1、雙壁鋼圍堰計算書目錄1計算依據-3 -2工程概況-3 -3 .雙壁鋼圍堰施工方案綜述-3 -4 .鋼圍堰計算-4 -4.1 結構設計-4 -4.1.1 材料設計參數表-5 -4.1.2 .材料設計強度值-5 -4.2 工況分析-6 -4.3 荷載計算-6 -4.3.1 雙壁鋼圍堰承受荷載分析-6 -4.3.2 封底混凝土荷載分析-7 -4.4 建立模型計算分析-8 -4.4.1 模型單元-8 -4.4.2 操作流程-8 -4.4.3 分析結果254.5 鋼板樁整體抗浮計算271計算依據(1)某特大橋設計圖；(2)路橋施工計算手冊周水興等著；(3)鐵路橋涵地基和基礎設計規范TB10002.5-2

2、005；(4)混凝土結構設計規范GB50010-2002；(5)鋼結構設計規范(GB500017-2003)；(6) Midas civil 使用手冊。2工程概況某特大橋采用(60.75+100+60.75)m大跨連續梁結構跨越秦淮新河，承臺位于主 河道，直為徑17.4m，高4m，底標高-5.0m，施工最大水位為8.0m，河床以下主要為 第四系全新統沖積層(Q4al)，下伏基巖為侏羅系上統西橫山組(J3)鈣泥質砂巖和凝灰圖1地質狀況3.雙壁鋼圍堰施工方案綜述鋼圍堰在后場加工廠分塊段進行加工，由平板汽車通過施工棧橋運至施工現場， 采用分塊拼裝、分節下沉的方法進行施工。鋼圍堰塊段最大重量約11.0

3、t，采用轉換 平臺上50t履帶吊進行吊裝施工，利用卷揚機或鏈條葫蘆下放。水下封底混凝土采用 剛性導管法。封底后拆除平臺、割掉護筒，封底混凝土鑿毛整平后施工承臺、墩身,施工流程圖如下:施工準備鉆孔平臺轉換鋼圍堰拼裝平臺搭設鋼圍堰加工及運輸首節鋼圍堰拼裝及下放接高第二節鋼圍堰并安裝下層內支撐接高第三節鋼圍堰并加水助沉安裝上層內支撐并澆筑刃腳砼拆除轉換平臺及拔除鋼圍堰內部鋼管樁抽砂助沉至設計位置清基澆筑封底砼并抽水鋼護筒割除、封底砼清理及找平樁頭處理4.鋼圍堰計算4.1結構設計圖2施工工藝流程圖第一層承臺鋼筋安裝及砼澆筑第二層承臺鋼筋綁扎及砼澆筑鋼圍堰為單雙壁結合圓形鋼圍堰內內拆除及轉換比承臺半徑大

4、溫控設施安裝溫控設施安裝10cm。鋼圍堰壁厚1.0m，外直徑尺寸為19.6m、內直徑尺寸為人 1.、6m，壁高為15m。鋼圍堰平面分為8塊， 砼養護立面分為5節，分節高度為4m+4m+5m+5m。鋼圍堰壁板系統由內、外面板、面板縱肋、壁板桁架、水平環板、隔板組成。雙 壁鋼圍堰內外壁采用6mm厚的鋼板，內外壁間距為100cm。每間隔1m設一道水平環形 桁架，桁架采用/75義6!的角鋼焊接而成。豎向每間隔50cm設一道豎肋，豎肋采用 /75義6!的角鋼；橫向加勁肋間距為50cm,采用厚15mm、寬180mm的鋼板，圍堰結構如圖:圖3鋼圍堰立面圖圖4鋼圍堰平面圖1.1.1 材料設計參數表表1材料設計

5、參數表序號材料規格材質容重(KN/m3)備注1鋼板厚6mmQ23578.5面板2角鋼N75X 6mmQ23578.5桁架3混凝土C3025刃角砼4混凝土C2525封底砼1.1.2 .材料設計強度值表2鋼材設計強度值（N/mm2）鋼材抗拉、抗壓、抗彎抗剪承壓型號厚度或直徑（mm）Q23516-4020512040-6020011560-100190110說明：設計強度按鋼結構設計規范GB50017-2003取值。4.2 工況分析雙壁鋼圍堰下放到設計標高，混凝土封底完成，強度達到設計要求后，在圍堰內 抽完水的工況下，鋼圍堰和封底混凝土受力情況均處于最不利狀態，故計算書對此工 況下雙壁鋼圍堰進行分析

6、計算。4.3 荷載計算4.3.1 雙壁鋼圍堰承受荷載分析雙壁鋼圍堰承受荷載圖示見圖5：惠郎鋼國偃, Fir倒性后利下圖庭里鈉,上外型受力圖題肘鋼用堰F?臣受力圖圖5雙壁鋼圍堰內、外壁受力圖（1）靜水壓力計算河床處靜水壓力：1 = h .、= 9 X 10=90KPa刃角頂面靜水壓力：p2h15x 10=150Kpa（2）動水壓力計算V 2P = KH B-y 動水壓力采用2且計算：K一圓形截面取0.8； H水深（m）,此處為9m；v一流速（m/s）,此處為1.73m/s； B一阻水寬度（m）,此處為19.6m；Y一水的容重（kN/m3 ）； g一重力加速度（m/s2 ）。1m寬范圍內的動水壓力

7、：v 22.99P = KH - - B-y = 0.8 義 9 義義 19.6 義 10 = 211 kN2g2x10動水作用在鋼板上平均壓力：p=P/A=211/ （9x19.6） =1.196KPa（3） 土對鋼板產生的壓力計算土壓力采用e kH 計算。kk = tan2（45 -）oa 一主動土壓力系數，2 ,為粘土的內摩擦角20 ；H-土層厚度（m）；y 一土的容重，此處由于土層位于水中，y取土的浮容重9 KN/m3。則土壓力計算如下：,20、e =y h tan2 （45 -） = 9 義 6 義 0.49 = 26.5kN / m2主動土壓力112綜合上述：% = %+ P =

8、9 x 10+1.2=91.2KPap2 = p2 + e1 = 150+26.5=176.5KPap 3 = p 2, = h-y = 9 x 10=90KPa4.3.2 封底混凝土荷載分析封底混凝土在抽完水的工況下承受水壓力為:N = h-y = 15 x 10=150KPa4.3.3 荷載組合情況如下：S強度二1.2 8自重+ 1.4 S水壓力+ 1.4 S 土壓力S強度=1.0 s自重+ 1.0 S水壓力+ 1.0 S 土壓力4.4建立模型計算分析4.4.1 模型單元采用Midas對結構進行空間仿真分析，雙壁鋼圍堰內外壁6mm鋼板采用平面板單 元模擬，豎肋N75X50X6mm的角鋼和桁

9、架N75X75X6mm的角鋼采用梁單元模擬；雙 壁鋼圍堰底部設為三向位移約束；在模型中施加流體壓力荷載模擬水壓和土壓；在圍 堰內抽完水的工況下，鋼圍堰和封底混凝土受力情況均處于最不利狀態，故對此工況 下雙壁鋼圍堰和封底混凝土進行分析計算。4.4.2 操作流程(1)材料屬性定義運行midas civil；點擊新建，打開新建項目；以“鋼圍堰分析”為文件名稱保存; 單位系統選擇KN、mm,其余保持默認值；定義鋼材的材料特性；模型/材料和截面特性/材料/添加；設計類型鋼材；規 范：GB03(S)；數據庫Q235 ；號包群1案型1標有|數據93235CIO： (S)0235C一股材FE哂，等噂性物我取材

10、料坐型西包向同性m村 彈性雌泊松比續附K硒咨亙桐樹砥也對捐巨：&BO3-(S),QE西U/1,-1L；,二r佳目布型有窄1 innno-nrrJ OOOo-OCC1/|-：I阻尼二中口 : C.012二 r ni-金旭昇生七4金W科：4J-i,群力可轉-二市荷苞工:兄- 邦/1府也IX工-1春刁商打工H :i自+ ； 【土壓力： .打帝壓力混賽土彈性模里:冶松比:域膨脹系數:容重:r使用質里港.尊L 2000c OCC利吐謝姬超生N科三計加時|吐日比比機K二生kJ/kNC kJ/m+hrtCLX/n T/;圖6材料屬性定義（2）定義截面和厚度 。模型/材料和截面特性/截面/添加數據庫/用戶截面

11、號1；截面類型（角鋼）選 擇數據庫（GB-YB05），截面（L75*50*6）；名稱：豎肋，偏心：選擇中-上部點擊確才料和鼓百- 1 H?金4 .13L5-會邊及生甘t 會 140-；-隔力特軾+國-力荷戟工,1 0靜力葡口工況2 十國薛打荷苞工3 :一 .一就據摩 L 就據奉 L物據庫J用戶I角詛口用戶 數據庫I&E-TEOE名忸變歷譽面|L 7E：；EO；：3F岸按組合番面從地昌胴蚊據庫中讀出獨據卻指由名稱：而右三J威面名稱：I三i【自至：1I二也力；p之后里tu蘭物立r部面后巨直;二蓬詛二151-圖7定義截面0模型/材料和截面特性/厚度/添加 厚度號：1面內和面外：0.006m點擊適用；

12、厚度號：2面內和面外：0.015m點擊確 認。 rri:rrri0. OLEDM厚度號.G冗,札向外廣面向向“I關閉-*邊畀票件由全支承.40-L春士荷恭田口瑜力用宜工況1 自第：3 口靜力宿敕工袁2 土壓力：3a 薛力莉敕工況3 水施力：1國示符三士斗.圖8定義厚度（3）模型建立Q建立鋼圍堰內壁體結構基本結構殼；輸入/編輯；類型：筒體（如圖所示），R1（8.8m）； R2（8.8m）； H（15m）分割數量：m（120）； l（30）；材料：（1： Q235）；厚度：（1： 0.006）；插入點（0，0，0）；旋轉：各方向取默認值0；原點：選3（0，0，0）；點擊確認。天送里囪手先藉因于危工

13、而用插入|F合并里后節占M在*理.4分以年兀晌 4I =Tir顯亍三點后在確認土正圖9建立壁體白夏王:1我產面瞿1浙用 Amr甘費我士桎卻HJV南#千篇M也拶 gH科盟 G H若盤旦:U書帕值W高堂制右書向1網以#在書* U*君心H2!脂/艮牛拈修早PWtM圖10建模效果建立鋼圍堰橫肋模型單元擴展；擴展類型：節點線單元。材料：（1： Q235）截面：（1：豎肋）（此處材料和截面的選擇可任意，因為后面擴展成板單元后，會刪除現在建立的線單元）；生成形式：旋轉等角度；復制次數（120）；旋轉角度（3）；旋轉軸（z）;選擇z=0.5m高度的任一節點（這里選擇2575號節點），點擊適用V二r額炳i圖11

14、建模效果1Vm元模型單元擴展 擴展類型：線單元平面單元 目標：刪除 材料：（1： Q235）厚度：（2： 0.015）類型：厚板生成形式：旋轉等角度；復制次數（1）；旋轉角度（360）；間距（徑向）：（0.18m） 選擇新建立的個體，點擊適用。（生成最下端的橫肋）。I， 胃口帶元-A 便-K修靖！|副|星廿H，EHN 有3線KST氧恂地艮劃句雷0標b厘曲星針督班9磷5帽皮二笫言力 tVF 士 uJhA15C 小! 圖維 “帶圖12建模效果模型單元復制和移動等間距：（0,0,0.5）；復制次數：（29）；選擇新建立的個體；點擊適用他位置橫肋）（生成其:區 T 口T獨蘇祿至H任由出、回法玷，官酷母

15、兄其F3廣用刃日均幅疝：科Q 圖J：麻三 廣世W麗廠斗 if. R m i F-3 mm &。nnra工幗后建立鋼圍堰豎肋模型單元擴展擴展類型：節點線單元材料：（1： Q235）截面：（1：豎肋）beta：（-90）生成形式：復制和移動復制和移動：等間距（0，0，-0.5）；復制次數：30切換視角到頂面選擇壁體內側最上方的節點；點擊適用。（生成第一根豎肋）=儕 口口甑 R就超P5C PustrWii木近rMS&V匚 空M氈木近|Ff J f 餐 ifl 二口 TOD g i圖14建模效果窗口選擇剛生成的第一根豎肋 模型單元旋轉；形式：復制；旋轉：等角度；復制次數：（119）；旋轉角度：（3）；

16、旋轉軸：（z）； 點擊適用。（生成其余的豎肋）動力度fl-自北iFOlg圖I回州14%圖V 口!IlWLgKJta/=I?些I仃其g記博屏IM 的瓦島|ffixE EM)廣 |的M密ittwp F4tu繞工世筑曲標覆T WL瀚蟾!電袁的霖7：卜工也。，節阿URUC3 - 01 i7ffl| L 為S1 -聲/早相，青宣十口pan 勺如口 1g1*中電同廣出安屬m13 L3 r娟;曜印:|元-白 1M評 不占跳三 無曬*皿融縣展wrpt F-S利田M嫣羊之P!戴方構節點年元 ffll 中fl flit 分析 n* RC Pu由DW 刑 Sil I*圖15建模效果使用“組”命令，雙擊0.0060”

17、厚度將內壁單元選中，拖動內壁結構組至選中部分，創建“內壁”結構組。、，,b 一口 X網圖16建模效果同理，建立鋼圍堰外壁體圖17建模效果使用“組”命令，將外壁單元選中，拖動外壁結構組至選中部分，創建“外壁”結構組。建立水平桁架利用平面選擇，選擇z=0.5m的平面，激活圖18選擇界面切換視角到頂面，模型單元建立單元 單元類型：一般梁/變截面梁 材料：（1： Q235）截面：（1：水平桁架）依次連接圖示節點選擇剛生成水平桁架模型單元旋轉;形式：復制；旋轉：等角度；復制次數：（59）；旋轉角度：（6）；旋轉軸：（z）； 點擊適用 （生成其余的水平桁架）I擊轉單元二.-斯旦節點舷號：煙廠二單元蝴號|E

18、2D03-啟耳父廣移戊：；口%工內r竺鱉= *I.：E.但 士|血!挺宣卜二J ”|心不硒|0，t高所信杓:.I 成三前fU :任 :F，* r一兩點定義的軸土E圖20建模效果盍H I . . 出產三后咤d- 斌三三成 ID5模型單元復制和移動 等間距：（0,0,1）；復制次數：（14）；選擇新建立的水平桁架；點擊適用（生成其他位置水平桁架）移由豆制k ii蟒*r記號節點表格井工網分割e自:二tW芯出X格訕直制ITS 封幻臺工交史分J1黑播XGT.鼬目狽加 由鮑福干由:阿” I4日厘簾I，V 21841W220B2 2；- 國但=A區I煙：噴的廄I J具“掰動后劃芾點二.|三三色三 1:；41

19、.|一i r（L缸n臭制踴助 一年間范ic.如,dj：,口J鵬復審恢救：iF目任堂閏范 方向.用X 廣y $ r任由方向間雷I“陶：5. 3L 4.5. 305 D） 方向向量.F育并左翼節點二二復制法占翩上r在交景點分割單元.運用ta） |美訊|工作面板圖21建模效果（4）添加邊界條件利用平面選擇，選擇z=0的平面，添加底部的邊界條件模型邊界條件一般支撐D-all （開），R-all （開），適用重因 域向 第制圖管,一廠ai 佛二0 -、.避三濁（全印逆他:i仁 UC5irGC5 ：； 騰耀TO顯示國He - 富甌下-華 * S?WtB水平 口口酮 后階性送融成活柳岳St陽1晝示;窗口|審

20、口而苦|圖22添加邊界條件（5）添加荷載考慮三種荷載作用，結構自重、圍堰外壁水壓力荷載和圍堰外壁土壓力荷載。荷載靜力荷載工況，添加自重、土壓力和水壓力。圖23添加荷載荷載自重；荷載工況名稱：自重；自重系數：z(-1)；點擊添加圖24添加自重添加流水壓力（力的單位kN切換為kgf,長度單位為m）選擇“外壁”組，窗口解除選擇z=0-6m,荷載流體壓力荷載荷載工況名稱：水壓力參考高度：（15m）均布壓力荷載：（0）流體容重：（1000）點擊適用晅%I 國叵 I回耳，粵臣值:B豈11的；口鼻口 閘I尸白際濟Q- &瀟造器.至面 FJiJfiHE 甫*提他.- -. ,.1 .-.iT|；l制碑|港擇搐

21、造觸 厘示I 由口 tfnira|u A ME士印士 1人一寸寸,姓告（n 1LHjlIT.?： - 十與二二!- 7 . / -rli! .-VTF+： 11coj是梅節品單元特性邊界西北行皆拮果 PSC Pudir 設計自內 ZH書點呈元g羿伴盾艮tn 費i 二二皿布丁 1;：Wii 占fl FT小彳R曾向考潔正化至即走tfX定井1 吧HSD 丐 w- -1圖25添加流水壓力添加流水壓力（力的單位kgf切換為kN，長度單位為m） 選擇“外壁”組，窗口解除選擇z=6-15m,荷載流體壓力荷載荷載工況名稱：土壓力 參考高度：（6m）均布壓力荷載：（91.2）流體容重：（9） 點擊適用r i丁

22、F -笫哨節點那1元邊界il攤分擊，雷星 PSC Pusher 也討 理甘:；g*w !.上.主工具，ti rfc ,%urf_rG，.vf|xiMii oil_1,1FT1TZE-巖富海一司皿七盤口四幅出帝國C1._ .娛、： ，悔.書.、- % . 回.解注化I rii聲或電匕 UC5/GC5 ESEi.i 強跚”n示lEp己關閉r . 芭1下一個 麗口 ffti-TW*軍 口口則 咕斷B飛 ；BSW9 I靶活St苦口菌口布置7色隹ITI3園國I回加IQR隨1%-舊史= T些I不：1q辱國I F占：軸島 L代皿：iLMrhin yn TlWi I J_圖26添加流土壓力(6)查看結果分析運

23、行分析(F5鍵)荷載組合工況情況如下：圖27荷載組合生成荷載組合文本文件如下:NUMNAMEACTIVELOADCASE(rACTOR) 一T1TFELOADCASE (FACTOR) +L0JJJCA5E (FACTOR)1強度1.200)4相加土壓土（ 1.4口口） +北琉壓力（1.400剛度1.000)+相加土壓力（i.oooJ十水流壓力（1.口口口）圖28荷載組合文本4.4.3分析結果 （1）雙壁鋼圍堰變形（mm）圖29鋼圍堰變形結果最大變形值：f=3.31mm3 L.EflZSbaH ，SD 143e，MM 1,301=4= tCOI 3.口 1跖 3a 81 G.KJS&Se -COl 3X0464= 001 D.roaroa-HM1 口居/川LN ST5/PLT 5TR5與K5 -EFF 芮安1.DDS&5S-H10ZS.Z36Z3A-K101 ?.j21D9c-H10L .40595-41015.4WE2a-H10L 4E75E加 句 01 二臺GQ4aTlCHcSTleMQL一 l,H302