大桥工程建设项目主塔钢围堰设计计算书
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-1
松原市城区第二松花江大桥工程建设项目
主塔钢围堰设计计算书
计算：
复核：
审核：
中国建筑工程总公司松原大桥项目部
二OO七年五月十二日
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-2 主塔钢围堰设计计算书
一、钢围堰高度H
根据设计图纸，历年常水位标高为，承台顶设计标高为，承台底设计标高为，封底混凝土厚为1.5m，目前筑岛高程为。
根据以上数据，选取刃脚高度为1.52m，钢围堰高度为11.595m。
二、钢围堰平面尺寸
由设计图纸，主塔承台尺寸为12.2m×12.2m×3m，考虑工作面及附近便道位置，钢围堰平面尺寸选用53.016m×23.516m，井壁厚1m。刃脚踏面宽度为0.282m，高度为1.52m。
刃脚内侧倾角tgθ=（）=，θ=°＞45°。
三、荷载计算
1、（详见《主塔钢围堰施工图》）。
考虑地质情况，可靠自重下沉，如施工中下沉有困难，可采取加压重等其他措施保证顺利下沉。
2、井壁纵向受力计算
沉井下沉过程中，井壁始终受到水平向的土压力及水压力作用，因而应验算井壁材料的强度。验算时是将井壁水平向截取一段作为水平框架来考虑，然后计算该框架的受力情况。井壁截取位置在刃脚跟部。
ρ=×103kg/m3。
ｇ=10N/kg。 10.075m 百度文库 - 好好学习，天天向上
-3 h=10.075m。
q=ρgh=×103kg/m3×10N/kg×10.075m=。
钢筋混凝土受钢管支撑受力模型简化如下：
（1）取第二道支撑处，受力模型简化为：
q3=ρgl3×l长
=×103kg/m3×10N/kg×1.075m ×53m
=m。
F3-2=21×q3×l3=21×m×1.075m==P。
M3-2=P×3l=61×q3×l32=61×m×（1.075m）2=·m。
（2）取第一道支撑段处，受力模型简化为：
1.0753m 6m F1
F2 F3 q1
q2
q3
P
1.075m F3-2 q3
3m q2
F2-2 F3-1 百度文库 - 好好学习，天天向上
-4
可分解为：
和
q2=ρgl2×l长
=×103kg/m3×10N/kg×3m×53m
=3180KN/m。
F3-1-1 =203（q2-q3）×l2
=203×m×3m=。
F3-1-2 =21q3×l2
=21×m×3m=。
F3-1 =F3-1-1+F3-1-2=+=。
F3 =F3-1+F3-2=+=。
F2-2-1 =207（q2-q3）×l2
=207×m×3m=。
F2-2-2 =21q3×l2
=21×m×3m=。 q2-q3
3m F2-2-1 F3-1-1
3m F2-2-2 F3-1-2 q2 百度文库 - 好好学习，天天向上
-5 F2-2-1+ F2-2-2=+==F2-2
（3）分析根部，受力模型简化为：
可分解为：
和
q1=ρgl1×l长
=×103kg/m3×10N/kg×6m×53m
=6360KN/m。
F2-1-1 =203（q2-q3）×l2
=203×m×6m=。
F2-1-2 =21q2×l1
=21×3180KN/m×6m=9540KN。
F2-1 =F2-1-1+F2-1-2=+9540=。 6m q1
F2-2 F3-1
q1-q2
6m F1-2-1 F2-1-1
6m F1-2-2 F2-1-2 q2 百度文库 - 好好学习，天天向上
-6 F2 =F2-1+F2-2=+=。
3、计算力矩：
M3-2=P×33l=61q3l32=·m。
M3-1-1 =301（q2-q3）l22
=301×m×（3m）2=·m
M3-1-2 =121q3l22
=121m×（3m）2=·m
M3-1= M3-1-1+ M3-1-2=+=·m。
M2-2-1 =-201（q2-q3）l22
=-201×m×（3m）2=·m
M2-2-2=-121q3l22=·m
M2-2=+=·m
M2-1-1 =301（q1-q2）l12
=301×3180KN/m×（6m）2=3816KN·m
M2-1-2=121q2l12=121×3180 KN/m×（6m）2=9540KN·m
M2-1 =3816+9540=13356KN·m
M2=+13356=·m。
取1m段，
经计算得，惯性矩为I=0.005m4， 1m
1m 百度文库 - 好好学习，天天向上
-7 ·m/53=·m，
δ=IyM·=（·m×0.5m）/0.005m4
=＜[δ]=145Mpa。
4、井壁横向受力计算
分析最不利的受力位置为F2=处，
受力模型为
查《路桥施工计算手册》第755页
RA=RB=21ql，MA=MB=-121ql2，MC=241ql2。
弯矩图为：
取6.25m段，
Mc=241ql2=241（53m）×（6.25m）2=·m
MA=MB=-121ql2=-121（53m）×（6.25m）2=·m，
端部所受弯矩最大。
RA=RB=21ql=21×（53m）×6.25m= KN=（t） 6m 4m 5m 5m 4m
6m
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
l=53m RA RB q=53m
+ +
—A
C B 百度文库 - 好好学习，天天向上
-8 继续对5m段分析，
MA’=MB’=-121ql2=-121（53m）×（5m）2=·m，
RA’=RB’=21ql=21×（53m）×5m= KN=（t）
同理计算，
经分析，在6m段及4m段交接处所受弯矩最大，为
ΣM=MB+MA’=·m
δ’=IyM·=（·m×0.5m）/0.005m4
=＜[δ]=170Mpa。
5、支撑钢管
（1）、采用φ75cm钢管（壁厚1cm），
承载力为[N]=§×[δ]×S。（§取，为不均匀系数）
[N]=×170×106×××=×106（N）=（t）
（2）、验算第一道支撑（φ75cm钢管支撑）
ΣR= RB+RA’=+=（t）＜[N]=（t）。
同理，验算第二道支撑（φ75cm钢管支撑）
R2A=R2B=21ql=21×（53m）×9.165m
= KN=（t）
R2A’=R2B’=21ql=21×（53m）×9.165m×2
= KN=（t）
ΣR2= R2B+R2A’=+=（t）＜[N]=（t）。
综上，通过计算分析，设计满足受力要求。
