吊箱围堰计算一、 基本数据1、本计算书是验算吊箱底板和侧板的面板及肋是否符合使用要求,保证侧模和底模具有足够的刚度和强度2、承台尺寸:14.68×10.7×2.0m承台底标高:+0.02m承台顶标高:+2.02m施工常水位:+5.5m3、吊箱整体尺寸:14.68×10.7×6.2m 吊箱顶标高:+6.0m吊箱底标高:-0.2m吊箱面板厚δ=6mm4、底模作为一个整体布设面板,面板被肋分成区格400×1600底板肋 : 大肋:[ A=32.83cm W=191.4 cm I=1913.7cm ∠75×8 A=11.5cm W=27.93 cm I=59.96 cm小肋:∠75×8 5、侧模分顺桥向和横桥向:顺桥向的整体尺寸为10.7×6.2,整块制作;横桥向的整体尺寸为14.68×6.2, 整块制作;面板被肋分成400×3200和400×2400两种区格侧板竖肋:∠100×10 A=19.26 cm W=63.29 cm I=179.51 cm 横肋:[ A=45.62cm W=365.6 cm I=5118.4cm6、钢材弹性模量:E=2.1×10Pa钢材容许应力:[σ]=170Mpa二、 荷载计算(一) 荷载分类吊箱围堰主要受到水的浮力,水的侧压力,浇注混凝土时产生的侧压力等荷载作用。
1、 砼灌注时产生的荷载砼供应量V=30m/h,则砼浇注速度v=查《公路桥涵施工技术规范》P 侧压力P=0.22×γtkkv γ—砼的容重,γ=24KN/m t—新浇砼的初凝时间,这里取t=10h k—外加剂影响修正系数,掺外加剂时为1.2 k—坍落度影响修正系数,当其为110~150mm时,取1.15 则P=0.22×25×10×1.2×1.15×0.2=32.6Kpa 自《公路桥涵施工技术规范》P附表D,可以查到砼对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2、 水压计算时偏安全考虑,水位以施工常水位计则底板的浮力为57KN/m,侧板的水侧压力为10hKN/m3、 砼的自重承台浇注后,自重P=26×2=52KN/m(二)各工况荷载分析1、 工况1,吊箱抽水后,水位为正常施工水位时,吊箱底所受的向上的浮力为P=5.7×10=57KN/m,侧板荷载最大P=57KN/m2、 工况2,吊箱封0.2m砼后,最高水位时底板受力P=(57-0.22×25)=51.5KN/m3、 工况3,在最低水位+2.0时浇注承台砼,底板受力(2.0×26+0.22×25-2.2×10)=35.5 KN/m方向与浮力相反。
侧板受力最大P=2.2×10-32.6=-10.6 KN/m,和浮力方向相反4、 工况4,最高水位+5.5时浇注承台砼,底板受力(57-2.0×26-0.22×25)=-0.5 KN/m方向与浮力相反侧板受力最大P=5.7×10-32.6=24.4 KN/m,和浮力方向一致综合以上四种情况,知底板受力的绝对值最大为工况1侧板受力的绝对值最大仍为工况1,所以整个吊箱设计计算时应力控制以工况1为依据在承台浇注时对吊箱变形有要求,而此时的底板最大值为工况3,侧板最大力为工况4三、 底板验算1、 面板 面板被小肋和大肋分成最大区格400×1600,详见附图1,下面验算之a、强度验算由a/b≥2,所以以单向板为计算模型且以最不利的两跨连续梁计算如下图:取宽度为1cm的面板分析,则作用在单位长度上的力q=p×0.01=57×0.01=0.57KN/m,查表得 强度满足要求② 挠度验算(此时q=10.6×0.01=0.106KN/m)挠度符合要求2、 肋底板肋分大肋和小肋, 小肋:∠75×8 A=11.5cm W=27.93 cm I=59.96 cm大肋:[ A=32.83cm W=191.4 cm I=1913.7cm ∠75×8小肋间距为1600mm,大肋间距为400mm。
小肋两端焊接在大肋上,故可简化为两端固结,跨径400mm的固定简支梁计算大肋最大跨度分3000mm和2400mm下面分别验算大肋和小肋① 小肋假设区格里的荷载全部作用在小肋上,计算简图如下 先求截面组合特性 按固定简支梁计算,如下图 由查表得 强度符合要求挠度验算时,挠度符合要求② 大肋大肋间距400mm,长度不一样,所以下面分别验算之:(1)跨度为3000mm此时只有[和面板组合,如下图:先求截面组合特性 按固定简支梁计算,如下图 由查表得 强度符合要求挠度验算时,挠度符合要求(2)跨度为2400mm计算简图如下为便于计算,分别计算角钢,槽钢和面板组合.先求角钢和面板组合.如左图 再求槽钢和面板组合.如下图 所以由查表得角钢的面板组合的槽钢和面板组合的 再分别求角钢、槽钢和面板组合特性。
先求角钢和面板的组合特性 槽钢和面板组合的组合特性 所以最终的组合特性按固定简支梁计算,如下图: 强度符合要求挠度验算时挠度符合要求四、 侧板由于横桥向的面板尺寸14.68×6.2大于顺桥向的面板尺寸10.7×6.2,故只需要计算横桥向的侧板,如果横桥向的侧板满足受力要求,则顺桥向的一定满足要求面板被竖肋分成400mm×2400mm和400mm×3200mm两种区格,横肋只在+2.2m处设2[,在+5.4处设[,具体布置见附图21、面板①面板支撑于竖肋上,竖肋间距400mm对400mm×3200mm的区格,按最高水位考虑,则在+2.2处的最大水压力P=10×3.3=33Kpa面板以单向板计算,以最不利的两跨连续梁计算,简图如下:取面板宽度1cm进行验算q=Pb=33×0.01=0.33KN/m查表得k=0. 07 强度符合要求 ∴ 挠度符合要求 ②对400mm×2400mm的区格,按最高水位考虑,则在-0.2处的最大水压力P=10×5.7=57Kpa面板以单向板计算,以最不利的两跨连续梁计算,简图如下:取面板宽度1cm进行验算。
q=Pb=57× 0.01=0.57KN/m查表得k=0. 07 强度符合要求 挠度验算时 ∴ 挠度符合要求2、竖肋两端焊接在横肋上,对竖肋按固定简支梁来计算①确定竖肋有效宽度,对+2.2以上的竖肋, 面积矩S=400×6×3+1926×(100+6-28.4)=156657.6mm截面积A=400×6+1926=4326cm∴y=S/A=156657.6/4326=36.2mm y=106-36.2=69.8mm =7748763mm竖肋按固定简支梁计算内力由于所受荷载为不均匀荷载,所以通过pframe计算出 由b/h=400/6=66.67及σ=77.5MPa查表知b/h=57.7则b=57.7×6=346.2mm截面特性S=346.2×6×3+1926×(100+6-28.4)=155689.2mm截面积A=346.2×6+1926=3927.6cm∴y=S/A=155689.2/3927.2=38.9mm y=106-38.9=67.1mm =7362998.7mm按最不利固定简支梁计算内力(前面已算出)强度满足要求满足规范要求②对-0.2~+2.2之间的竖肋,∠100截面特性 y面积矩S=400×6×3+1926×(100+6-28.4)=156657.6mm截面积A=400×6+1926=4326cm∴y=S/A=156657.6/4326=36.2mm y=106-36.2=69.8mm =7748763mm竖肋按固定简支梁计算内力由于侧板所受荷载为不均匀荷载,所以通过pframe计算得: 由b/h=400/6=66.67及σ=117MPa查表知b/h=54.3则b=54.3×6=325.8mm截面特性S=325.8×6×3+1926×(100+6-28.4)=155322mm截面积A=325.8×6+1926=3880.8cm∴y=S/A=155322/3880.8=40mm y=106-40=66mm =7199987.4mm按最不利固定简支梁计算内力强度满足要求满足规范要求五、 横肋侧板横肋只在+2.2m处设2[和在+5.4处设[,具体布置见附图2。
①下面先验算横桥向+2.2m处2[的强度因为在吊箱里需设置底部桁架,所以横肋可视为五跨距离相等的连续梁计算简图如下: [ A=45.62cm W=365.6 cm I=5118.4cm查表2-12得: 强度满足要求挠度满足要求满足要求下面再验算横桥向+5.4m处 [的强度因为在吊箱里需设置底部桁架,所以横肋可视为五跨距离相等的连续梁计算简图如下:[ A=45.62cm W=365.6 cm I=5118.4cm查表2-12得: 强度满足要求挠度满足要求满足要求②下面先验算顺桥向+2.2m处2[的强度因为在吊箱里需设置底部桁架,所以横肋可视为三跨距离相等的连续梁计算简图如下: [ A=45.62cm W=365.6 cm I=5118.4cm查表2-12得: 强度满足要求挠度满足要求下面再验算横桥向+5.4m处 [的强度因为在吊箱里需设置底部桁架,所以横肋可视为五跨距离相等的连续梁计算简图如下:[ A=45.62cm W=365.6 cm I=5118.4cm查表2-12得: 强度满足要求挠度满足要求。