MIDAS-CIVIL双壁钢围堰计算单

双壁钢套箱围堰计算单

计 算： 复 核： 项目负责人： 室 主 任： 总 工：

双壁钢套箱围堰计算单

目 录

1. 计算依据..................................................................................................................................... 12. 基本参数..................................................................................................................................... 12.1 承台参数........................................................................................................................... 12.2 材料参数........................................................................................................................... 23. 围堰计算..................................................................................................................................... 23.1 封底混凝土计算............................................................................................................... 23.1.1 抗浮计算............................................................................... 错误！未定义书签。 3.1.2 抗弯计算............................................................................... 错误！未定义书签。 3.1.3 结论....................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 钢围堰计算....................................................................................................................... 23.2.1 围堰计算工况......................................................................................................... 23.2.2 围堰建模计算......................................................................................................... 33.2.2.1 围堰下沉工况 ........................................................................................... 3 3.2.2.2 围堰内抽水工况 ....................................................................................... 7 3.2.3 结论....................................................................................................................... 11

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1. 计算依据

《钢结构设计规范》

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 《铁路桥梁钢结构设计规范》 《水利水电工程钢闸门设计规范》

2. 基本参数

2.1 承台参数

图2-1 4＃墩围堰总布置图

表2-1 4＃墩承台参数表（单位：m）

墩设防 号 水位 4＃ +15.88 最大抽水

水位 +13.0

围堰顶 围堰底 承台 直径 51

围堰 内径 52

围堰 外径 56

围堰 壁厚 河 床

+16.38-21.022 -8.751

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2.2 材料参数

表2-2 4＃墩围堰材料参数表

名称 壁板 竖肋

规格 δ＝6mm δ＝8mm ∠75×50×6 □δ22+δ20mm □δ20+δ20mm □δ16+δ14mm □δ14+δ12mm □δ12mm □δ16mm

备注 底节、顶节中节

名称 规格 ∠125×10 ∠125×8 ∠100×8 ∠90×8

备注

水平桁架

隔仓板 封底混凝土

δ＝12mm C25

水平环板

填充混凝土 C25

除混凝土外，各材质均为Q235B， [σ]＝170MPa，[τ]＝100MPa。

3. 围堰计算

3.1 封底混凝土计算

3.2 钢围堰计算 3.2.1 围堰计算工况

(1)、围堰下沉工况：围堰加水下沉着床（河床考虑冲刷为-11.0m），围堰自重吃水10m为下沉最不利工况：围堰外考虑施工水位+15.88，围堰内注水至5.88。考虑静水压力。

(2)、围堰内抽水工况：封底混凝土达到设计强度后，围堰内抽水，围堰外最高抽水水位为+13.0m，施工承台。考虑静水压力，围堰在封底混凝土顶处内壁板铰接。考虑主动土压力，桥位处河床标高为-8.751m，第一层土为7m厚的粉砂，第二层土为11m厚的细砂，内摩擦角取φ=20°，Ka=tan2（45°-φ/2）＝0.5，浮重度取10kN/m。

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图3-1 下沉工况示意图 图3-2 抽水工况示意图

3.2.2 围堰建模计算

采用MIDAS2006建立整体模型，竖肋、环板均用梁单元模拟，桁架采用杆单元模拟，壁板、隔仓板采用板单元模拟，填充混凝土采用实体单元模拟计算：

3.2.2.1 围堰下沉工况

（1）、围堰模型

（2）、6mm壁板应力：最大应力为24MPa

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（3）、8mm壁板应力：最大应力为14MPa

（4）、竖肋应力：最大应力为17MPa

（5）、□δ22+δ20mm环板应力：最大应力为27MPa

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（6）、□δ20+δ20mm环板应力：最大应力为15MPa

（7）、□δ16+δ14mm环板应力：最大应力为3MPa

（8）、□δ14+δ12mm环板应力：最大应力为1MPa

（9）、□δ12mm环板应力：最大应力为1MPa

（10）、□δ16mm环板应力：最大应力为136MPa

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（11）、∠125×10最大内力：最大轴力为96kN

（12）、∠125×8最大内力：最大轴力为115kN

（13）、∠100×8最大内力：最大轴力为33kN

（14）、∠90×8最大内力：最大轴力为1kN

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（15）、隔仓板应力：最大应力为9MPa

3.2.2.2 围堰内抽水工况

（1）、围堰模型

（2）、6mm壁板应力：最大应力为122MPa

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（3）、8mm壁板应力：最大应力为133MPa

（4）、竖肋应力：最大应力为122MPa

（5）、□δ22+δ20mm环板应力：最大应力为135MPa

（6）、□δ20+δ20mm环板应力：最大应力为122MPa

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（7）、□δ16+δ14mm环板应力：最大应力为117MPa

（8）、□δ14+δ12mm环板应力：最大应力为102MPa

（9）、□δ12mm环板应力：最大应力为85MPa

（10）、∠125×10最大内力：最大轴力为199kN

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（11）、∠100×8最大内力：最大轴力为79kN

（12）、∠90×8最大内力：最大轴力为62kN

（13）、隔仓板应力：最大应力为83MPa

（14）、填充混凝土应力：最大压应力为6MPa，最大拉应力为3MPa。

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表3-1 4＃墩围堰电算结果汇总

项目 部位 壁板 竖肋 δ＝6mm δ＝8mm ∠75×50×6 □δ22+δ20mm □δ20+δ20mm 水平环板 □δ16+δ14mm □δ14+δ12mm □δ12mm □δ16mm 隔仓板 δ＝12mm ∠125×10 水平桁架 ∠125×8 ∠100×8 ∠90×8 3.2.3 结论

围堰下沉工况 围堰内抽水工况 正应力切应力变形正应力切应力 变形（MPa）（MPa）（mm）（MPa） （MPa） （mm）24 14 17 27 15 3 1 1 136 9 - - 1 15 6 1 0.1 0.1 30 - -96kN -115kN -33kN -1kN 1.7 1.0 1.7 1.0 0.4 0.1 0.1 0.1 1.7 1.2 122 135 120 135 122 117 102 85 - 141 - - 14 34 14 13 13 9 - - -202kN - -80kN -62kN 13 12 13 12 13 11 9 6 - 12 经计算分析，围堰强度及刚度均满足要求。

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