xx大橋3#墩雙壁鋼圍堰封底施工計(jì)算一、封底計(jì)算1、圍堰基本參數(shù)（1）圍堰總面積（m2）A1=44*69.5=3058（2）雙壁隔倉(cāng)面積（m2）A2=44*69.5-40*65.5=438（3）底隔倉(cāng)面積（m2）A3=3*40*4+2*（65.5-3*4）*4=908（4）浮體面積A4=A2+A3=438+908=1346（5）孔位面積A5=3.648^2*3.14/4*40=418.08（6）圍堰內(nèi)面積A6=40*65.5=2620（7）圍堰內(nèi)封底有效面積A7=A6-A5=2620-418.08=2201.92（8）雙壁自重占有面積A8=1050/15/7.85=8.92（9）雙壁填充砼面積A9=A2-A8=438-8.92=429.08（10）底隔倉(cāng)自重占有面積A10=280/5/7.85=7.13（11）底隔倉(cāng)填充砼面積A11=A3-A10=908-7.13=900.872、標(biāo)高參數(shù)底板標(biāo)高封底頂標(biāo)高最低抽水標(biāo)高最高抽水標(biāo)高雙壁防水標(biāo)高最大防水標(biāo)高1．004．0010．0015．0016．0020．503、圍堰封底及承臺(tái)施工參數(shù)圍堰雙壁填充砼高度：4.8m圍堰封底厚度：3m圍堰底隔倉(cāng)填充砼高度：1.5m圍堰底隔倉(cāng)填充砂高度：1.5m承臺(tái)第一次澆筑分層厚度：2m（+10m水位）～3m（+15m水位）4、圍堰抽水抗浮計(jì)算：圍堰抽水抗浮按+15m、+10m水位進(jìn)行檢算，圍堰底板水頭14m，各計(jì)算參數(shù)如下：（1）圍堰總計(jì)算浮力F總（底板處）：F總=（A1-A5）*14=（3058-418.08）*14=36958.88t（+15.0m水位施工)F總’=（A1-A5）*9=（3058-418.08）*9=23759.28t（+10.0m水位施工)（2）圍堰封底砼重量G1（不含底隔倉(cāng)砼）：G1=(A7-A3)*3*2.3=(2201.92-908)*3*2.3=8928t（3）圍堰雙壁填充砼重量G2：G2=A9*4.8*2.3=429.08*4.8*2.3=4737t（4）圍堰底隔倉(cāng)填充砼重量G3：G3=A11*1.5*2.3=900.87*1.5*2.3=3108t圍堰雙壁灌水重量G4：G4=A9*10*1=429.08*10*1=4291t（+15.0m水位按灌滿水施工)G4’=0t（+12.0m以下水位按抽干施工)（7）圍堰自重G5：G5=2800+200-750*/7.85=2904t（扣除底板及龍骨部分浮力）（8）圍堰底隔倉(cāng)填砂重量G6：G6=A11*1.5*1.5=900.87*1.5*1.5=2027t（9）護(hù)筒黏結(jié)力G7：G7=3.644*3.1415*(3-0.2)*12*40=15386t（10）抗浮總穩(wěn)定荷載G8：G8=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=41381t（+15.0m水位施工)G8’=G1+G2+G3+G4’+G5+G6+G7=37091t（+10.0m水位施工)（11）抗浮穩(wěn)定系數(shù)KK=G8/F總=41381/36958.88=1.12（+15.0m水位施工)K’=G8’/F總’=37091/23759.28=1.56（+15.0m水位施工)由以上可知圍堰封底抽水抗浮滿足規(guī)范要求。5、圍堰抽水封底砼內(nèi)力計(jì)算：（1）圍堰內(nèi)封底內(nèi)力：圍堰內(nèi)封底厚3m，考慮不均勻性，取2.8m計(jì)算受力。上、下壓力差P1=(15-1-2.3*3)*10=71Kpa(向上)按雙向簡(jiǎn)支板計(jì)算:M=0.05*71*8.5^2=256.49KnmQ=(8.5^2-3.644^2*3.14/4)*1*71=4389.28Knσ=M/W=256.49/(2.8^2/6)=196Kpaτ=4389.2/(4*8.5-3.644*4+3.644*3.14)/2.8=51Kpa（2）底隔倉(cāng)內(nèi)填充砼內(nèi)力計(jì)算：填充砼厚1.5m，考慮不均勻性，取1.3m計(jì)算受力。填充砼頂按1.5m水計(jì)算。上、下壓力差為P2=(15-1-1.5*2.3-1.5*1)*10=90.5Kpa(向上)按簡(jiǎn)支板計(jì)算：M=0.125*90.5*4^2=181KnmQ=(4*1)*90.5=362Knσ=M/W=181/(1.3^2/6)=643Kpaτ=362/(1.3*1)/2=139Kpa采用C25封底混凝土，其允許應(yīng)力為[σ]=660Kpa，[τ]=990Kpa。+15m抽水時(shí)，底隔倉(cāng)填充砼應(yīng)力較大，考慮到填充隔倉(cāng)面積小，水封混凝土流動(dòng)均勻度易保證，且采用填砂置換，實(shí)際應(yīng)力較計(jì)算值小。施工時(shí)應(yīng)控制好底隔倉(cāng)填充砼高度變化在±10cm范圍內(nèi)。為確保隔倉(cāng)填充砼水壓力向周邊護(hù)筒傳遞，填充砼與隔倉(cāng)板黏結(jié)力應(yīng)滿足要求。根據(jù)上面計(jì)算，計(jì)算剪應(yīng)力超過120Kpa，考慮到隔倉(cāng)板為角鋼加勁結(jié)構(gòu)，混凝土與壁板黏結(jié)效果好，滿足施工要求。6、承臺(tái)施工分層厚度計(jì)算：承臺(tái)施工按不同水位工況下，確定承臺(tái)分層施工厚度。計(jì)算按+10m、+12m及+15m三種水位進(jìn)行檢算，各計(jì)算參數(shù)如下：（1）圍堰總計(jì)算浮力F總（底板處）：F總1=（A1-A5）*（10-1）=（3058-418.08）*（10-1）=23759.28t（+10.0m水位施工)F總2=（A1-A5）*（12-1）=（3058-418.08）*（12-1）=29039.12t（+12.0m水位施工)F總3=（A1-A5）*（15-1）=（3058-418.08）*（15-1）=36958.88t（+15.0m水位施工)（2）圍堰封底砼重量G1（不含底隔倉(cāng)砼）：G1=(A7-A3)*3*2.3=(2201.92-908)*3*2.3=8928t（3）圍堰雙壁填充砼重量G2：G2=A9*4.8*2.3=429.08*4.8*2.3=4737t（4）圍堰底隔倉(cāng)填充砼重量G3：G3=A11*1.5*2.3=900.87*1.5*2.3=3108t圍堰雙壁灌水重量G4：G4=A9*10*1=429.08*10*1=4291t（+15.0m水位按灌滿水施工)G4’=0t（+12.0m以下水位按抽干施工)（7）圍堰自重G5：G5=2800+200-750*/7.85=2904t（扣除底板浮力）（8）圍堰底隔倉(cāng)填砂重量G6：G6=A11*1.5*1.5=900.87*1.5*1.5=2027t（9）護(hù)筒黏結(jié)力G7：G7=3.644*3.1415*(3-0.2)*12*40=15386t（10）承臺(tái)第一次澆筑重量G8：G8=A6*2=2620*2*2.5=13100t（+10m水位按2m厚計(jì)算）G8=A6*2.5=2620*2.5*2.5=16375t（+12m水位按2.5m厚計(jì)算）G8=A6*3=2620*3*2.5=19650t（+15m水位按3m厚計(jì)算）（11）穩(wěn)定總抗力G9：G9=F總1+G7=23759.28+15386=39145t（+10.0m水位施工)G9=F總2+G7=29039.12+15386=44425t（+12.0m水位施工)G9=F總3+G7=36958.88+15386=52345t（+15.0m水位施工)（12）總荷載G10：G10=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G8=34805t（+10.0m水位施工)G10=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G8=38080t（+12.0m水位施工)G10=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G8=45645t（+15.0m水位施工)（13）抗沉穩(wěn)定系數(shù)KK1=G11/G10=39145/34805=1.12（+10.0m水位施工)K2=G11/G10=44425/38080=1.17（+12.0m水位施工)K3=G11/G10=52345/45645=1.15（+15.0m水位施工)由以上可知承臺(tái)施工圍堰封底滿足抗沉施工要求。7、承臺(tái)施工封底內(nèi)力計(jì)算：在+10m、+12m及+15m三種水位下進(jìn)行承臺(tái)施工，承臺(tái)分層施工厚度分別為2m、2.5m及3m。（1）圍堰內(nèi)封底計(jì)計(jì)算各工況下圍堰封封底上、下下壓力差為為：P3=(10--1-2..3*3--2.5**2)*110=-229Kpaa(向下，+10m水位)P4=(12--1-2..3*3--2.5**2.5))*10==-21..5Kpaa(向下，+12m水位)P5=(15--1-2..3*3--2.5**3)*110=-44Kpa((向下，+15m水位)以上工況封底上上下壓力差差均小于最最大抽水工工況P1=771Kpaa，由此可可知封底內(nèi)內(nèi)力滿足施施工要求。（2）底隔倉(cāng)內(nèi)填充充砼內(nèi)力計(jì)計(jì)算：各工況下填充砼砼上、下壓壓力差為：：P6=(10--1-2..3*1..5-1..5*1..5-2..5*2))*10=-117Kpaa(向下，+10m水位)P7=(12--1-2..3*1..5-1..5*1..5-2..5*2..5)*110=-9.55Kpa((向下，+12m水位)P8=(15--1-2..3*1..5-1..5*1..5-2..5*3))*10=8KKpa(向上，+15m水位)以上工況封底上上下壓力差差均遠(yuǎn)小于于最大抽水水工況P1=990.5KKpa，由此可可知封底內(nèi)內(nèi)力滿足施施工要求。8、封底周邊壁板板黏結(jié)力；；為確保圍堰抽水水安全，封封底與雙壁壁側(cè)板間黏黏結(jié)力應(yīng)滿滿足規(guī)范要要求。為安安全起見，忽忽略底隔倉(cāng)倉(cāng)的集中傳傳遞效應(yīng)，按按黏結(jié)力平平均傳遞側(cè)側(cè)板、內(nèi)支支架、上導(dǎo)導(dǎo)環(huán)等自重重及填充砼砼和灌水重重量荷載。圍堰部分按18850t計(jì)算，填填充砼重47377t，施工荷荷載按200t，分三種種水位分別別計(jì)算如下下：p9=（18550+47737+2200-((10-11)*4338）/（65.55+40）/2/22.8*110=488Kpap10=（18850+44737++200--(12--1)*4438）/（65.55+40）/2/22.8*110=333Kpap11=（18850+44737++200++10*4429.008-(112-1))*4388）/（65.55+40）/2/22.8*110=1006Kpaa黏結(jié)力小于1220Kpaa，考慮到到壁板內(nèi)側(cè)側(cè)設(shè)置抗剪剪連接件，雙雙壁荷載能能夠安全的的傳遞至封封底砼上，確確保圍堰抗抗浮安全。二、圍堰壁板及及水平環(huán)結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）圍堰雙壁板圍堰雙雙壁板采用用δ6mm，L75**50*66mm角鋼加勁勁。加勁肋肋豎向布置置，最大間間距350mmm，跨度1m。考慮50倍δ6mm參與共同同受力，其其截面特性性為：A=225.266cm2I=190cmm4W==30cmm4加勁肋肋允許最大大水頭為:1/10*0..35*hh*1^22=30**1.7//100h=30*1.7**10/1100/00.35//1^2==14.66m(加勁肋按Mmaxx=1/110ql^^2計(jì)算)雙壁板板允許最大大水頭為:1/16*1**h*0..35^22=1/66*0.0006^22*1.77*100000h=0.0066^2*11.7*1100000*16//6*/0.35^2==13.33m故雙壁板允許水水頭為13m左右。（2）圍堰雙壁中段底底板圍堰雙壁部分中中間段底板板采用δ6mm，L75**50*66mm角鋼加勁勁。加勁肋肋布置最大大間距400mmm，跨度1m。考慮50倍δ6mm參與共同同受力，其其截面特性性同雙壁側(cè)側(cè)板：A=25.266cm2I=190cmm4WW=30ccm4加勁肋肋允許最大大水頭為:1/10*0..40*hh*1^22=30**1.7//100h=30*1..7*100/1000/0.440/1^^2=122.75mm雙壁板板允許最大大水頭為:1/16*1**h*0..40^22=1/66*0.0006^22*1.77*100000h=0.0066^2*11.7*1100000*16//6*/00.4^22=10..2m故雙壁中段底板板允許水頭頭為10m左右。（3）圍堰雙壁四角角底板圍堰雙壁部分四四角底板采采用δ6mm，L75**75*66mm角鋼加勁勁。加勁肋肋布置最大大間距240mmm，跨度1.755m。考慮50倍δ6mm參與共同同受力，其其截面特性性為：A=35.6ccm2I=204cmm4W==40cmm4加加勁肋允許許最大水頭頭為:1/10*0..24*h**1.755^2=40*1..7/1000h=40*1..7*100/1000/0.224/1.755^2=9.25m雙雙壁板允許許最大水頭頭為:1/16*1**h*0..24^2==1/6**0.0006^2**1.7**100000h=0.0066^2*11.7*1100000*16//6*/00.24^2=228.3mm故雙壁四角底板板允許水頭頭為9m左右。（4）底隔倉(cāng)底板、側(cè)側(cè)板底隔倉(cāng)底板、側(cè)側(cè)板荷載較較小，內(nèi)力力均不控制制。（5）雙壁環(huán)向結(jié)構(gòu)構(gòu)雙壁環(huán)向采用LL200**125**12+LL100**10和L1800*1100*10++L1000*8兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)，其中圍圍堰四角部部分采用[14加強(qiáng)大水平平環(huán)，L75**8角鋼加強(qiáng)強(qiáng)斜撐。①大水平環(huán)及加強(qiáng)強(qiáng)結(jié)構(gòu)截面面特性為：：A1=61.86ccm2A2==80.114cm2I1=41877cm4II2=91126cmm4W11=3944cm4WW2=4443cm4按+18.5m水水位計(jì)算，最最大水頭控控制在13m內(nèi)。圍堰外壁壁板承受2.5m水頭,內(nèi)壁板承承受10.55m水頭（按按灌滿水計(jì)計(jì)算）。采采用程序計(jì)計(jì)算得：M1=4.2TTmNN1=266tQQ1=100.7tσ1=M11/W1++N1/AA1=4220/3994*1000+266/61..86*1100=1149Mppaτ1=100.7/((20*11.4)*1..2*1000=466MpaM2=5..6tmN2==30.88tQQ2=111.1tσ2=M2/W22+N2//A2=5560/4443*1100+330.8//80.114*1000=1665Mpaaτ2=111.1/((20*11.4+114*0..6)*11.2*1100=337Mpaa②L100*100大斜撐受力力斜撐截面特性如如下：A3=19.26cm2i=1.96cmmL=229.447cmλ=L/i=2229.477/1.996=117查表可得φ==0.455η=0.6+0..00155λ=0.66+0.00015**121==0.788σ3=N3/A33/φ/η=9/119.266*1000/0.445/0..78=1133Mppa(壓應(yīng)力)③L100*100+L755*75**8加強(qiáng)斜撐撐截面特性性如下:A4=30.776cm2i=3.27ccmL=229.447cmλ=L/i=2229.477/3.227=700查表可得φ==0.755σ4=N4/A44/φ=18..5/300.76**100//0.755=80Mpaa(壓應(yīng)力)隔倉(cāng)板旁受拉大大斜撐（L1000*10）應(yīng)力均在140MMPa以下,滿足規(guī)范范要求。④小水平環(huán)結(jié)構(gòu)截截面特性為為：A5=46.332cm2I5=26466cm4W5==247cm4根據(jù)圍堰結(jié)構(gòu)布布置和程序序計(jì)算，小水平環(huán)環(huán)板在浮運(yùn)運(yùn)工況受力力控制。圍堰自重重吃水深度度為6.55m，考慮一一定施工荷荷載及施工工需要，雙雙壁按7.2m水頭擠壓壓進(jìn)行檢算算。采用程程序計(jì)算得得：M5=2.76TmN5=3.5tQ5=6.9tσ5=M1/W1++N1/AA1=2776/2447*1000+3..5/466.32**100==119MMpaτ5=6.9/(188*1)**1.2**100==46Mppa⑤L100*8小小斜撐受力力小斜撐截面特性如如下：A6=15.64ccm2i=1.98ccmL=229.447cmλ=L/i=2229.477/1.998=116查表可得φ==0.466η=0.6+0..00155λ=0.66+0.00015**121==0.777σ6=N6/A6//φ/η=9.5/15.664*1000/0..46/0.777=1711Mpa(壓應(yīng)力)⑥L100*8++L75**75*88加強(qiáng)小斜斜撐截面特特性如下:A7=27.114cm2i=3.29ccmL=229.447cmλ=L/i=2229.477/3.229=700查表可得φ==0.755σ7=N7/A77/φ=12..5/277.14**100//0.755=61MMpa(壓應(yīng)力)由此可知圍堰在在下沉工況況，受小水水平斜撐桿桿壓桿穩(wěn)定定影響，雙雙壁最大水水頭控制7.2m以內(nèi)。圍堰外水位超過過+18..5m水位，在在圍堰內(nèi)倒倒灌3m水平衡圍圍堰內(nèi)外水水頭差（此此時(shí)第一次次承臺(tái)混凝凝土已經(jīng)施施工）。水水位在+19..5～+20..5m時(shí),可在圍堰堰四個(gè)角隔隔倉(cāng)加高1m后澆填充充砼，其它它結(jié)構(gòu)均滿滿足規(guī)范要要求。三、圍堰各倉(cāng)板板及內(nèi)支架架結(jié)構(gòu)計(jì)算算圍堰按+18..5m及+20..5m水位位檢算圍堰堰雙壁隔板板及內(nèi)支架架結(jié)構(gòu)，采采用平面梁梁?jiǎn)卧Ｐ托图翱臻g模模型分別進(jìn)進(jìn)行檢算，檢檢算分封底底和抽水兩兩種工況進(jìn)進(jìn)行。1、封底圍堰內(nèi)支支架計(jì)算：：封底厚度取3mm，封底按按先后順序序進(jìn)行，第第一次施工工圍堰內(nèi)封封底部分，待待封底砼達(dá)達(dá)到強(qiáng)度要要求后，進(jìn)進(jìn)行雙壁填填充砼的施施工，以減減小邊樁護(hù)護(hù)筒支承反反力，確保保圍堰內(nèi)支支架及吊桿桿結(jié)構(gòu)受力力安全。整整個(gè)封底過過程中，雙雙壁保證內(nèi)內(nèi)外有4m水頭差，以以克服圍堰堰相應(yīng)重量量。圍堰外外水位變化化時(shí)，雙壁壁采用抽、灌灌水調(diào)節(jié)。雙壁、內(nèi)支架重量按截面換算計(jì)入，其它荷載均按均布荷載作用于圍堰底板龍骨上。（1）底板、導(dǎo)環(huán)及底底隔倉(cāng)重量量：q1=（4755+2755）*（6.855/7.885）/（38.55X16++64*110)=00.52111t/m（2）封底砼重:q2=（65..5X400-3.664^2XXPI())/4X440)X33X1.33/(644X(8++1.422)+388.5X((14+11.42)))X1..1=7.9111t/mm(普通封底底處)（3）底隔倉(cāng)邊封底底砼重：q3=q2-11.5*11.3*22=7.9911-33.9=44.0111t/m①底隔倉(cāng)側(cè)板內(nèi)力力為:M隔=92tmN隔=2tQ隔=42ttA隔=428cm22I隔=1400000000cm44W隔=560000cmm3σ隔=M隔/W隔+N隔/A隔=9200/5560000*1000+2/4428*1100=117Mpaaτ隔=Q隔/A隔*1.5=422/4288*1.55*1000=15MMpa②支架上弦桿受力力為:M上=20tmN上=15ttQ上=20ttA上=166.1ccm2I上=370000cmm4W上=18550cm33σ上=M上/W上+N上/A上=2000/11850**100++15/1166.11*1000=1177Mpaτ上=20/(40**1.255*2)**1.155*1000=23MMpa③其它結(jié)構(gòu)應(yīng)力均均在規(guī)范允允許范圍內(nèi)內(nèi)。④各墩支承反力：：不考慮雙雙壁填充砼砼施工荷載載時(shí)，各墩墩支承反力力如下（單單位：t）：1#2#3#4#5#6#7#8#1301681801751751801681309#10#11#12#13#14#15#16#19525326526226226525319517#18#19#20#21#22#23#24#23531531030830831031523524#～40##樁反力與與上表相應(yīng)應(yīng)對(duì)稱樁對(duì)對(duì)應(yīng)。邊樁樁因雙壁填填充砼后澆澆，且考慮慮4m水頭浮浮力，計(jì)算算荷載反力力較小，為為確保安全全，相應(yīng)掛掛樁牛腿設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有有一定安全全儲(chǔ)備，滿滿足二次填填充砼施工工需要。雙壁填充混凝土土施工時(shí)，荷荷載大部分分通過圍堰堰3m封底砼與與雙壁側(cè)板板間黏結(jié)力力傳遞至鋼鋼護(hù)筒上，支支架受力不不控制。填填充過程中中內(nèi)外壁板板應(yīng)盡量保保持4m左右水頭頭差，在填填充砼施工工過程中雙雙壁相應(yīng)排排水，任何何情況下內(nèi)內(nèi)壁水位不不得超過江江面，以確確保結(jié)構(gòu)安安全。2、圍堰抽水雙壁壁及內(nèi)支架架計(jì)算：采用