長淮衛(wèi)淮大橋圍堰檢算

安徽蚌埠市長淮衛(wèi)淮大橋圍堰檢算圍堰構(gòu)造及檢算依據(jù)圍堰構(gòu)造布置14mx47.1mx7.m，14.7mx14.7m6mm1.2m7575×8mm0.3m200mmx10mm0.5m，第二節(jié)及第三節(jié)上下間隔均為m∠6×6×80m。1615.2m2.5m5m6.2m+6m+5m)1.2m。圍堰平面圖及立面圖如下：圖1-1 圍堰平面圖（位：cm）

圖1-2 圍堰立面圖（位：cm）長淮衛(wèi)淮大橋圍堰總布置圖、相關(guān)工程地質(zhì)資料等；《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》；《公路橋涵結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》；《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》；《土力學(xué)》；材料參數(shù)（Q23A材料密度（kN/m3）抗彎容許應(yīng)力(MPa)軸向容許應(yīng)力(MPa)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）混凝土24188.518215A3鋼78.5------砂土20----15設(shè)計(jì)荷載計(jì)算工況取兩個(gè)工況進(jìn)行驗(yàn)算：荷載種類流水壓力水流流速10m/s，動(dòng)水側(cè)壓力：????=????????2/2??=1.47×16.9×10.2×10×42/(2×10)=2027.19kN則動(dòng)水壓強(qiáng)最大值出現(xiàn)在靜水面處：??max=2????/(??2?)=2×2424.68/(16.9×12.2)=19.66??????h，AB2圖3-1 流水壓力示意圖單位：m)靜水壓力靜水壓力見圖3-2。

圖3-2 靜水壓力示意圖單位：m)波浪力作用高度取1.5m，波浪力為作用于高出水面圍堰壁板的均布荷載，其大小為15kN/m2，波浪力見圖3-3。

圖3-3 波浪力示意圖(位：m)河底為密實(shí)細(xì)砂：飽和土容重：γsat=20????/??3。摩擦角：Φ=31°。=????2(45°??/2)=0.32=????2(45°+?/2)=3.12風(fēng)荷載??2==1.6=1.4×1×1.15×

25.721.6=0.664??????、1.411.15；0W=V2/1.6為風(fēng)壓值。0風(fēng)荷載遠(yuǎn)小于波浪力，可忽略不計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載組合荷載組合一：主動(dòng)土壓力+靜水壓力+流水壓力。荷載組合二：靜水壓力+流水壓力+波浪力+風(fēng)力。14m×14m×4mH=17.2m6mmH/50+0.25=0.59m。B1=14.7m,1.2mB2=17.1m。6.2m+6m+5m(311.2m隔艙板尺寸隔艙板尺寸見圖4-1。圖4-1 隔艙板尺寸(單：mm)記h=1200mm，b=450mm，d=12mm，h’=1176mm，則截面特性：?′2 2 2

?2( 2) ?????=∫????

????=∫?′(?????2

)????+2′????????=5.437×10????2????=2????/?=2×5.437×109/1200=9.062×106????3截面積：A=0.45×0.012×2+1.176×0.012=0.0249??2土壓力計(jì)算取土的飽和容重為20kN/m3，Ka=0.32。土壓力分布如下圖：圖4-2 土壓力分布示圖Pmax=??????′?=0.32×(20?10)×5=16??????每個(gè)隔艙板的抗彎能力計(jì)算1 1 1 1M=2????????·?·??2·3?=2×16×5×17.1×3×5=1140.00????·m?? 1140.00×103??·m []σ=4????=4×9.062×10?3??3=31.45??????<1.3σ滿足要求。下沉過程中需保證壁腔內(nèi)外高差不大于2m。2

=188.5MPa工況二為雙壁鋼圍堰壁腔在水下封底混凝土灌注完畢后。荷載組合考慮：靜水壓力+流水壓力+波浪力+風(fēng)力。荷載種類圍堰所受荷載簡圖如下：圖4-3 工況二圍堰受分布示意圖(單位：mm)隔艙板受力檢算26.2m10.2m102kPa靜水壓力簡化為均布荷載，產(chǎn)生的彎矩為：??1=流水壓力產(chǎn)生的彎矩：1

????28=

102×16.7×428 =3406.8????·m2M2=2×7.75×4×16.9×3×4=697.78kN·mM=??1+??2=4104.6??N·m?? 4104.6×103??·m []σ=4????=4×9.062×10?3??3=113.3??????<1.3σ滿足要求。水平環(huán)板受力檢算

=188.5MPa200mm×10mm0.5m~1m1m桁架的計(jì)算跨度取兩道水平桁架支撐間驗(yàn)算，距離為0.6m。取填充承壓混凝土以上第一塊完整受力的環(huán)板，即取水深10.2m處環(huán)板進(jìn)行驗(yàn)算，水壓p=102kN/m2。1M=8????2

1=8×102×0.62

=4.6????·m環(huán)板與壁板截面共同受力，先求面板參與梁系的有效寬度。按《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算：(1)BB1bB式中，B主次梁的間距，b(b1b2)/2；01有效寬度系數(shù)，按表4-1采用；W=V2/1.6=25.72/1.6=412.8Pa01面板寬度；b1梁肋寬度，當(dāng)梁上另有翼緣時(shí)為上翼緣寬度；表4-1 面板有效寬度數(shù)1,2l/b00.511.52.02.534568102010.20.400.580.700.780.840.900.940.950.970.981.0020.160.300.420.510.580.640.710.770.790.830.860.92注：1.l0l0l近似地取l0，其中l(wèi)2 2.2 B2b2有效寬度系數(shù)，按表4-1采用；面板與環(huán)板焊接，屬連續(xù)梁形式，故有效跨度取l0=0.6l。得B60b1=606+10=370mm，l0/b=0.65.2/1=3.12，查得1=0.84。B1b=0.841000=840mm.取較小值,則面板參與梁系的有效寬度為B370mm。如下圖所示：圖4-4 面板參與環(huán)板力有效寬度(單位壁板為O，環(huán)形為C2，體心為C1。易求得a=47.39mm，b=52.61mm。????=??1+??2??1+??2+??2??2??1=

370×6312 =6660????410×2003 6 4??2=

12 =6.667×10????????=6660+47.392×370×6+6.667×106+52.612×200×10=1.72×107????4σ=??????????=4.6????·m×152.61mm=40.8??????<1.3[σ]=188.5MPa滿足要求。

1.72×107????4水平桁架的斜桿受力計(jì)算10.2m1m，AB、AC√1.220.32=1.24m圖4-5 水平桁架斜桿力簡圖(單位：mm)F=102kPa×1m×0.6m=61.2kNBC桿件拉力，AB、AC桿受相同壓力?！?3×63×8A=9.515cm2。有：a)ABAC桿受壓：N=0.5FX1.24/1.2=31.62KNNA

103104

33.23MPa

]

（）b)BC桿受拉：N=0.5FX0.5/1.2=12.75KNNA

12.75103104

]

（）綜上，水平桁架的斜桿滿足要求。豎向主龍骨受力驗(yàn)算∠75×75×8mm0.3m。12m。33m30kPa0.3mq=P·B=30kPa×0.3m=9kN/m。????2M=?? 1.125×

8=1.125????·m[]滿足要求。

σ=????=11.2×10?6=100.3??????<1.3σ

=188.5MPa圍堰整體抗浮驗(yàn)算計(jì)算圍堰自重鋼材容重γ=78.5kN/m3，圍堰高H=17.2m。圍堰按照每節(jié)統(tǒng)計(jì)的材料表如下：表5-1第一節(jié)圍堰材料表構(gòu)件名稱構(gòu)件編號(hào)規(guī)格用料件數(shù)重量計(jì)算總重K1塊外壁N016mm鋼板980cmX620cm47.85t/m^311.447K1塊內(nèi)壁N026mm鋼板980cmX500cm47.85t/m^39.232K2塊內(nèi)壁N02a6mm鋼板490cmX500cm47.85t/m^34.616封底鋼板N036mm鋼板980cmX42cm+π/4X（120^2-78^2)cm^247.85t/m^30.899刃腳內(nèi)壁N046mm鋼板980cmX143.6cm47.85t/m^32.659K2塊外壁N056mm鋼板688.5cmX620cm47.85t/m^38.042刃腳拐角內(nèi)壁N086mm鋼板8767.7cm^247.85t/m^30.165豎肋N1∠75X75X849cm44409.03kg/m19.646水平橫撐N2∠63X63X899cm17207.47kg/m12.720水平橫撐N2a∠63X63X8102cm807.47kg/m0.610水平橫撐N2b∠63X63X899.5cm407.47kg/m0.297水平環(huán)板N310mm鋼板490cmX20cm2407.85t/m^318.463刃腳加固鋼板N3a10mm鋼板143.6cmX20cm1887.85t/m^34.250隔板加固鋼板N410mm鋼板120cmX20cm1607.85t/m^33.014環(huán)板加固塊N510mm鋼板15cmX20cm6407.85t/m^31.507拐角環(huán)板N610mm鋼板1/4·π·120^2cm^2407.85t/m^33.551刃腳豎肋N7∠160X160X10120cm18824.7kg/m5.572隔艙板N812mm鋼板500cmX120cm+120cmX81cm+45cmX（620+500）cm167.85t/m^318.104合計(jì)----124.7955-2第二節(jié)圍堰材料表構(gòu)件名稱構(gòu)件編號(hào)規(guī)格用料件數(shù)重量計(jì)算總重K1塊內(nèi)外壁N066mm鋼板980cmX600cm87.85t/m^322.156K2塊外壁N05a6mm鋼板688.5cmX600cm47.85t/m^37.783K2塊內(nèi)壁N06a6mm鋼板490cmX600cm47.85t/m^35.539豎肋N1a∠75X75X899cm26649.03kg/m23.815水平橫撐N2∠63X63X899cm10327.47kg/m7.632水平橫撐N2a∠63X63X8102cm487.47kg/m0.366水平橫撐N2b∠63X63X899.5cm247.47kg/m0.178水平環(huán)板N310mm鋼板490cmX20cm1447.85t/m^311.078隔板加固鋼板N410mm鋼板120cmX20cm967.85t/m^31.809環(huán)板加固塊N510mm鋼板15cmX20cm3847.85t/m^30.904拐角環(huán)板N610mm鋼板1/4·π·120^2cm^2247.85t/m^32.131隔艙板N8a12mm鋼板600cmX120cm+45cmX600cmX2167.85t/m^318.991合計(jì)----102.3815-3第三節(jié)圍堰材料表構(gòu)件名稱構(gòu)件編號(hào)規(guī)格用料件數(shù)重量計(jì)算總重K1塊內(nèi)外壁N076mm鋼板980cmX500cm87.85t/m^318.463K2塊外壁N05b6mm鋼板688.5cmX500cm47.85t/m^36.486K2塊內(nèi)壁N07a6mm鋼板490cmX500cm47.85t/m^34.616豎肋N1∠75X75X899cm22209.03kg/m19.846水平橫撐N2∠63X63X899cm10327.47kg/m7.632水平橫撐N2a∠63X63X8102cm487.47kg/m0.366水平橫撐N2b∠63X63X899.5cm247.47kg/m0.178水平環(huán)板N310mm鋼板490cmX20cm1447.85t/m^311.078隔板加固鋼板N410mm鋼板120cmX20cm967.85t/m^31.809環(huán)板加固塊N510mm鋼板15cmX20cm3847.85t/m^30.904拐角環(huán)板N610mm鋼板1/4·π·120^2cm^2247.85t/m^32.131隔艙板N8b12mm鋼板500cmX120cm+45cmX500cmX2167.85t/m^315.826合計(jì)----89.334其中，圍堰三節(jié)的劃分見圖1-2,；K1塊、K2塊的劃分見圖5-1。圖5-1 圍堰分塊示意圖單位由表5-15-2、5-3知鋼圍自為：G??=124.795+102.381+89.334=316.51??=3165.1kN計(jì)算鋼圍堰所受浮力1V1=2×1.2×1.2×14.7×4+(1.23

1?3×1.22

×1.2)=43.49??3圖4-6 刃腳示意圖(單刃腳上度17.2-1.2=16m。圍堰雙壁間刃腳以上部位體積：1??2=1.2×14.7×16×4+4×??×1.22

×16×4=1193.66??3圍堰雙壁間填筑素混凝土5m高，該部分混凝土體積為：1 2 3V??=??1+(1.2×14.7+4×??×1.2)×3.8×4=328.81??素混凝土γ=24kN/m3，則素混凝土重:G??=????×??=328.81×24=7891.41????在水中圍堰體積：則水浮力：

V=

+

×14=1087.94??316F1=ρgV=10×1087.94=10879.4kN13m，自重：?? =??×13×10=1193.66×13×10=9698.49?????? 2 16 16計(jì)算圍堰與土體摩阻力圍堰壁內(nèi)外在土中沉降時(shí)所受到的摩阻力：砂性土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取15kPa，外壁：??1=??(??2.5)??=(14.7×4+2??×1.2)×(5?2.5)×15=2472.74????內(nèi)壁：??2=