深水橋梁施工中的鋼吊箱設(shè)計計算書

1、 中國橋梁網(wǎng)深水橋梁施工中的鋼吊箱設(shè)計計算書一、設(shè)計條件1、鋼吊箱頂標(biāo)高 +437.341m2、鋼吊箱底標(biāo)高 +428.841m3、承臺底標(biāo)高 +430.341m4、承臺頂標(biāo)高 +434.341m5、施工最高水位 +437.50m6、施工一般水位 +436.00m7、澆筑第一層承臺時水位 +436.00m8、抽水水位 +437.00m9、施工最大流速 +0.0m/s10、施工時風(fēng)速 +0.0m/s11、第一節(jié)高度 5.0m12、第二節(jié)高度 3.5m13、封底砼C25干容重 24kN/m314、護筒頂標(biāo)高 +438.00m15、護筒直徑 2.2m16、承臺直徑 D=20m17、護筒與封底砼間的粘

2、結(jié)力 f=100kN/m2二、設(shè)計依據(jù)1、港口工程荷載規(guī)范（JTJ 21598）2、港口工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ 28399）3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50017-2003）4、港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ 26798）5、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 50010-2002)6、水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范（DL/T 503995）三、鋼吊箱基本尺寸及布置1、基本尺寸：壁體厚度： 1.0m 壁體外周長： 69.429m 壁體內(nèi)周長： 63.146m吊箱外面積： 383.596m2 吊箱內(nèi)面積： 317.309m2 夾壁內(nèi)面積： 66.287m2護筒的總面積： 護筒的總周長： 2、吊箱重量：a

3、.第一節(jié)自重：壁體高度：5.0m壁體自重：58.5t底板自重：63.9t連通器： 0.7t拉壓桿： 20.1t第一節(jié)總重：143.2tb.第二節(jié)自重：壁體高度：3.5m壁體自重：38.2t第二節(jié)總重：38.2t c.吊箱結(jié)構(gòu)布置圖如下：四、鋼吊箱下沉計算1、第一節(jié)下沉吊箱第一節(jié)下沉?xí)r，夾壁排水面積，自浮時下沉，則底板自重排開水的體積為得 干舷3.1m2、第二節(jié)接高拼裝后下沉下沉，則得 干舷2.60m為保證1.20m干舷，須注水1.40m。第二節(jié)拼接完后，注水使鋼吊箱下沉設(shè)計標(biāo)高，需再注水4.7m，因此鋼吊箱內(nèi)共需注水6.1m。五、鋼吊箱工況分析工況一、鋼吊箱浮運工況二、鋼吊箱下沉到位工況三、澆

4、筑水下封底混凝土1.5m工況四、在+437.341m水位下抽水抽水前應(yīng)先將夾壁內(nèi)抽水1.6m，再抽鋼吊箱內(nèi)的水。工況五、在+436.0m水位下澆筑2.0m承臺七、封底混凝土計算1、抽水時封底砼所受力:q=85(浮力)×1.3-24×1.5×1.0=74.5kN/m22、封底砼底板抗彎計算：為簡化計算，封底砼板按最不利位置，采用四點支撐砼板(4.40m×5.20m)。 查得根據(jù)港口工程砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 JTJ267-98附錄F，素砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算，對素砼受彎構(gòu)件的正截面承載力按下式計算：Mu構(gòu)件受彎承載力設(shè)計值，d素砼結(jié)構(gòu)系數(shù)，對受彎計算，取2.0；m截面抵抗

5、矩的塑性影響系數(shù)，取1.55ft砼抗拉強度設(shè)計值，對水下砼，取混凝土軸心抗拉強度；按C25混凝土計算，；b混凝土單位寬度，b=1000mm經(jīng)計算：h=1.34<1.50m取封底砼厚度為1.50m，抗彎強度滿足八、封底混凝土與鋼護筒握裹力計算 鋼套箱自重：1814kN 夾壁內(nèi)水重： 混凝土自重： 浮力： 混凝土與鋼護筒的握裹力：(封底混凝土有效高度取1.40m)九、壁體結(jié)構(gòu)計算 1、壁體材料面板：t=6mm次梁：L75×50×6A=7.26cm2 Ix=41.1cm4 z0=24.4mm環(huán)板： t=1012mm水平撐桿：L75×6A=8.80cm22、荷載計算

6、計算工況四（抽水完畢）外壁最大面荷載：內(nèi)壁最大面荷載：3、縱向次梁計算次梁間距542mm，最不利布置如下圖示：次梁線荷載：按五跨連續(xù)梁計算面板參與次梁工作，其有效寬度按水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)程DL/T 5039-95 G.0.2條規(guī)定查表 又，取二者中較小值B=256mm L75×50×6：A=7.26cm2Ix=41.1cm4z0=24.4mm4、面板計算按水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)程DL/T 5039-95 G.0.1條規(guī)定：，或面板長邊方向與主梁軸線垂直時，需按下式驗算面板A點的折算應(yīng)力。故5、壁體結(jié)構(gòu)：抽水時，外壁水壓：40kPa 內(nèi)壁水壓：30kPa 水平橫撐：L

7、75×6A=8.80cm2應(yīng)用ANSYS程序計算：最大位移：9.4水平橫撐最大應(yīng)力：65.8環(huán)板最大應(yīng)力：84.8十、底板結(jié)構(gòu)計算采用ANSYS9.0對底板進行整體計算，底板各構(gòu)件的應(yīng)力詳見“各工況下各構(gòu)件應(yīng)力圖”。十一、拉壓桿計算1、查設(shè)計手冊得知 I20a：A35.55cm2又由ANSYS計算工況三知：T35t則 2、a)銷軸計算（雙剪）b)耳板計算（按孔壁局部緊接承壓計算）c)孔壁拉應(yīng)力計算d)耳板最薄弱處受力計算e)焊縫計算（取主焊縫計算）故拉壓桿滿足設(shè)計要求。十一、各工況下各構(gòu)件應(yīng)力圖1.工況一鋼吊箱浮運時底板結(jié)構(gòu)的變形如下底板最大撓度發(fā)生在中心處，其撓度值f=4.9mm2.工況二鋼吊箱下沉到位時各構(gòu)件應(yīng)力圖如下與工況四相比較，此工況鋼吊箱各構(gòu)件應(yīng)力均不是最大應(yīng)力，故此工況不為鋼吊箱結(jié)構(gòu)的控制工況，故不予列出各構(gòu)件應(yīng)力圖。3.工況三鋼吊箱澆筑水下封底砼1.5m時各構(gòu)件應(yīng)力圖如下與工況四相比較，此工況下僅為拉壓桿最大受力工況，不為鋼吊箱結(jié)構(gòu)的控制工況。 底板周圈由于有壁體的浮托力作用，故可考慮為豎向約束。ANSYS計算模型如下：經(jīng)計算得知拉壓桿軸力T350kN4.工況四鋼吊箱抽水時各構(gòu)件應(yīng)力圖如下邊界條件：1、底板上拉壓桿處為鉸支座。 2、底板周圈由于有壁體的浮托力作用，故可考慮為豎向約束。ANSYS計算模型如下：底板主梁應(yīng)力為123Mpa,計算結(jié)果如下：底板