沉井施工过程中结构强度计算.pptVIP

沉井施工过程中的结构强度计算 从底节沉井拆除垫木，至上部结构修筑完成开始使用，以及营运过程中沉井均受到不同外力的作用。因此，沉井的结构强度必须满足各阶段最不利受力情况的要求。针对沉井各部分在施工过程中的最不利受力情况，首先拟出相应的计算图式，然后计算截面应力，进行必要的配筋，以保证井体结构在施工各阶段中的强度和稳定。 1. 沉井自重下沉验算 为保证沉井施工时能顺利下沉到达设计标高，需验算沉井自重是否满足下沉的要求，这可用下沉系数K表示： （9-32） . 外壁的摩阻力分布，如图9-11所示，在0~5m深度内，单位面积的摩阻力从零按直线增加，大于5m为常数。当沉井深度内存在多种类型的土层时，单位井壁摩阻力可取各土层厚度的单位摩阻力加权平均值。 总摩阻力为 （9-33） 式中 U —沉井的周长； h —沉井的入土深度； q —单位面积摩阻力的加权平均值，按下式计算： (9-34) 式中 hi—土层厚度； —土层沉井外壁摩阻力，根据实际资料或查表9-2。 第一节（底节）沉井验算 (1). 底节沉井竖向挠曲验算 ① 矩形和圆端形沉井 沉井抽除支承垫木时，最后支承于长边四个固定支点上，支点可控制在最有利的位置，使支点处截面上混凝土的拉应力与跨中截面上混凝土的拉应力相等或很接近,来验算沉井纵向混凝土的抗拉强度，如图9-12a所示。当沉井两边长宽比L/B1.5时，两支点间距可按（0.6~0.8）L计算。 图 9-12 矩形和圆端形沉井 图 9-12 矩形和圆端形沉井 圆形沉井支承于n个支点上，在自重作用下的内力值，可按连续水平环梁进行计算，其计算公式为： 3. 沉井刃脚受力计算 (1). 作用于刃脚和井壁四周的水平力 ①. 土压力：作用于井壁单位面积上的土压力： (9-40) 式中 hi—计算位置至地面的距离； — 高度范围内土的平均重度，水位以下用浮重度； ?—土的内磨擦角。 ②. 水压力：作用于井壁单位面积上的水压力，按下列情况计算： 不排水下沉时,井壁外侧水压力值按100%静水压计算，内侧水压力值一般按50%计算，见图9-14a，但也可按施工中可能出现的水头差计算，如图9-14b所示。 排水下沉时，在透水土中，井壁外侧水压力值按100%计算，见图9-14c，在不透水土中，按静水压的70%计算，见图9-14d。 (2). 刃脚竖向受力分析 ①. 刃脚向外挠曲的内力计算 沉井下沉进程中，在岛面以上已接高一节沉井4~6m，刃脚切入土中1m。此时，刃脚根部断面上产生向外挠曲的最大弯矩。 式中 q—沿井壁击长单位周长沉井自重；在水下部分应考虑水的浮力； —作用于单位周长井壁的摩阻力 ， 。 、 —刃脚踏面及斜面部分土的竖向反力，其压力分布如图9-14所示，而 (9-42) (9-43) 刃脚斜面部分土的水平反力，按三角形分布，其合力为 (9-44) 式中 —土与刃脚斜面间的外磨擦角，其值可取= ； —土的内磨擦角； —刃脚斜面对水平面的倾角。 刃脚（单位周长）自重g为 （9-45） 式中 —井壁厚度； ?k—钢筋混凝土刃脚的重度，不排水施工时应扣除浮力。 刃脚自重g的作用点至刃脚根部中心轴的距离为 （9-46） 求出以上各力的数值、方向及作用点后，再算出各力对刃脚