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承台施工方案及计算书

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樟林大桥水下承台施工方案
一、 工程概况
莆田市华林经济开发区樟林大桥工程位于莆田市城厢区华亭镇下花村与樟林村之间, 路线全长1060m, 工程包括全长848m的樟林大桥及两岸桥头212m的引道路基。樟林大桥的建成将对连接木兰溪南北两岸的交通产生积极的意义。
本工程施工区桥址岸上地势较为平坦, 地表标高在2.16～13.05m, 地貌上属于剥蚀残丘—山前冲洪积—滨海相淤积平原过渡地段地貌单元。
桥址横跨木兰溪, 河面宽约220m, 水深约4～6m, 为常年流水性河道平、 枯水季节河水流速较为缓慢, 河岸两侧未进行临时性砌坡护岸, 河岸地面高程介于7.28～9.48m( 黄海高程) , 高出河面平均水位标高约为1.50～3.50m, 河底地形一般起伏不大, 河底面高程一般为2.5～4.5m。地貌上属于木兰溪一级阶地地貌单元。
二、 机械设备
名称
规格
数量
吸泥机

２台
履带吊
3５t
2台
救生艇
8t
1
柴油发电机
120KW
1台
水泵
100m2
5台
电动空压机
4L-20/8
2台
电动卷扬机
8t-10t
2台
交、 直流电焊机
500A
8台
磁力钻
ZLC-23
1台
导链
20T
18套
三、 劳动力组织
装吊工10人; 电焊工12人; 潜水员2人; 钳工3人; 普工18人, 合计45人。
四、 时间计划
单个承台时间计划: 拆除工作平台7天; 套箱拼装、 下沉、 定位7天; 水下砼封底3天; 封底砼育龄期7天; 抽水及焊接支撑8天; 切割钢护筒、 破桩头及检桩10天; 承台钢筋7天; 承台砼1天; 合计50天。
五、 施工方案
( 一) 钢套箱作用、 几何尺寸
①钢套箱作用:
钢套箱作用是为了实现承台的干施工, 其侧板为浇筑封底砼及承台砼的侧模, 同时钢套箱顶面也作为砼浇筑的操作面。
根据承台施工作业时段的水文特征及施工工艺要求, 拟定抽水水位为+8.5m, 水位达到+9.0m时即停止施工。
②钢套箱结构图附后。
( 二) 施工工艺流程
钢套箱施工工艺流程图如下:

钢套箱施工工艺流程图

测量孔位
钢套箱设计

分块制作

搭设工作平台
检测护筒外围

分节拼装

钻孔平台拆除

内支撑焊接

钢护筒割除

钢套箱吊安下水

入水自沉

锚石定位钢套箱

套箱定位固定

( 三) 钢套箱设计
1、 钢吊箱设计条件:
承压水头分析:
a、 悬浮下沉阶段: 此时段受水侧压力较小。
b、 封底砼施工阶段: 此时段水位差较小, 受水侧压力较小。
c、 抽水阶段: 此时段钢套侧压力最大, 作为侧壁结构设计的依据。验算此工况按６m水位压力差验算, 拟定抽水水位为+8.５m。
2、 施工要求:
设计需考虑各方面因素, 为此分两节设计。
钢套箱内部布置两层内支撑。
3、 工况验算及结果
钢套箱计算分钢套箱吊装阶段、 浇注封底砼阶段、 钢吊箱抽水阶段三种工况进行。
钢套箱吊装阶段及浇筑砼阶段此两阶段一是自身沉重, 设计时满足要求, 二是侧壁所承受的内外水头差所产生的水压力较小, 因此此两阶段不作为钢套箱本身和钢套箱侧壁结构的最不利荷载阶段, 可不必验算。
而钢套箱在浇注封底砼后, 即抽水阶段。此阶段作为钢套箱侧壁结构设计的控制状态。
( 四) 钢套箱施工测量
1.钢护筒中心坐标、 倾斜方向及倾斜度测定
①钢护筒中心坐标测定: 实测各墩桩位坐标。
②钢护筒倾斜度, 倾斜方向测定:
采用垂球法或水平尺靠护筒测得。
③中心坐标、 倾斜方向及倾斜度精确分析:
根据所实测的护筒中心坐标和测得的倾斜方向及倾斜度求得钢套箱封底砼底处护筒中心坐标。
２.钢套箱就位及检查
利用锥形导向装置套入护筒后, 测量人员严格检查套箱侧板的平面位置和垂直度, 如不满足要求, 应重新定位, 以保证钢套箱顺利下沉。
( 五) 钢套箱施工
１． 钢套箱施工前准备工作
①利用吸泥机将封底混凝土底标高以上的泥和卵石等清理出去。
②钻孔平台拆除及工作平台的搭设:
２． 钢吊箱加工及运输
①钢吊箱加工制作, 经检查合格后, 分块分批, 运输到浮吊吊钩位置下方, 进行刚性拼装。
②验收标准:
平面尺寸误差: ≤±5cm, 内孔尺寸误差: ≤±3cm
对角线误差: ≤±10cm, 底板预留孔误差: ≤±1cm
③运输:
钢套箱加工完成后, 先在岸上进行预拼装, 检查螺栓孔位置是否正确、 防水胶垫是否漏水、 几何尺寸是否满足要求, 检验合格后, 拆开钢套箱, 分批分块运输到吊车吊钩下方进行刚性拼装。每个钢套箱分5片分别吊装, 岸上采用25吨吊车吊上平板车, 再运到墩位置后采用３５吨履带吊进行拼装。
钢套箱拼装下沉
a、 准备工作
①拼装前清除原钻孔平台所有物资, 割除原钢护筒上的牛腿, 每个护筒制作一个三角形导向架。
②在水面以上适当位置(根据施工时水位确定)每个钢护筒外侧水平线上各安装一个牛腿。此牛腿主要用于钢吊箱水上拼装支撑用。
③钢吊箱四周与钢护筒对应位置各设置一个平面固定环, 以便钢套箱分片水上组拼时临时固定钢套箱。
b、 拼装
①用吊车分片两点起吊钢套箱四周面板, 每块面板采用平面固定环临时固定在钢套箱上, 临时固定环与钢套箱的连接长短可连接, 所有面板调整到位后再固定。
②钢套箱全部拼装完成后, 焊接钢套箱内第二层内支撑, 同时在每个钢护筒顶面以下10厘米内外侧各焊一个牛腿, 内外侧牛腿均用20T导链与钢套箱底横梁连接, 外侧倒链主要防止钢套箱变形和下沉, 内侧导链主要用于套箱下沉, 同时采用4个20T导链分别吊于4根小钢管桩相应部位, 上游和下游采用φ21.5钢丝绳分别作为下拉缆和斜拉缆。
③钢套箱面板与面板接触面均需安装防水胶垫, 严禁钢套箱漏水。
c、 钢套箱下沉
①钢套箱组拼对拉完后, 同时缓慢拉动20T导链, 上提钢套箱使其悬空, 同时割除钢套箱底下牛腿, 然后缓慢拉动20T导链使钢套箱下沉, 因上游水流影响, 钢套箱入水后在水流作用下钢吊箱底与护筒紧密迭合, 影响钢套箱下沉, 因此在上游迎水位置设置钢丝绳作下拉缆, 利用2个10T葫芦调整下拉缆, 钢套箱迎水面采用δ=20mm钢板焊接吊耳。
②钢套箱下沉就位后, 带紧20T导链, 立即施焊钢套箱的一层内支撑并与钢护筒焊接固定, 以稳定钢套箱, 始终保持钢套箱在封底砼完成前不因水位的上涨而上浮。
③钢套箱第一层内支撑与钢护筒形成整体后, 由潜水员入水拆除20T导链。钢套箱利用第一层内支撑悬挂于钢护筒上。
( 六) 水下封底混凝土施工
钢套箱下沉到位后, 需进行水下封底砼施工, 为了保证按期完成封底施工, 确定了”泵送砼, 分舱开灌, 一次到位”的施工工艺, 准备工作如下:
1、 水下封底施工工艺
①封底砼的选择:
本桥中采用的封底C20砼可选用钻孔桩水下砼, 坍落度为18-22cm, 7天强度达到30Mpa, 实际封底施工时, 混凝土各项性能指标均应满足要求, 封底7天后抽水。
②分舱方式、 施工平台、 导管和料斗、 砼输送方式的选择:
a、 封底砼施工分舱: 钢套箱按井字形分9个舱。
b、 施工平台: 选用第一层内支撑作为封底砼施工平台。
c、 导管: 选用δ=6mm的钢板卷制而成内径ф3００mm的导管, 法兰盘连接。
d、 料斗: 采用1m3左右料斗。
e、 砼输送方式: 采用2台砼输送车水平输送, 由三一泵( 60 m3/h) 直接输送到封底现场。
③封底砼浇筑顺序与工艺:
封底砼浇筑采用先护筒舱, 对称浇筑, 一次一舱及时补料的原则, 一般浇筑分封底( 首灌) 阶段, 正常浇筑阶段, 结束阶段。
2、 封底施工
①施工准备:
钢套箱下沉到位并固定后, 即可进行浇筑平台的搭设, 平台由10×10cm方木和竹排组成, 它支承于第一层内支撑上, 完成导管料斗和导管夹具以及输送泵和泵管就位, 接通电源试泵, ３５T履带吊吊就位于钢吊箱范围内负责导管首灌拔塞及导管提升和拆除。
②人员组织:
根据工艺特点设立了搅拌工段, 负责砼生产和运输; 设立泵送工段, 及时处理因堵管而需拆管、 接管及提管, 保证砼连续灌注; 测量人员负责封底砼顶标高控制; 设立指挥中心, 由指挥中心统一指挥封底施工的各项工序作业。
③封底施工:
封底施工开始后, 输送泵连续向料斗泵送砼, 待料斗满时, 指挥人员下达拔塞指令, 砼经导管流向一个舱, 待首灌成功, 连续向舱供料, 直至设计标高, 提升导管, 同样进行其它各舱封底, 直至全部完成。每个舱首灌前, 测量人员对该舱导管进行测量, 保证开灌时导管底口距套箱底15cm。
( 七) 承台施工
承台施工工艺流程图附后。
1、 钢套箱内抽水
封底砼浇筑完成后7天开始抽水, 用清水泵( 扬程20m, 流量100 m3/h) 同时抽水, 水位每下降1m, 停抽30min, 检查套箱有无异常情况。
2、 清渣, 割护筒及凿桩头
箱内水抽完后, 检查套箱漏水情况, 并及时堵漏, 着手进行高于承台的砼清除, 待完成后, 割除设计桩顶标高处以上钢护筒, 倒运上岸, 进行桩头凿除工作。
3、 承台钢筋、 预埋件
承台钢筋工作量较大, 钢套箱不大且箱内有支撑系统因此给承台钢筋绑扎带来一定麻烦。
承台钢筋绑扎完后, 预埋以上工序结构物的钢筋和加固模板的预埋件。
4、 承台砼浇筑
①承台砼配比及要求:
承台砼采用的砼应由商混拌合站试验室严格设计其配合比, 并要求和易性、 可靠性达到施工要求, 坍落度18-22cm, 初凝时间4-5h。
②承台砼浇筑顺序:
考虑到钢套箱受力, 浇筑时从中间开始, 往四周扩散, 然后又按顺序回来, 力求钢套箱均匀受力, 浇筑过程中用插入式振捣棒振捣, 振捣点呈梅花形布置。
③承台砼浇筑:
采用泵输送, 分两次浇筑。
④承台砼散热及养护:
由于承台浇筑是无水作业, 承台砼散热成为主要问题, 砼配合比设计时采用矿渣水泥, 以减少水化热。
根据经验, 大致积混凝土内外温差控制在25℃以内, 可避免混凝土出现温度收缩裂缝, 为此拟采取”内排外保”的措施:
a、 ”内排”: 尽快排出混凝土内部热量, 降低混凝土内部温度。在混凝土浇注以前, 预先在混凝土内按设计要求布置钢管作散热管。混凝土灌注中和灌注后每隔2h换冷水循环散热一次, 可降低混凝土内部温度5～8℃, 待混凝土内外温差降至25℃以下可停止换水, 混凝土达28天后用同标号混凝土将散热管灌实。
b、 ”外保”: 在混凝土表面采取保温措施, 控制混凝土内外温差及表面与空气温差, 避免出现深层裂纹和表面裂纹。
冷却水管布置图见设计图。
( 八) 安全保证措施
( 1) 配足通讯工具, 确保统一指挥。进入施工现场人员, 按规定配带好安全防护用品, 遵章守纪, 听从指挥。
( 2) 在通航的江河上进行施工前, 与当地航政部门联系, 商定有关航运和施工的安全事项, 并通报有关单位, 在航道上按规定设置航标进行导航。
( 3) 因此施工人员必须配戴安全帽, 水上作业必须穿戴救生衣。
( ４) 当出现六级以上大风时, 停止工作, 如确有需要继续作业时, 采取有效措施。
( ５) 水上作业人员必须穿好救生衣, 并站在适当位置, 以防落水。
( ６) 施工中需要封航时, 必须与航务部门联系, 在航道上做好封航标志, 办理封航手续并通知相关单位。
( ７) 由于潜水作业较多, 墩位上下游各1200米范围内设置明显标志, 标明潜水作业时间, 请当地居民在此期间内不要到河面上炸鱼, 确保潜水员安全。有潜水作业时, 要派出防护人员上下游进行防护。
( ８) 由于水上焊接作业较多, 电缆电线必须经常检查, 避免漏电。施工用电设备实行一机一闸一漏一箱。漏电保护装置与设备相匹配。
( ９) 从事作业人员, 定期进行体格检查, 不适宜作业的人员, 不得从事此项工作。作业人员必须戴安全带, 穿防滑鞋。不得穿拖鞋、 高跟鞋、 硬底鞋、 易滑鞋和裙子上班进入施工现场。
( 1０) 根据具体情况使用符合要求的脚手架、 脚手板、 吊架、 梯子、 跳板、 安全带等, 按安全有关规定在高空、 临空处、 水上作业平台设置栏杆或安全网等安全设施。悬挂的梯子挂在牢固处, 挂钩与承载结构物捆绑牢靠。
( 1１) 在水上作业平台上作业, 原则上不进行双层作业, 无法避免时, 上下交替施工, 设置隔离措施, 并设专人进行防护。上层不停止时, 下层不准进入现场; 下层人员没有完全撤出时, 上层不准施工, 以确保人身安全。高处作业佩带工具袋, 小型材料放入袋内, 较大的工具用绳拴好, 不得随便乱放, 防止落下伤人。
( 1２) 夜间进行作业时, 必须在现场有足够的照明设备, 在危险地带等处设有明显的标志。
( 1３) 危险地点悬挂按照《安全色》和《安全标志》规定的标牌, 夜间有人经过的坑、 洞、 施工作业危险地带设红灯示警。严禁无关人员随意出入现场。
( 1４) 起吊重物时, 起落速度应均匀, 动作要平稳, 禁止忽快忽慢, 不准紧急制动。放置吊运的重物时, 要注意地面的平整, 防止斜歪倾倒。
六、 围堰计算书
( 一) 本设计计算书适用于樟林大桥主桥S1#、 N1# 承台围堰。
1．围堰形成选定:
依据设计图纸, 主墩S1#、 N1# 河底标高分别为2.55 m和3.45m, 而承台封底砼厚度为1m, 且承台底标高( 含1m封底砼) 为1.5m。因此选用无底钢围堰, 围堰侧模兼做承台模板。
2、 围堰设计原则:
依据项目部现有材料, 结合承台棱角为弧形, 因此套和模板要分块制作, 块与块之间经过螺栓连接。
套箱模板采用S=5mm钢板; 横肋采用[10槽钢; 加劲肋采用80×8mm钢板, 纵肋采用2[20槽钢; 内支撑选用2I20b工字钢作内圈梁, 型号为I40b工字钢作内支撑杆。
围堰结构布置详见”围堰设计图”.
( 二) 设计依据
1、 《公路桥涵设计通用规范》 ( JTQD60— )
2、 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 ( JTJ025—86)
3、 《钢结构设计规范》( GB50017— )
4、 《简明施工计算手册》第二版
5、 《路桥施工计算手册》
6、 《樟林大桥施工图》
( 三) 计算工况及计算荷载组合.
计算横板侧压力, 分三种情况计算套钢模板侧压力。
第一种工况: 围堰下沉到位, 水下灌注封底砼, 此时围堰内外水面高度一致, 内外水压平衡, 围堰承受1m砼的侧压力。
第二种工况: 封底砼达到设计强度要求, 抽出围堰内水, 围堰承受最高静水压力及流水压力。
第三种工况: 借助承台砼, 此时围堰承受外侧静水压力, 流水压力及新浇砼的压力。
1.计算第一种工况:
封底砼对围堰的侧压力
根据砼对围堰横板的侧压力公式Pm=k×r×hm进行计算。(路桥施工计算手册第173页)其中: ①当V／T≤0.035时, hm=0.22+24.9×V／T( V—砼浇筑时速度取0.2m／h ; T—砼入模时的温度取20°C

② 则hm=0.22+24.9×0.2／20=0.47m
K取1.2, r取24KN／m3 故 Pm =k×r×hm
=1.2×24KN／m3×0.47m
=13.54 KN／m3=13.54KPa
查若倾倒砼容量大于0.8 m3的运输器具倾倒时取砼冲击力6 KPa, 则侧压力PM1=Pm×P冲=6+13.54=19.54 KPa
由于水下封底砼灌注时, 水压力由外平衡, 故只考虑砼侧压力PM1=19.54 KPa。为了安全起见, 采用对拉螺杆措施, 防止胀模。
2.计算第二种工况:
本桥位处最高水位为8.5m则:
①静水压力P静=r×h=10×6=60 KPa
( r— 水的比重10 KN／m3, h=8.5－2.5=6m )
② 流水压力: FW=KAρV2／2g( 其中ρ—水的 重力密度, 取10 KN／m3; V流水速度, 取2m／s; A—围堰阻水面积, 取1×1＝1m2 ; g—重力加速度, 取9.8m／g2; K是形状系数, 取k=1.5 ) 则FW=1.5×1×10×22／2×9.8=3.1 KPa
③因此静水压力和流水压力如图所示:

3、 计算第三种工况:
①若不考虑砼浇筑过程对围堰侧压力影响, 只考虑水压力, 则最大水压力为Pmax=63.1 KPa
②若外侧无水压力, 依据《公路桥涵施工技术规范》, 荷载组合砼侧压力＋倾倒砼侧压力, 分别计算如下:
新浇砼对围堰的侧压力:
a . Pmax=0.22t0Yk1kV1／2
=0.22×0.75×25×1.2×1.15×0.21／2=2.5 KPa
注: t0—初疑时间取45min; r—砼的容重; k1—外加剂影响系数, 取1.2; k2—坍落度修正系数, 取1.15; V—砼浇筑速度, 取0.2m／h)
b. Pmax=k r h ( h—有效压头高度)
当 V／T≤0.035时; h=0.22+24.9 V／T=0.22+24.9×0.2／20=0.47m 则Pmax=1.2×25×0.47=14.1 KPa
经计算, 新浇砼对围堰的侧压力取Pmax=14.1 KPa
倾倒砼时冲击力产生的水平荷载取6.0 KPa
综上计算可知, 承台砼浇筑时最大压力为围堰外侧水压力, 故套和设计取Pmax=63.1 KPa作为控制荷载。
( 四) 校核封底砼的厚度( 见简明施工计算手册)
、 h=( 3.5kMmax／bfct+D＜ch
其中: k—安全系数, 取2.65; b—板宽, 取1m; fct砼抗拉度( C20) , 取1200t／m2; D—水下砼与井底泥土掺混需增厚度, 取d=0.3—0.5m
Mmax=αρλ12 (其中λ1计算跨度取较小者10.5m; α弯矩系数, L1／L2=10.5／14.5=0.7241／L2; 故α取0.0729 P—静水压力形成的荷载, 取60 KN／m( 取单位宽度荷载)
Mmax=0.0729×60×10.52=4822 KN／m
故 h=3.5×2.65×482／1×1200+D=0.61m+( 0.3—0.5m)
h=0.91—1.11( 基本符合强度要求)
( 五) 面板强度及挠度计算
拟采用δ=5mm A3钢板作套箱面板, 则
1.强度验算( 见简明施工计算手册)

Lx=0.35m Ly=0.4m
则 Lx／ Ly=0.875
查表可得Kx=0.06 Ky=0.055
故Mx= Mmax=Kxq Lx2 ( 其中q=63.1 KN／m—单位宽度)
=0.06×63.1×0.352=0.464 KN／m
σmax= Mmax／W=0.464×103 N／m／(1×0.0052／6)
=111.36Mpa＜ [σ ]=145 Mpa
2.挠度验算
Wmax=Kf( FL4／B0) =0.0016×63.1×103×0.354／2.3×103=6.6×10-4=0.66mm＜[W]=L／500=0.7m ( 满足要求)
其中Kf—挠度计算系数, F—最大侧压力, L—面板短边, B0—构件刚度
B0=Eh3／12( 1－V2) =2×1011×0.0053／12×( 1－0.32) =2.3×103 N／m
( 六) 计算横向加进肋的强度
横肋采用[10槽钢, 其W=39.7×10-6m3 , A=12.74×10-4m2
① 横肋按简支梁承受均布荷载计算, 计算跨经L取35cm, 最大均布荷载q=63.1 KN／m×0.4=25.24 KN／m

则RA=RB=1／2×25.24×0.35=4.42 KN／m
Mmax=1／8qρ2=1／8×25.24×0.352=0.386 KN／m
故 σmax= Mmax／W=0.386×103／39.7×10-6=9.7 KN／m
挠度 Wmax=5qρ4／384EI=5×25.24×0.354 ／384×2×1011×198.3×10-8＜[σ]=145 Mpa ( 满足要求)
=1.24×10-4=0.12mm＜[W]=L／500=0.7mm ( 满足要求)
剪应力 I=Q／A=4.42×103 ／12.74×10-4=3.5Npa＜[I]=85 Mpa (满足要求)
② 横肋按连续梁计算:
则: 弯矩 Mmax=KMqL2 ( 其中K=0.077, q=63.1×104=25.24 KN／m, L=0.35m)
弯曲应力
σmax= Mmax／W=0.238×103／39.7×10-6=5.99 Mpa＜[σ]=145 Mpa
剪力: Q=Kvqρ=0.607×25.24×0.35＝5.36KN
则剪应力I=Q／A=5.36×103／12.74×10-4=4.2 Mpa＜[I]=85 Mpa
Wmax不变
( 七) 计算竖向小加肋的强度
小纵肋采用80×8mm钢板, 其W=bh2／6=0.008×0.082／6=8.5×10-6m3 A=0.008×0.08=6.4×10-4m2, I=bh3／12＝3.4×10-7 m3
小纵肋按连续梁计算
弯矩 Mmax=KMqL2=0.077×25.24×0.42=0.78 KN／m
弯曲应力
σmax= Mmax／W=0.78×103／8.5×10-6=91.8 Mpa＜[σ]=145 Mpaσ
剪力 Q=Kvqρ=0.607×25.24×0.4＝6.2KN
剪应力 I=6.2×103／6.4×10-4=9.5 Mpa＜[I]=85 Mpa
Wmax=5qρ4／384EI=5×25.24×0.44×103／384×2×1011×3.4×10-7=1.24×10-4=0.13mm＜L／500＝0.8mm
( 八) 计算大纵肋强度
大纵肋采用2[20槽钢, 其W=2×191.4×10-6m3
I=2×1913.7×10-8m4
A=2×32.83×10-4m2
大纵肋以内支撑为支点, 如图所示内支撑高度方向按2.5米, 每层布置, 共设两层。大纵肋按二跨连续梁计算,

⒈最大弯矩 Mmax=KMqρ2 ( 其中KM=0.07)
=0.07×63.1×2.52=27.6 KN／m
最大弯曲应力
σmax= Mmax／w=27.61×103／2×191.4×10-6=72.1 Mpa＜[σ]=145 Mpa
⒉最大剪力
Qmax=Kvqρ=0.375×63.1×2.5＝59.2KN ( 其中Kv=0.375)
Imax=Q／A=59.2×103／2×32.83×10-4=9.0＜[I]=85 Mpa
⒊①跨中挠度: Wmax=qρ4／384EI(5－24λ2)
=63.1×103×2.54／384×2×1011×2×1913.7×10-8( 5－24×0.42) =0.97mm＜L／500=2500／500=5mm 其中λ=1／2.5=0.4
③ 悬壁挠度
④ W1=qρ4／8EI=63.1×103×14／8×2×1011×2×1913.7×10-8
=1mm＜1000／500＝2mm
( 九) 内圈梁计算
⒈横桥向内圈梁
四跨连续 M=KMqL2 q=63.1 KN／m V=KvqL
悬壁WA=q1L3／8EI≤L3／500
跨中WA=qL4／384EI( 5－24λ2)≤L／500
KM=0.077
则m=0.077×63.1 KN／m×2.52=30.366 KN／m
σ= Mmax／W需→W需= Mmax／σ [σ]=145 Mpa)
W需=30.366×103／145×106=0.2094×103=209.410cm3
2[20槽钢w=2×191.4 cm3
Q=0.393×63.1×2.5＝61.995
I=Q／A=61.995×103／2×32.83×10-4=9.44 Mpa＜[I]=85 Mpa
W跨＝５ｑρ４／３８４ＥＩ　　( 其中λ＝２.３５／２.５)
　 ＝４.２ｍ＜［Ｗ］＝Ｌ／５００＝４.７ｍｍ
Ｗ悬＝ｑａ４／８ＥＩ＝６３.１×103×２.３５４／８×２×１０１１×２×１９１３.７×１０-８＝３.１ｃｍ＞［Ｗ］＝Ｌ／５００＝２３５／５００＝４.７ｍｍ
要求悬臂部分焊于面板上, 此解决挠度偏大问题。　
故用２根[20槽钢作内圈梁。
( 十) 内支撑梁计算:
当抽水浇筑承台时, 钢套箱围堰需一边抽水, 一边进行支挡, 原围堰将失去稳定。

⒈横桥向内支撑计算:
RA=RE=KV1qρ=0.393×63.1×2.5＝65.9KN
RB=RD= KV2qρ=( 0.607+0.536) ×63.1×2.5＝180.3KN
RC= KV3qρ=2×0.464×63.1×2.5＝146.4 KN
横桥向内支撑I40b工字钢最大压力 Rmax= RB= RD=180.3KN
a. 受压验算
σ=N／A=180.3×103／94.1×10-4=19.2 Mpa＜[ σ]＝145 Mpa
b. 压力极限值: ( 按两端较支算)
临界力
Pcr=π2EI／L2=3.142×2×1011×22780×10-8／14.72=2078×103N=207.8t＞Rmax=18.03t
或验算强度:
σ=N／φA≤[σ] 其中N= Rmax=180.3KN
A=94.1×10-4m2
φ根据λ选定
λ= L0 ／i=L0／( I／A) 1／2=14.7／( 22780×10-8／94.1×10-4) 1／2=94.495
当λ＞75时 ρ=3000／λ2=3000／94.4952=0.336
故 λ=N／φA＝180.3×103／0.336×94.1×10-4=57 Mpa＜[σ]=145 Mpa 满足要求
b.之重作用下挠度验算: f=5qρ4／384EI=5×73.8×10×14.74／384×2×1011×22780×10-8=9.8mm＜L／400=14700／400=36.75mm满足要求
c.顺桥向内支撑I40b工字钢计算: ( 如图)

RA=ＲＤ＝KV1qρ１＝0.417×63.1×1.5＝39.5KN
RB=RC= KV2qρ2=( 0.583+0.2) ×63.1×3＝148.2KN
内支撑最大压力Rmax=148.2KN
1.受压验算:
σ=N／A=148.2×103／94.1×10-4=15.7 Mpa＜[σ]=145 Mpa
2.压力极限值已计算可知为Pcr=207.8t＞14.8t满足要求
3. H—H1工字钢的计算( 斜撑Ｉ40b工字钢)

故Mmax=( 180.3×103／4) ×5＝225.4×103ＮＭ
λmax=Mmax／W=25.4×103／1140×10-6=197.7＞[σ]=145 Mpa
故选用两根I366工字钢, 则λmax=225.4×103／2×919×10-6=122.6 Mpa＜[σ]= 145 Mpa 满足要求
注意: 要求H—H1与A—Ａ１和Ｄ—Ｄ１焊接牢固( 焊缝为10mm厚) 其焊缝如下: τf=N／helw
其中he=0.7×10＝7mm
lw=138mm
N= RB／2=90.15KN
τf=90.15×103／7×10-3×0.138×2=46.7 Mpa＞[σ]=75 Mpa满足要求
( 十一) 浮力计算:
1.钢套箱围堰整体上浮验算
①围堰抽水浇筑承台时所产生的浮力
W=14.7×10.7×7＝1101.03t
②围堰钢材之重: G1=0.15×355.6＝53.34t
③封底砼与钢护筒的摩擦力
f=60t/m2 ×42.39m2=2119( 注钢护筒与砼摩擦力60t/m2)
则F浮-( G+f) =1101-53.34-2119=-1072<0
故钢套箱在抽水时不会上浮。
2.钢套箱上浮验算
ＳTw÷K＞F浮
( 其中Ｗ—围堰浮力=1101.03t, Ｓ—封底砼与围堰接触, K—安全系数, K=4)
Ｓ＝( 14.7×1＋10.7×1) ×2=50.8m2
Tw—砼的握裹力 Tw=150t／m2
则50.8×150÷4＝1905t＞F浮=1101.03t
故钢围堰侧模不会脱离封底砼而上浮。