文档介绍：深水高桩承台钢吊箱设计计算书
一、工程概述
主线桥66#、70#、79#右幅、80#、81#、85#~88#墩均为深水基础高桩承台,材料为C40海工混凝土,封底混凝土为C20。承台底标高为+,×7×××,如下图所示:
桥位处于伶仃洋,一个太阳日内出现两次高潮两次低潮,日潮不等现象显著。月内有朔、望大潮和上、下弦小潮,约15天一周期。~,。主线桥海上段设计高潮位为+,设计低潮位为-。
上述墩位处在深水区域,海底标高为-~-,地层主要为淤泥、亚粘土、粗砂和岩层,详细地质资料详见地勘资料。
二、设计依据
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86);
《建筑结构设计综合手册》;
《公路桥涵施工技术规范》
《钢结构设计规范》
《海港水文规范》
三、钢吊箱设计
承台底面标高高出净水面,且海水较深,拟采用有底钢吊箱施工承台。根据设计文件要求,承台混凝土浇注完毕后,须进行防腐涂装,因此钢吊箱设计时四边尺寸必须要超出承台实际尺寸(现考虑预留1m),为后期涂装留有足够施工空间。承台混凝土浇筑需准备一套模板,混凝土一次浇筑成型,整个钢吊箱只是起围护止水的作用。两种类型承台尺寸接近且其所处的地理水文环境类似,考虑共用同一类型尺寸钢吊箱,按大尺寸承台设计,钢吊箱侧壁模板和底篮总重量为56吨。
,侧模板高度为6m,,面板采用6mm钢板,竖肋采用槽18a,,水平肋采用槽14a,,圈
梁采用双肢槽20a。只在模板顶口布置一层内支撑,材料选取φ450钢管。底篮采用型钢模板和“井”字型承重工钢梁作为封底混凝土浇筑时的主要受力构件。布置图如下所示:
-1
-2
侧壁模板主要是起围护止水的作用,当封底混凝土达到强度并抽水完成时,钢吊箱内外水头差最大,为最不利工况。
侧壁模板承受水平向荷载,按照设计规范,水平力=静水压力+流水压力+波浪力+其它。
(1)净水压力
净水压力呈线性分布作用在侧壁模板上,设计高潮位其值为0,最大水压从封底混凝土顶面考虑,F净水=(-)×10=。
(2)流水压力
式中:F流水——钢吊箱所受的水流作用力,kN;
ξ1——挡水形状系数,,;
γ1——水的容重,10kN/m3;
A——钢吊箱入水部分在垂直于水流方向上的平面投影,取1m2计算。
V——水的流速,按照广深桥梁设计文件说明,V=;
g——重力加速度,g=。
流水压力较小,为简化计算,按等代均布荷载在设计高潮位范围内布置。
(3)波浪力
根据广深桥梁设计文件说明,互通海上段(1号计算点位)50年一遇波浪参数如下:
频率F:H1%
波高H:
周期T:
波长L:
平均水深d:
海底坡度i:1/80(读海底地形图参数)
首先考虑波浪类型,模板按直墙考虑,底部基础看做暗基床,
,<2×=,i=1/80<1/10
根据《海港水文规范》的规定,波浪属于远破波。波浪力计算简图如下:
-1
从图中可以看出,波峰处波浪力为0,在净水面波浪力最大,Ps=γK1K2H。
,代入公式计算得:
Ps=γK1K2H
=10×××= kN/m2
此处考虑净水面为标高+,以下高度为封底混凝土,忽略波浪力的作用效应。因此波浪力按照线性变化布置在侧壁模板上。
(4)其它力
其它力主要考虑风荷载的作用,查设计规范,深圳沿海基本风压为F风= kN/m2,作用在设计高潮位标高以上的侧壁模板上。
面板厚度6mm,×,按照四边简支板模型计算,选取封底混凝土顶部最大荷载组合进行验算。
=,查《建筑结构设计综合手册》,,
F净水+ F流水=+=< F波浪力=
因此面板上的均布压力取波浪力,q= kN/m2
平