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1、广西沿海铁路黎塘至钦州段扩能工程飞龙郁江大桥 钢吊箱围堰设计计算书钢吊箱围堰设计计算书 中铁九局广西沿海铁路黎钦线扩能改造工程指挥部 二 O 一 O 年 十 月 目 录 一、一、基本基本资资料料.0 二、二、荷荷载载分析分析.0 三、三、底板底板计计算算.3 1、工况分析: .3 2、小肋间距.4 3、龙骨间距.5 四、四、侧侧板板计计算算.5 1、工况分析.5 2、小肋间距.6 3、大肋间距.7 4、大肋验算.8 五、五、支撑支撑计计算算.11 1、内支撑验算.11 2、封底混凝土验算.12 3、反力座.13 六、体系六、体系转换转换工况工况检检算算.13 1、吊挂下放.13 2、堵漏封底.
2、17 3、浇筑承台.21 0 、基本基本资资料料 钢吊箱围堰设计考虑到侧板的倒用，统一设计，以 10#控制设计， 以下计算均取 10#墩参数作为设计基准。 1、承台尺寸 承台面积 ：137.38m2 承台底标高：+59.377m 承台顶标高：+63.777m 施工高水位：+64.05m 施工低水位：+60.00m 吊箱顶标高：+64.55m 吊箱底标高：+58.877m 吊箱底板净面积：137.38-64.9107.94m2 2、设计规范 公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004） 公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000） 钢结构设计规范(50017-2003) 钢结构设计手册（第三
3、版） 、荷荷载载分析分析 1、底板浮力 高水位浮力：10(64.05-58.877)51.73kN/ 低水位浮力：10(60-58.877)11.23kN/ 2、侧板的水侧压力 10hkN/ 2 3、承台混凝土的自重 264.4=114.4kN/ 4、封底混凝土的自重 240.5=12kN/ 5、混凝土浇筑产生对侧板压力 砼浇筑时产生的荷载 砼供应量 V=50m /h，则砼浇筑速度 50/137.380.36m/h 3 查公路桥涵施工技术规范 侧压力； 2 1 2101 22 . 0 vkktP 砼的容重，=26KN/m ； 3 t0新浇混凝土的初凝时间，这里取：ht10 0 外加剂影响修正系
4、数，掺外加剂时为 1.2； 1 k 坍落度影响修正系数，当其为 110150mm 时， 2 k 取 1.15。 则 P =0.2226101.21.150.36 =47.36KPa 1 2 1 自公路桥涵施工技术规范P附表 D，可以查到混凝土对 310 底板所产生的水平荷载值很小，且底板尺寸很大，对底板的受力 没有什么影响，故由此产生的冲击荷载可以忽略。 混凝土有效压头高度 h47.36/261.8m 根据路桥施工计算手册P214 页，查得大模板计算混凝土浇注 产生侧压力计算参数，混凝土浇筑有效压头高度为 2.1m。 6、水流力 郁江水流流速按照 2.82m/s 计算。根据公路桥涵设计通用规范
5、 3 (JTGD60-2004)，水流力按下式计算： g V KAFw 2 2 Fw流水压力标准值（KN）， K桥墩形状系数，矩形桥墩取 1.3 V设计流速（m/s），取 2.2m/s 水的重力密度（10KN/m3） A与水流方向垂直平面上的投影面积（m2） KN g V KAP 7 . 248 102 82 . 2 10 173 . 5 3 . 93 . 1 2 22 流水压力合力的着力点，假定在设计水位线以下 0.3 倍水深处。 即在水位线以下 5.1730.31.55m 处。 、底板底板计计算算 1、工况分析: 工况一：堵漏封底后，吊箱抽水，取高水位计算时，底板受力： F1=51.73-
6、1239.73 KN/m 。 2 工况二：堵漏封底后，吊箱抽水，取低水位计算时，底板受力： F2=11.23-12-0.77 KN/m 。 2 工况三：低水位时浇筑承台： F3=11.23-（12+114.4）-115.17KN/m 。 2 工况四：高水位时浇筑承台： F3=51.73-（12+114.4）-74.67KN/m 。 2 4 其中，取受力方向向上为正方向，混凝土灌筑产生水平荷载值 以及冲击荷载值很小，可忽略不计。 底板控制工况底板控制工况为为工况二。工况二。 2、小肋间距 小肋作为支点，面板按三跨连续梁考虑，梁宽 b 取 1mm，梁高为 板厚 h6mm。 按面板的强度要求： 22
7、 1 6 1 1 . 0bhfql w mm b b q bhf l w 297 1017.1156 106170 6 10 3 22 1 按面板刚度要求，最大变形值取为模板结构的 1/250，则： 250100 677. 0 1 4 1 l EI lq 5 mm q EI l268 1211077.104 61101 . 259 . 0 59 . 0 3 3 35 3 1 对比取小值，考虑封底混凝土影响，可取。mml300 1 3、龙骨间距 龙骨作为小肋的支点，小肋按简支梁计算，跨度 。 2 l 小肋取758，按 15d 与面板组成组合截面，如下图： 截面 A2230mm2，W48794mm
8、3，I2.4106mm4 按小肋强度要求： Wql 8 1 2 2 mm q W l1385 3001017.115 487941708 8 3 2 按小肋刚度要求： 250384 5 2 4 2 l EI lq mm q EI l1648 3001017.1151250 104 . 2101 . 2384 1250 384 3 3 65 3 2 对比取小值，考虑桩位情况以及底板对龙骨加强作用，可取 。mml1600 2 、侧侧板板计计算算 1、工况分析 6 工况一：钢吊箱吊挂下放，侧板受内外水压力平衡。 工况二：堵漏封底后抽水完成，侧板受外侧水压力，底部荷载为： 104.87948.79 k
9、N/ 工况三：高水位浇筑承台。侧板承受外侧水压力+内侧混凝土侧压力。 工况四：低水位浇筑承台。 侧侧板控制工况板控制工况为为工况二。工况二。 2、小肋间距 小肋拟采用水平方式，间距布置为 350mm. 取最底层三跨连续梁，侧板取单位宽度 1m，验算面板组合应力 7 最大应力 94.8MPa，满足要求。 面板变形为 最大变形 1.3mm187.3kN 满足要求 （3）吊挂梁 吊挂梁采用 220a，由模型计算结果 内支撑吊挂局部最大应力 112.1MPa，满足要求。 （4）竖杆 16 吊杆为 210a 截面，面积 A2548mm2，抗拉承载力： N25481701000433.16kN187.3k
10、N 满足要求 （5）底座 底座与龙骨焊接，焊缝长度 lf760mm，焊缝高度 hf=8mm 焊缝承载力 kNkNlhN h ff 7 . 15659514076087 . 07 . 0 （6）整体计算 该工况作用下，整体计算应力如下图，图中侧板未示。 最大应力 143.2MPa，满足要求。 17 最大变形为 12.5mm。 2、堵漏封底 吊箱下放到位后，进行第一次体系转换，在低水位时焊接撑杆， 撑杆布置如下图。 此时由撑杆承受吊箱自重+封底混凝土+浮力 高水位时：-8-12+51.7331.73KN/m2 低水位时：-8-12+11.23-8.77 KN/m2 18 高水位抽水为控制工况。 各
11、支点反力 最大反力 184.3kN。 撑杆截面为 210a，为内支撑竖杆。计算结果如下图： 19 最大组合应力 143.2MPa，满足要求。 该工况作用下，龙骨应力如下图。 最大应力 116.5MPa，满足要求。 压杆采用 HM300200，与护筒焊接，焊接方式如下图： 焊缝高度为 8mm，截面参数为 20 压杆反力为 Mx74.7KNm，My74.6 KNm MPa W M x x x 7 . 74 989085 10 7 . 74 6 MPa W M y y y 7 . 115 644727 10 6 . 74 6 焊缝满足要求。 21 300 280 分分分 3、浇筑承台 浇筑承台前，进
12、行第二次体系转换，抽水后将底板与护筒焊接， 拆除撑杆，由焊缝承受吊箱自重+封底混凝土+承台混凝土+浮力。 高水位时：-8-12-114.4+51.73-82.67KN/m2 低水位时：-8-12-114.4+11.23-123.17 KN/m2 低水位浇筑承台为控制工况。 各支点反力如下图 最大反力 445.9kN。 底板与龙骨焊接结构如右图。 焊缝长度 hf600mm， 焊缝高度 lf10mm 满足要求kNkNlhN h ff 9 . 445549140560107 . 07 . 0 该工况下考虑龙骨和封底混凝土共同受力，封底混凝土有效高度 300mm。龙骨应力如下图。 22 最大应力 161.9MPa，满足要求。 龙骨变形如下图。 最大变形 6mmL/400=12.8mm，满足要求
