一層、第二層支撐的內(nèi)力 。 第二層支撐的受力最大 2 ? (單寬 )， kNN ? ? ?。 選用 Q235 400400H 型鋼 。 截面特性：4x4yxy2=12089cm=39357cm===6065mmIIiiA。 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 18 / = 29 28 .6 4/360 65 = 81 .2 MPa [ ] = 16 0M P aNA??? 可 。 在 xx 軸方向，由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范附錄三 (b 類 )。 x=71??? ，查得 ?? 。 / = 29 28 .6 4 10 00 / ( 0. 64 8 36 06 5) = 12 5. 3M P a [ ] = 1 60 MPaNA? ? ?? ? ? 滿足要求 。 yy 軸方向由于有兩點支撐，0y/ = 1/3 13 00 0/10 = 41 .5y li???，y=??? 查得 =? ， 則 / = 1000/ ( 36065) = a [ ] =160 MP aNA? ? ?? ? ? 可 。 水平環(huán)板受力檢算 鋼圍堰設(shè)計為五節(jié)： +5m+5m+4m+4m，第一節(jié) 為 4m， 平面桁架豎 向間距為，第 5 節(jié)平面桁架間距均為 1m。 水平桁架環(huán)板為 10mm200mm。 =a r c ta n1300/ 1300=45? ?，桁架的計算跨度 取兩隔艙板間距， 為 ，取水深 14m處水壓力， p=140kN/m2。 則 2211 1 4 0 5 .2 1 4 7 3 .2 k N m88M q l? ? ? ? ? ? ?。 水平桁架的軸向拉壓力為 =4 7 3 .2 /1 .3 =3 6 4 k NN (拉壓力 )， 按《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》，計算與環(huán)板共同作用的壁板截面 。 《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》 面板參與梁系 有效寬度計算： (1)面板兼作主 (次 )梁翼緣的有效寬度 B,對于簡支梁或連續(xù)梁中正彎矩段，可按下列公式計算，取其中較小值： 1Bb?? (22) 160Bb???(Q235 鋼 ) (23) 150Bb???(16 錳鋼 ) (24) 式中 ， B?? 主次梁的間距， 12( ) / 2b b b?? ； 1??? 有效寬度系數(shù)，按表 21 采用； 220 = / = 25 .7 / = 41 2. 8PaWV ??? 面板寬度； 1b?? 梁肋寬度，當(dāng)梁上另有 翼緣 時為上翼緣寬度； 表 21 面板有效寬度系數(shù) 12,?? 0/lb 1 3 4 5 6 8 10 20 1? 2? 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 19 注： 1. 0l 為主 次梁彎矩零點之間的距離。對于簡支梁 0?ll；對于連續(xù)梁的正彎矩段可近似地取 0 l l??；對于其負(fù)彎矩段可近似地取 0 ?ll，其中 l 為主次梁的跨度 (見圖 212)； 2. 2? 適用于梁的正彎矩圖為拋物線圖形， 2? 適用于梁的負(fù)彎矩圖近 似地取為三角形。 圖 212 面板有效寬度示意圖 (2)對于連續(xù)梁中負(fù)彎矩段或懸臂段，面板的有效寬度應(yīng)按下式取用： 2Bb?? (25) 2?? 有效寬度 系數(shù)，按表 21 采用； 面板與環(huán)板焊接，屬連續(xù)梁形式，故有效跨度取 0=。 圍堰壁板構(gòu)造 見圖 213。 圖 213 圍堰壁 板 圖示 (單位： mm) 由 (23)得 160 =6 0 6+ 10= 370 m mBb?? ? ?， 0 / = ? ， 查得 1=? 。 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 20 由 (22) 1 = 100 0=840 m mBb??? ，取較小值 370mB? ， 見圖 214。 圖 214 面板參與環(huán)板受力有效寬度 (單位： mm) 2370 6+200 10=4220m mA ? ? ?， 則 =3 64 10 00 / 42 20 =8 6. 3MP a [ ] =1 60 MP a??? 可 。 水平桁架的斜桿受力計算 水平桁架平面如 圖 215 所示。 圖 215 水平桁架 (單位： m) (1)計算桁架節(jié)點上的荷載力 = 1 140=364kNF ?? 。 (2)求斜桿力 000c os4 5 2= 36 4, = 28 3. 1k NFF?? ， 斜桿采用角鋼 L50 5? , 2=4803mmA ，則 0 / =2 83. 1 100 0/4803= 58. 9MPa [ ] =1 60M P aFA???? 。 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 21 水平桁架桿件本身無受力問 題 。 (3)焊縫長度計 算 角鋼厚度 t=5mm， 2 f m in m a x= 4 .0 8 3 m m , = 1 .5 = 1 .5 5 = 3 .4 m mA h t ?， f m a x m i n=, = 5=6m mht ?，取 f =5mmh ， 1 =0 .7 =0 .3 283 .1= 198 .2k NNN ?， 2 = 0 .3 = 0 .3 2 8 3 .1 = 8 4 .9 k NNN ?， 則 w1 e f= / = 19 10 00 / 5 20 0= 28 m ml N h f ? ? ?， 取 1=300mml ， w2 e f= / = 84 .9 10 00 / 5 20 0= 12 1. 3m ml N h f ? ? ?， 取 2=150mml ， w m in f w m a x f= 8 = 8 5 = 4 0 m m , = 6 0 = 3 0 0 m ml h l h? ， wmin 1 wmaxl l l?? ， wmin 2 wmaxl l l?? 滿足要求 。 加勁肋受力驗算 (1)計算封底混凝土 面以上外壁水壓力 2=140KN/mp 。 (2)加勁肋受力驗算 2 2 211= = 1 4 0 0 .3 1 = 5 .2 5 k N /m88M q l? ? ? ? ?， 采用角鋼 0L 125 10, / = 1/=2lb??， 則 1=? ， 由公式 (22) 1= = 0 .7 3 0 0 = 2 1 0 m m, 6 0 = 6 0 6 + 1 0 = 3 7 0 m mB b B b??? ? ? ?， 取較小值 =210mmB ，見圖 216。 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 22 圖 216 面板參與角鋼受力有效寬度 (單位： mm) 壁板 22 =210 6=1260m mA ? ， 342 1= 2 1 0 6 = 3 7 8 0 m m2I ??。 對 ， 2L 125 10, =2 437 .3m mA? ， 2= ， 4x =36 16 70 0m mI ， 0= 2 4 3 7 . 3 3 4 . 5 + 1 2 6 0 1 2 8= = 6 6 . 4 m m2 4 3 7 . 3 + 1 2 6 0Z ??， 4=3 780 +3 616 700 +1 260 ( 128 66. 4) +2 437 .3 ( 66. 4 34. 5) =3 775 845 .87 m mI ??， 3/ =? ， 則 m a x = / =5 .2 5 1 0 0 0 /56 8 6 5 .1 =9 2 .3 MP a [ ] =1 6 0 MP aMW??? 可 。 面板折算應(yīng)力驗算 外壁最大水壓 2=140kN/mp ， 面板邊長比 / =1 /0 .3 =3 .3 1 .5ba ，且長邊垂直于主梁軸線方向時 ， 22z h m y m x o x m y m x o x( ) ( ) ( ) ( ) 1 . 1 [ ]? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?， 2 2 2 2m x y= / = 0 .5 0 .1 4 3 0 0 /6 = 1 7 5 M Pak q a?? ??， m y m x= = 0. 3 17 5= 52 .5 M P a? ? ? ?， ox 1=( ) / =( ) 92. 3= 50. 8MPaMW?? ??， 22zh = 5 2 .5 + ( 1 7 5 + 5 0 .8 ) 5 2 .5 ( 1 7 5 + 5 0 .8 ) = 2 0 4 .7 M Pa [ ] = 1 .1 1 .4 1 6 0 = 2 4 6 .4 M Pa?? ? ? ? (滿足要求 )。 檢算懸臂根部應(yīng)力 (1)荷載組合 檢算懸臂根部應(yīng)力屬工況二，故荷載組合為：靜水壓力 +流水壓力 +波浪力 (風(fēng)荷載忽略不計 )。 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 23 荷載組合見圖 217。 圖 217 荷載組合 (單位： m) (2)受力模式 受力模式見圖 218。 圖 218 懸臂部分受力模式 (單位： kPa) (3)計算結(jié)果 計算結(jié)果見圖 219。 圖 219 彎矩圖 (單位： kNm) 計算得懸臂根部單寬彎矩 = = N mM ??， 則總彎矩 0 = 1 3 8 .8 5 .2 = 7 2 1 .7 6 K N mM ??， 0 / = 7 2 1 .7 6 / 6 3 = 7 2 .4 M P a [ ] = 1 6 0 M P aMW???， 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 24 檢算承臺澆筑完成后可否拆除內(nèi)支撐 (1)荷載組合 荷載組合見圖 220。 圖 220 拆除第二層支撐后荷載組合 (單位： m) (2)受力模式 拆除第二層內(nèi)支撐后受力模式見圖 221。 圖 221 拆除第二層支撐后受力模式 (單位： kPa) (3)受力結(jié)果 彎矩圖 見圖 222。 石家莊鐵道學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計 25 圖 222 彎矩內(nèi)力圖 (單位： kNm) 支反力 見圖 223。 圖 223 支反力 (單位： kN) 12=2 N , =3 NRR， 拆除下支撐后 隔艙板承受總彎矩 ： 0 = 4 9 5 .7 5 .2 = 2 5 7 7 .6 k N mM ??， 0 / =2 5 7 7 .6 / 6 3 =2 5 8 .7 MP a [ ] =1 6 0 MP aMW??? ，不滿足故不能拆除下支撐 。 圍堰整體抗浮驗算 圍堰下沉系數(shù)計算 計算圍堰自重 鋼材容重 3=? ，圍堰高 = 。 (1)計算壁板自重 外壁板自重 1 = 1 5 .6 4 0 .0 0 6 2 2 .5 7 8 .5 = 6 6 1 .2 8 k NG ? ? ? ?， 內(nèi)壁板自重 2 =1 3 4 06 22. 78. 5= 551 .07 kNG ? ? ? ?， 平面桁架共 26 層 。 (2)計算 環(huán)板重 2 2 2 23 = {[ 15 .6 ( 15 .6 0. 2 2) ] + [ ( 13 + 0. 2 2) 13 ] } 0. 01 26 78 .5 = 46 7k NG ? ? ? ? ?。 (3)計算水平桁