围堰结构设计指南
围堰结构设计指南
1前言
桥梁墩台基础大多位于地表水位以下,有时水流较大,施工时都希望在无水或静止水条件下进行，桥梁水中基础最常用的施工方法是围堰法。基础、墩台修筑出水面后即可将其拆除，以免堵截水流或航道，是一种施工用的临时性结构。由于各桥梁墩台处的水文、地质、气象、航道等条件不同，不可能有一种适合于所有桥梁基础修建的围堰结构形式和施工方法。目前，桥梁基础修建中采用的防水围堰大致有以下几种：土石围堰、钢板桩围堰、锁口钢管桩围堰、有无底钢套箱围堰、双壁钢围堰等，以下作简要介绍。
1.1 围堰工程的主要作用
围堰的主要作用是在河流中构筑一个封闭的隔水区域保证施工在干地上进行，有时起着支撑施工平台和基坑坑壁的作用。
1.2围堰工程的类型及适用条件
围堰类型的选择应根据河道的水文、地形、地质及地方材料、施工技术和装备等因素，常见围堰类型及适用条件见表1：
2围堰工程的一般技术要求
（1）围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位(包括浪高)0.5～0.7m，钻孔桩基础时，其围堰顶标高应结合护筒埋设情况，宜高出施工水位1.5m以上。
（2）围堰外形应考虑河流断面被压缩后，流速增大引起水流对围堰、河床的集中冲刷及影响通
航、导流等因素，并应满足堰身强度和稳定的要求。
（3）堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。
（4）围堰要求防水严密，减少渗漏。
2.1围堰顶标高的控制
围堰顶高应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）0.5～0.7m，钻孔桩基础时，其围堰顶标高应结合护筒埋设情况，宜高出施工水位1.5m以上，用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面0.2～0.4m
2.1.1明挖基础围堰顶标高的控制
一次开挖距基坑底面以上要预留20～30cm，待验槽前人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。同时保证基底应符合设计要求的嵌岩。明挖基础围堰顶标高控制在高出施工期间可能出现的最高水位0.5～1m。
2.1.2钻孔桩基础围堰顶标高的控制
钻孔桩基础时，其围堰顶标高应结合护筒埋设情况，宜高出施工水位1.5m以上。围堰顶的标高偏差控制在30mm。
2.2围堰平面尺寸的控制
围堰的外形应适应水流排泄，大小不应压缩流水断面过多，以免壅水过高危害围堰安全，以及影响通航、导流等。围堰内形应适应基础施工的要求，并留有适当的工作面积。堰身断面尺寸应保证有足够的强度和稳定性，使基坑开挖后，围堰不致发生破裂，滑动或倾覆。
2.2.1明挖基础围堰平面尺寸的控制
基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，在基底平面尺寸应适当加宽50～100cm，便于设置集水井、排水沟和安装模板。
2.2.2钻孔桩基础围堰平面尺寸的控制
钻孔桩基础的钢围堰平面图尺寸根据承台的外形尺寸确定，可直接用钢围堰内壁作承台施工时的模板，围堰平面尺寸可设计比承台各面尺寸大10cm。
2.3围堰防止渗漏和冲刷的技术措施
对围堰外围的边坡和河床防冲刷一般是采取在围堰迎水面抛投块石，形成块石防冲体平台。当汛期水流冲刷防冲体迎水面时，可能在围堰脚形成掏刷坑，防冲体上部块石可自行塌滑覆盖冲刷坑，不致危及围堰迎水坡面稳定。
围堰防渗漏措施：
一是控制封底混凝土与钢围堰内壁之间粘结良好，一般是在结合段的钢围堰内壁设置剪力钉或抗剪环板。
二是河床土质渗透系数小时，杂土体围堰中加填粘土芯墙；
三是围堰本体无渗漏，但河床土质渗透系数大，可以采用在围堰上沿基坑四周钻孔压注水泥浆的措施。
3围堰工程的结构形式及简要施工方法
3.1土围堰（填土围堰、草土围堰、草麻袋围堰）
3.1.1技术特性
土围堰适用于水深1.5m 以内、水流流速0.5m ／s 以内，河床土质渗水较小时。具体技术参数如下表2：
表2
土围堰技术参数
分 类 填 料 顶 宽（m ）
边 坡
内 侧
外 侧 填 土 围 堰 粘土、砂粘土 ≮1.5 1:1～2:3 1:2～1:3 草 土 围 堰 粘性土及草 ≮1.5 1:1～2:3 1:2～1:3 草、麻袋围堰
粘 性 土
1～２
1:0.2～1:0.5
1:0.5～1:1
3.1.2 结构形式
土围堰主要结构形式如下:
（1）土围堰结构见图1
（2）草、麻袋围堰结构见图2
3.1.3施工方法
（1）填土围堰施工方法：先清除堰底河床上的树根、石块等，自上游开始填筑至下游合龙。处于岸边的的应自岸边开始，填土时应将土倒在已出水面的堰头上再顺坡送入水中。水面以上的填土要分层夯实。
（2）草土围堰施工方法：用麦秸、稻草或茎杆较长的杂草夹填粘性土，以一层土（20～30cm ）夹一层草，分层铺填夯实。其他同填土围堰。
（3）草、麻袋围堰施工方法：用草袋（或麻袋）盛装松散粘性土，装填量为袋容量的1/2～1/3，
图1土围堰结构示意图
图2草、麻袋围堰结构示意图
袋口用细麻线或铁丝缝合。用粘性土心墙时，也可用砂性土装袋。施工时要求土袋平放，上下左右互相错缝堆码整齐。流速较大处，外围草袋可改用小卵石或粗砂，以免流失，必要时也可抛片石防护或用竹篓或柳条筐装盛砂石在堰外防护。
3.2钢板桩围堰
钢板桩围堰是一种比较传统的深水基础施工方法。钢板桩是从国外引进的一种制式产品，主要为德国拉森式钢板桩。钢板桩可以打入土中或连到物件上，组成承载及防水结构，工作结束后，拔出或拆下重复使用。钢板桩围堰主要由钢板桩和钢围囹组成，钢板桩起防水、挡土及水下封底混凝土模板的作用；钢围囹作为下沉导管柱的悬挂和导向结构，同时用作钢板桩的支撑，其顶层又作施工平台，它是一种临时辅助结构。
3.2.1技术特性
钢板桩围堰技术特性：
（1）由于是组拼式结构，整体刚度较小，因此其抗水流及冲刷能力差，不宜于在流速较大的情况下使用；
（2）由于其本身强度、刚度局限，在承台埋置较深时，需设置强而密的支撑，对后续的承台及墩身施工干扰很大，因此，不宜于在水位较高的情况下使用；
（3）其三，因为要重复使用，不宜灌注封底混凝土，因此，在既要满足底部支撑力，又要满足较小渗流的情况下，对河床提出了较高的要求，因此，不宜在透水性强，承载力小的地层条件下使用。
3.2.2结构形式
（1）钢板桩围堰平面形式：有矩形、圆形、多边形、圆端形。矩形及多边形围堰在转角处使用特制的同类型角桩，圆形及圆端形围堰，在板桩锁口联结时能转一定的角度，使板桩联结成圆形。
（2）钢板桩类型规格按断面形状分四类：平型、槽形、Z形、工字钢或槽钢。
（3）按钢板桩锁口分为三类：阴阳锁口、环形锁口、套形锁口。
3.2.3施工方法
（1）钢板桩运到工地后，应进行检查、分类、编号及登记。
锁口检查：用一块长1.5～2m符合类型规格的钢板桩作标准将所有同类型的钢板桩作锁口通过检，凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合、长度不够的均应进行整修、接长直至合格。
（2）插打钢板桩
应用固定的临时导向架插打钢板桩，在稳定的条件下安置桩锤。一般宜插桩到全部合龙，然后再分段、分次打到标高。插桩顺序，在无潮汐河流一般是从上游中间开始分两侧对称插打至下游合龙，在潮汐河流，有两个流向的关系，为减少水流阻力，可采取从侧面开始，向上、下游插打，在另一侧合龙。桩锤一般采用振动桩锤。
（3）堵漏
钢板桩插打到位后，可在其外侧围一圈彩条布，在布的下端绑扎钢管沉入河床，并用砂袋压住，堰内抽水时，外侧水压可将彩条布紧贴板桩，起到一定的防水作用；在板桩侧锁口不密的漏水处用棉砂嵌塞，堵漏效果明显。
（4）吸泥、硬化基层
在水抽干后，即可人工挖泥，或不抽水采用高压水枪配合泥浆泵吸泥至设计标高，之后回填片石，浇注30cm 的混凝土硬化基底，，进行承台施工。见图3板桩及内支撑对构示意图。
图3板桩及内支撑对构示意图。
（5）拔桩
施工完成后需要拔桩，在拔除钢板桩前，应先将围堰内的支撑，从上到下陆续拆除，并陆续灌水使内外水压平稳，使板桩挤压力消失，并与部分混凝土脱离（指有水下混凝土部分）。拔桩设备可用吊船、吊机、拔桩机、千斤顶等。
3.3锁口钢管桩围堰
锁口钢管桩（日本叫钢管板桩）是以带锁口的钢管桩代替钢板桩，通过导向桩下沉到位，并可视作将钢围堰“化整为零”，由各根钢管桩来穿过片石等地下障碍物。锁口钢管桩的新技术广泛应用在岸墙、护岸、防波堤、围堰、挡土墙基础等工程中。 3.3.1技术特性
（1）钢管桩截面大，具有很强的抗弯能力，可大大简化围堰的内支撑体系，方便施工； （2）钢管桩的刚度和稳定性好，可采用强制下沉式，因此它更适用于有地下障碍物，密集孤石，片石堆积的地方使用；
（3）锁口钢管桩围堰综合了钢板桩围堰和双壁钢围堰的结构受力特点；
（4）施工速度快。制作、加工、运输、吊插、下沉等方便灵活，工艺简单，所需设备少。 （5）可根据需要，组装成各种形式的围堰。 3.3.2结构形式
钢管桩结构示意图见图
4
桥 中 心 线
墩中心线
41050
205,56
41050/2
φ750钢管柱
φ980钢管柱
φ980钢管柱
90
100
85
φ750134□100×10×136
P38钢轨
钢管桩围堰1/2平面图
锁口钢管桩断面图
图4锁口钢管结构示意图
3.3.3施工方法
（1）锁口钢管桩的插打及围堰合龙
1）在钻孔灌注桩施工平台周边安装导向框。设上、下两层，控制桩的倾斜。
2）为了控制锁口缝隙，在导向框上分别标出每根钢管桩锁口的中心位。
3）在桩下插前于锁口槽口下端先焊坡度1:6的挡板，阻止碎石和硬土进入锁口。
4）插打从围堰上游中部上游中部开始，顺次逐根向两侧插至角桩，再逐次从上游向下游插，最后在下游中部合龙。
5）整个钢管桩围堰合龙并插打到位后，将导向平台拆除，在管管桩上焊牛腿，按设计要求安装内支撑。完成从单桩受力到形成整体围堰的内支撑体系转换。
（2）钢管桩内除土和围堰内除土
主要除工具是吸泥机、抓泥土和高压射水设施等。
若有沉船部分的管桩内采取冲击和汲泥交替的方法进行，围堰内开挖：泥土用抓斗冲抓或射水吸泥。沉船用冲击钻机和旋转钻机破碎，船梆的大方木由潜水工人水下切割。孤石由潜水工水下作业消除。片石因堆砌整齐，且用砂浆钩缝，故在于挖时用钢纤凿开或用撬棍撬松，人工清除。围堰内吸泥应注意采用边吸边补水的方法。
（3）锁口钢管桩围堰的排水与止水
锁口钢管桩的止水是此种围堰成功的关键，钢管桩的止水主要依靠精密加工的锁口来实现的，并在锁口加设填料或压浆，具体根据施工决定。
（4）灌注封底混凝，施工承台、墩身
（5）钢管桩的拔除
在用震动打桩机震松锁口的浆体后，用液压千斤顶顶出。
3.4有（无）底钢套箱围堰
3.4.1技术特性
有底钢套箱又名钢吊箱，是深水高桩承台施工的临时隔水结构，其作用是通过套箱侧板和底板上的封底混凝土围水，为高桩承台施工提供无水的施工环境。同双壁钢围堰比较，钢套箱具有施工工期短、水流阻力小、利于通航、不需沉入河床、施工难度小、材料用量少、经济合理等特点，因而在大跨深水大型桥梁中得到广泛的应用。
无底钢套箱下沉施工干扰小，不受桩基影响。其结构构造简单，封底混凝土直接与河床接触，套箱承受荷载小，壁板重复利用率高。较之双壁钢围堰，钢套箱具有施工工期短、水流阻力小、利于通航、施工难度小、材料用量少、经济合理等特点。但是，无底钢套箱下沉定位难度大，套箱围堰需着床，对河床表面的地质情况及大面平整要求较高。
3.4.2结构形式
钢套箱围堰按形状可分为矩形（圆端形），其中每种围堰又有单壁、双壁以及单双壁组合式钢围堰。
单、双壁的构造主要是考虑钢围堰下沉的需要而设计，由于钢围堰重量轻，在需要人土较深的情况下仅靠自重难以下沉，需灌注配重混凝土，因此必须设置双壁结构；如果下沉较浅，借自重可以下沉，可设计为单壁结构；如在满足下沉需要的前提下，又要节省材料，可设计成单、双壁组合
式结构。
钢围堰结构形式的确定受多种因素的制约，如水文、地质、起重设备等。平面形状的确定主要受承台平面尺寸的影响以及水深的影响。
3.4.3施工方法
（1）套箱的加工
为运输方便，一般选择船运比较方便的工厂进行加工。为减少墩位处拼装工作量，一般根据现场起吊能力分节在工厂加工。其加工顺序为，先分单元在胎具上加工成型，然后在浮体上组拼。矩形围堰由于较轻，一般是分块加工，一次拼装成型。
（2）套箱的浮运
围堰的浮运根据下沉的设备情况而定，如果采用大型浮吊下沉，可用平驳进行浮运；如果采用组拼的龙门浮吊下沉，可直接用浮吊进行浮运。
（3）套箱的下沉
矩形套箱围堰由于重量较轻，可一次拼装到位，因此，精确定位后，可一次放置于河床上。而双壁或单、双壁组合式围堰由于体积大，需在水中边下沉边接高。其作业步骤为：将第一节放入水中定位，利用双壁所产生的浮力自浮于水中，然后接高第二节，灌水或混凝土下沉，再继续接高下一节，直至围堰全高。在围堰上搭设吸泥平台，布置吸泥机进行下沉。围堰设计时，双壁间应设隔仓，灌注时应分仓对称进行，以防钢围堰的偏移。
（4）封底混凝土的施工
钢围堰沉至设计标高，灌注封底混凝土之前，要求潜水员用高压水枪进行清理，整平河床面，同时，为了保证封底混凝土与桩身、箱壁的良好结合，达到止水效果，潜水员应用高压水枪将桩身和箱壁上附着的泥浆冲洗干净。
封底混凝土的施工采用垂直导管法。水下混凝土靠自身流动性向四周摊开。导管一般采用φ300mm无缝管，顶部设漏斗，导管数量根据钢围堰内净空面积确定。对于矩形钢围堰由于封底混凝土数量巨大，可分成几个仓，分次灌注封底混凝土。混凝土一般由岸上拌合站或大型拌合船供应，泵送至浇注位置。
3.5双壁钢围堰
3.5.1技术特性
双壁钢围堰即是钻孔桩平台的基础，又是承台施工的挡水结构。因为有强度很高的双壁钢壳，可承受更大的围堰内、外水头差。双壁钢围堰的上部均能重复使用，可充分发挥材料的利用率。
3.5.2结构形式
双壁钢围堰根据承台的结构形式不同，外形也不同，一般有圆形、圆端形、矩形及其它形式。
圆形围堰：由于在水压力作用下，只产生环向轴力，可不设内支撑，因此能够提供足够的施工空间，另外，由于其截面可以导流，因此抗水流能力强，它适用于流速较大的深水河流的低桩承台的施工中。但是，由于承台尺寸一般为矩形，因此，其封底的截面积较大，封底混凝土的量较大。当承台的平面尺寸长宽比小于1．5时，采用圆形围堰更为合理，但水深大于15m的情况下，若采用矩形围堰，需加设多层内支撑，施工空间难以保证，同时也大大增加了钢材的用量，此时采用圆形围堰更为合理。
3.5.3施工方法
（1）双壁钢围堰加工制作及运输
双壁钢围堰按设计在岸上加工，加工完成并经试拼质量检验合格后，再进行每节组装焊接或缆索吊至墩身拼装现场。
在围堰钢块件加工场组装工作平台，杆件集中下料，在平台上放大样后焊接块件骨架，安装隔舱板、焊接内外壁板检查节间、块间接缝及隔仓板是否渗水、漏水并及时处理渗水部位，确保钢围堰的水密性。
组拼工序为：外壁板、竖向加劲角钢、水平桁架、水平撑、隔舱板、内壁加劲角钢、内壁板、脱胎模翻身、焊接成件。
拼装时要求：上下隔舱板对齐，各相邻水平桁架弦板对齐，上、下竖向加劲角钢允许不对准，但必须和水平桁架弦板焊牢。内外壁钢板拼缝不能对接焊时，允许采用搭接焊或贴板焊接，但必须满焊，并保证全焊水密结构的可靠性。
（2）钢围堰的组拼及下放水
钢围堰根据起吊能力不同可在就近施工场所或在钻孔平台上组拼。若在就近拼装成围堰整体可采用缆索或浮吊整体运至墩位处入水就位。在墩位个作业平台拼装，应先在作业平台上放出钢围堰底层的安装线，做好组拼前的准备工作，底节围堰组拼完成后下放入水步骤如下：（3）钢围堰的接高
在首节钢围堰锁定后，向其隔仓内灌注混凝土和向夹壁内加抽水等措施以调平围堰，并预留一定的干舷高度，使其处于待拼次节围堰的状态。以后每一节段船运到围堰旁，由起吊设备起吊与首节或上一节进行焊接，每接高一节既均匀下沉，并予留相应的干舷高度，以便接高下一节时施焊作业。
（4）钢围堰的下沉和着床稳定
双壁钢围堰在水中是以在隔仓内灌水下沉。在切入覆盖层时应在刃角内灌壁仓砼，起到加重又可增加刃脚强度作用。
（5）钢围堰的竖向定位
钢围堰下沉时的竖向定位是通过在作业平台上设辅助措施实施。钢围堰着床是钢围堰施工中的一道重要关键工序，钢围堰着床后的位置和倾斜率对钢围堰以后的下沉，乃至钢围堰落到设计高程时的质量都有重要影响。一般应选择在平潮时，基本没有多大流速的条件下着床。通过在钢围堰的隔舱内灌水以调平围堰这样可以反复几次。当围堰接高下沉至刃尖距河床0.5米左右即停灌水下沉，通过反复纠偏以实现围堰的精确定位。然后均匀灌水，快速实现围堰刃脚的着床，继之以均匀吸泥下沉使围堰下沉到位。
若围堰着床后发现偏位较大，可排除隔舱内的水使围堰上浮再进行第二次准确着床，直到精度符合设计要求。
（6）围堰内清基
钢围堰下沉确认合格后，既可进行清基工作。围堰内清基采用抓泥斗、或空气吸泥机高压射水龙头清除，清基到位后，则可进行水下混凝土封底。
（7）围堰内灌注水下封底混凝土
采用泵送多点用导管浇筑封底混凝土，因封底混凝土数量大，为提高混凝土流动性和延长混凝
土的初凝时间，混凝土中掺加适量的缓凝型减水剂（30小时缓凝时间）和粉煤灰。
水下混凝土浇筑过程中应注意的事项：用测深锤每隔一段时间，测出混凝土表面标高，将原始资料记录下来，随时告诉现场值班技术员，用以指导各导管提升及下料，要求混凝土均匀上升，以免造成混凝土面高低偏差过大，同时，也避免导管埋置过浅而使导管悬空，混凝土浇筑终结时，尽量调平混凝土表面平整度。灌注水下混凝土时，准备多套导管提升装置，防止混凝土堵管。
封底混凝土达到设计强度后，进行围堰抽水，边抽水边完成剩余支撑。在承台底设计标高以上钢护筒割除，将封底混凝土表面找平。
4常见围堰施工方案比选
深水桥梁墩台的围堰形式是多种多样的，每种围堰都有其各自的特点和适用条件，施工中应根据各自桥梁不同的水文、地质、材料以及设备等条件，综合考虑各种因素进行比选。
钢板桩围堰：钢板桩插打和吊装不需大型起吊和下沉设备。但由于其截面特性，限制了应用。钢板桩围堰内支撑间距密集到 1.5～2.0m。由于其截面是敞口，在孤石和片石地层中插打，下端极易出卷边或被撕裂，造成围堰不能止水。
双壁钢围堰：它自70年代九江长江大桥首次采用在钻孔桩基础施工后，由于其整体性。刚度和强度大、围堰内无支撑、止水效果、抽水水头、抗水流冲击力和波浪袭击都较其他围堰优越。所以广泛应用于深水钻孔灌注桩基础施工中。但它体积庞大，需大型起吊设备。在覆盖层下沉亦需较多设备，且下沉速度比桩要慢，若遇土层中障碍物，必须水中在刃脚下清除，势必影响工期。双壁钢壳在墩身出水后，承台顶以上部分可切割回收或倒用，以下部分不能取出。
钻孔桩围堰：它是在深水基础施工中钢板桩和钻孔桩并举的围堰。它在复杂地层中做围堰穿透能力强，围堰内无支撑、止水效果好。但须先做钢板桩围堰，在板桩围堰内填土筑岛，在岛上板桩内缘做深基坑护壁钻孔桩，桩顶设圈梁，再开挖基坑等；工序多，设备多，时间长，造价高。
锁口式钢管桩围堰由于综合了钢板桩围堰和双壁钢围堰的结构受力特点，该项新技术广泛应用在岸墙、护岸、防波堤、围堰、挡土墙基础等工程中，钢管桩能穿过水下地层中的障碍物、孤石和片石。
4.1结合工程项目的特点
我公司近几年围堰施工广泛用于桥梁深水基础施工中：
（1）广深准高速铁路石龙特大桥，横跨东江南、北干流。24、25号墩位施工处水深约6～8m，流速2m/s，且受潮汐影响，水位落差2m。河床面以下地质情况为5～7m的细砂层，以下为2m左右的中粗砂，下为泥质砂岩承台底面位于河床面以上1～1.8m。经过方案比选选用单壁无底钢套箱围堰施工水中基础。由于该墩位处无水上施工设备，选用钢管桩栈桥和作业平台，施工期不受涨落潮影响。套箱围堰分块吊装施工，从而避免使用大型运输车和吊车。围堰全高6.5m，分两节（4.5m+4m）平面尺寸为12.05×7.85m。下放靠在吊箱周边布置10个5t的链条滑车，将套箱放入水中就位。套箱封底成功后采用边抽水边加内支撑。
（2）湘黔线渠江大桥、高桥2号墩为低桩承台，库区内水深流速小，浅覆盖层。南昆线左江大桥等均在方案比选选定为缆索吊装双壁钢围堰深水基础施工，浮箱施工作业平台。
（3）渝怀铁路溪门口大桥选用单壁钢吊箱围堰基础施工，缆索吊装，万能杆件钻机作业平台。浮箱作业平台。
（4）泸纳铁路沱江大桥6号墩由于承台位置的特殊性，不可能采用全封底，同时由于河床高低差达2m ，在方案比选中选定为双壁钢围堰高低刃脚环形封底技术，缆索吊装、导向船浮式作业平台。
（5）广珠城际轨道西江大桥主桥73、74#墩水深31.12～27.42m ，高桩承台，承台尺寸22.6×16.6方形。施工水位+4.164m ，承台底标高-10.064m ，经过多次方案比选，最后选定为双壁钢吊箱围堰（即有底钢套箱），钢管桩固定式作业平台基础施工方案。吊箱分块在工厂加工，驳壳船运至平台，墩位现场拼装，分节整体用千斤顶下放再临时固结后拼装第二节，至整体拼装完成。
4.2结合本单位施工技术特点
由于本单位缆索设备成套，吊装施工经验较为丰富，因此在深水基础施工的吊装中若地形条件许可，将优先选用缆索整体吊装。
同时在围堰的施工中双壁钢围堰施工经验较其它围堰经验成熟。但近几年来钢板桩围堰由于施工快捷、经济已得到了大量使用，如广州凫洲大桥、太澳容南特大桥、广珠西江大桥40#墩。下一步将在公司基础施工中重点推广。
5.围堰工程设计
5.1概述
围堰工程设计一般应结合工程所处的水文、地质情况，对围堰本体的强度、稳定性、抗浮能力等进行必要的验算，满足相应规范和规定的要求，并应有一定的安全储备。
5.2土围堰设计
5.2.1土围堰设计原则及标准
围堰要求安全可靠、能满足稳定、抗渗及抗冲要求；结构要求简单，施工方便，宜于拆除并能充分利用当地材料及开挖料碴，同时能满足工期要求。 5.2.3主要检算项目及方法
（1）围堰土体强度、稳定性验算 土体抗滑稳定性验算见图5：
水压力：2012
P H γ=水
渗透压力：101
2P H L γ=水 抗滑稳定安全系数：010()f G P K P
+= 式中 f —坝体与河床摩擦系数，取0.4；
0G —坝体重量
0K —一般可取1.15～1.30
（2）局部冲刷验算 （3）基坑渗水量计算
当基坑底为一般碎石土、砂类土，并处于干河床时，其总涌水量Q （m3/d ）可按下式计算：
K —渗透系数（m/d ）
H —稳定水位至基坑底的深度（m ），当基底以下为深厚透水层时，H 值可酌加3～4m ，以保安全。
图5 抗滑稳定计算
2
00
1.366lg()lg KH Q R r r =
+-
R —影响半径（m ）
当为不均匀的粗粒、中粒和细粒砂，5~6/K
m d = 80~150R m =；
当为碎石、卵石类地层，混有大量细颗粒， 20~60/K m d = 100~200R m =；
当为碎石、卵石类地层，无细颗粒混杂，均匀的粗砂和中砂， 20~60/K m d = 150~250R m =。
0r —引用基坑半径（m ）矩形：04
L B
r u
+= 形状不规则时：0F
r π
=
L 、B 、F —分别为基坑的长、宽（m ）和面积（m 2
） u —系数，当
0.1~0.2B L = 1.0u =；0.3B L = 1.12u =；0.4B L
= 1.16u =；0.6~1B
L
= 1.18u = （4）基坑底涌砂、基坑底板隆起验算 ① 基坑底涌砂验算 ② 基坑底板隆起验算
如基坑为一厚度不大的不透水层，其下层是承压水层，则应考虑坑底是否会被承压水顶坏的
危险，其安全条件可用公式验算见图6：
()t w h t γγ>+
式中：
γ—坑底不透水的容重。
W γ—水的容重
5.3钢板桩围堰、锁口钢管桩围堰设计
（1）钢管桩围堰总的设计原则：
① 计算围堰内挖土和抽水时钢管桩和支撑的是否安全；
② 确定围堰内封底混凝土的强度和厚度以确定锁口的形式，使其能注浆止水。确保锁口在复杂受力状态下不被破坏；
③ 围堰在水流、风力、波浪作用下抗倾覆性检算。 （2）钢板桩围堰总的设计原则：
设计板桩围堰需要求算板桩的横断面、最小入土深度、支撑间距及尺寸等。板桩受力除土压、水压等外力外，还与支撑有关。 5.3.1水文地质技术参数的选择
钢板桩围堰整体刚度大防水性能好，适用于在粘性土层深水河床基础施工。
钢管桩适用于水深0～20m ，流速0～3m/s ，适用于各种复杂地质、地层，特别是有障碍物的地层。 5.3.2桩体、围囹、内外导环、支撑系统技术参数的选择
（1）锁口管的尺寸通常采用Φ165.2mm ，壁厚11mm 。在实际施工中可根据需要自行选用管桩，
图6 基坑底板隆起验算
设计锁口，以适用施工需要。锁口钢管桩主要尺寸截面见下表3：
表3 锁口钢管桩主要尺寸截面
（2）钢板桩都是按支承在各层导环上的连续梁计算，其下端则按钢板桩打入土中的深度或封底混凝土的情况分别视作铰或固端，最常用的方法是力矩分配法。
钢板桩围堰设计时 ，平面尺寸多按上部结构及其基础的尺寸拟定，以不妨碍施工和安装模板为原则，但至少应大于基础轮廓尺寸1.5m ，另外还需考虑抽水设备和其汇水井安装所需之尺寸；立面尺寸主要考虑施工阶段的最高水位、抽水最高水位、洪峰最高水位等计算。
（3）支撑系统选择；支撑间距布置原则是：当板桩强度已定，可按支撑之间最大弯矩值相等的原则进行布置；当把支撑作为常备构件使用时，可按支撑各层的断面都相等时可把各层支撑设计成相等。当计算得导环支点反力i R 后，支撑可按在轴向力i R 作用下的压杆设计。
（4）内、外导环：钢板桩围堰内导环可用方木或型钢制作,其作用是插打钢板桩时起导向作用，顶层导框可兼作施工平台；最主要作用是作为钢板桩围堰的内部立体支撑,直接承受钢板桩传来的水、土压力，因此断面尺寸应能满足结构内力设计要求。外导环则只起导向作用。
内导环可视作一支承在支撑上的连续梁或框架，简化成铰支在支撑上的简支梁用设计也是安全的。通常圆形导环设计很强可考虑支撑。
钢管桩围堰设计时，因钢管桩钢度大，为了考虑围堰的经济性，一般应按浅埋桩围堰设计，可
近似按刚性基础计算，由此确定钢管桩的最佳入土深度。 5.3.3主要检算项目及方法
（1）桩身入土深度确定、强度及稳定性验算 桩身入土计算分以下几种情况: 1）悬壁式板桩计算
悬壁式板桩指顶端不设支撑，完全依靠打入足够的入土深度保证其稳定性，见图7。 试算确定埋入深度t 1:先假定埋入深度t 1，然后将净主动土压力acd 和净被动土压力def 对e 点取力矩，要求由def 产生的抵抗力矩大于由acd 所产生的倾覆力矩的2倍，即防倾覆的安全系数不小于2。将通过试算求得的t 1增加15%，即得桩身的入土深度，确保桩的稳定。
求出桩身剪力为零点，再求出该点的弯矩为最大弯矩，根据弯矩选择板桩的截面和型号。
2） 单锚浅埋板桩计算
计算模式按上端简支，下端为自由支承模式，这种板桩相当于单跨简支梁，作用在桩后为主动土压力，作用在桩前为被动土压力，见图8。
①最小入土深度t ：
(32)2()
p a p E Ea H t E E -=
-
式中 p E —被动土压力 212p p E t K γ=
p K —被动土压力系数，2(45)2p K tg ?
=?+ a E —主动土压力 21()2p a E H t K γ=+ a K —主动土压力系数，2
(45)2
a K tg ?=?-
②A 点的支撑力为：a a p R E E =-
③根据求得之入土深度t 的支撑力a R ，并依此可求得剪力为零的点，求出该点最大弯矩来选用
图7 悬壁式板桩计算简图
图8 单锚浅埋板桩计算图
（a ）土压力分布图 （b ）叠加后的土压力分布图 （C ）弯矩图 （d ）板桩变形图
板桩截面。
被动土压力（三角形BCD ）一般只取其一部分，即安全系数取2。 3）单锚深埋板桩计算
计算模式简化为上端简支，下端为固定支承，其计算常用等值梁法，见图9。
等值梁法计算板桩，为简化计算，常用土压力等于零的位置来代替正负弯矩转折点的位置，其计算方法如下：
①最小入土深度t 0：
0t y x =+
()b p a P y K K K γ=
?- 0
6()
p a P x K K K γ=?-
板桩实际埋深t ：(1.1~1.2)t t =
式中：b P —挖土面处板桩墙后的主动土压力强度值。 0P —支反力
K —被动土压力修正系数见表４ 表4被动土压力修正系数
土的内摩擦角?
40° 35° 30° 25° 20° 15° 10° K 2.3 2.00 1.80 1.70 1.60 1.40 1.20 K ’
0.35
0.40
0.47
0.55
0.64
0.75
1.00
②按简支梁计算等值梁的最大弯矩max M 和两个支反点(0a R P 和) 4）多支撑等弯矩布置式板桩计算
图9 用等值梁法计算单锚埋板桩简图
（a ）等值梁法 （b ）板桩上土压力分布图 （C ）板桩弯矩图 （d ）板桩变形图
根据施工条件，选定一种类型的板桩，查得截面模量W ，计算出悬壁部分的最大允许跨度h ，
见图10：
3
6[]a
f W
h K γ=?
式中：[]f —板桩的抗弯强度设计值
γ—板桩墙后的土的重度
a K —主动土压力系数
再计算下部各层支撑的跨度，即支撑的间距。把板桩视作一个承受三角形荷载的连续梁，各支点近似的假定为不动，即把每跨都视作两端固定，可按一般力学计算算出各支点最大弯矩都等于悬壁
端弯矩时的跨度，确定支撑层数，复核板桩截面。
5）多跨支撑等反力布置板桩计算
这种布置是使各层横梁和支撑所受的力都相等，计算支撑间距时，把板桩视作承受三角荷载的连续梁，除顶部压力为0.15P ，其它支撑承受反力均为P ，见图11。其值计算见下式：
2
2(0.85)
a K h P n γ=
-
通常按第一跨的最大弯矩进行板桩截面的选择。
实际施工中则将板桩视作承受三角形荷载的连续梁，用力矩分配法计算板桩的弯矩和反力，用来验算板桩截面和选择支撑规格。
6) 多层支撑板桩入土深度计算
入土深度有两种计算方式法 ① 盾恩计算法
先绘出板桩上土压力分布图经简化后土压力公布如图： 假定作用在板桩FB ’段上的荷
载FGN ’B ’,一半传至F 点上,另一半由坑底土压力MB ’R ’承受,得:
图11 多支撑的等反力布置图
图10 多支撑的等弯矩布置
2511
()()22
a p a K H L x K K x γγ+=- 25()0P a a a K K x K Hx K HL ---=，解之即得入土深度x 。
②等值梁法计算
其计算步骤及方法同单锚板桩。 （2）围囹、内外导框、支撑系统验算
１）板桩围囹验算可根据公路《桥涵》上册（四）板桩围堰计算进行。 ２）内、外导框
①当导梁做成框架形式时，导梁除承受板桩传来的均布荷载外，并承受轴向力，此时导梁的最大弯矩：max M M NY =+
式中：M —均布荷载作用下的最大弯矩。 N —轴向力
Y —均布荷载与轴向力共同作用下产生的挠度 一般情况下可取max M M =
② 当为圆导框是轴向力N ：
N pR =
式中：N —轴向力
p —板桩墙单位长度（每米）上的水平压力； R —围堰的半径，由圆心算至钢板桩锁口轴线 圆导框
l =
③ 支撑系统 （3）局部冲刷验算 （4）基坑渗水量计算
（5）基坑底涌砂、基坑底板验算 １）基坑底涌砂验算
当坑底土为粉砂、细砂等，在基坑内抽水时，可能引起涌砂的
危险，因此要避免产生涌砂现象出现，则要求（基坑涌砂计算简图见图12）：
'K j γ≥? 或 '
1.5K j
γ=
≥
'
'2w w h j i h t
γγ=?=?+
式中：K —抗涌沙的安全系数，一般取1.5～2.0
图12 基坑涌沙计算简图
'γ—土的浮容重，'w γγγ=-
γ—土的容重
w γ—地下水的容重
j —最大渗流力（动水压力）
i —水头梯度，i=h/(h ’+2t)；
'h —地下水至坑底的距离 ２）基坑底板隆起验算
开挖基坑时，在坑壁土体自重及外荷载作用下，坑底软
土可能受挤压坑底发生隆起现象， 则抗隆起安全系数见下式（刚度较小浅桩基坑隆起计算见图13）：
(2)/(+) s f K h q πατγ=+
式中： s K —安全系数， 1.2s K ≥ 5.4有底钢套箱围堰设计
本章节主要介绍有底方形钢套箱围堰。该种套箱围堰一般由底板、壁板、内支撑、悬吊及定位系统组成。 5.4.1水文地质技术参数的选择
当承台底面距河床面较高，或承台以下为较厚的软弱土层、且水深流急时，目前多采用有底钢套箱作为防水措施来进行深水基础施工。
5.4.2钢套箱壁板及加劲肋、底板、支撑系统技术参数的选择
钢套箱壁板结构技术参数按最不利受力状态计算选取，壁板计算荷载为静水压力和动水压力及风力。沿围堰高度将侧板取出单位水平环体进行受力分析，壁板可以看作是由加劲肋支撑的多跨连续梁。一般壁板选取5～6mm 厚。
根据壁板的计算，可确定竖向加劲肋间距。
底板主要承受恒载灌注封底砼重量，底板由底板、底板吊梁、底板加劲肋构成，底板一般为10mm 钢板，吊梁和加劲肋根据计算布设。
内支撑系统计算与围堰壁板计算相关，所以在侧板验算的同时完成内支撑的计算。 5.4.3锚碇系统的选择
由于有底钢套箱是在钻孔灌注桩完成后的后续工序、只是承台施工的挡水结构、它的定位、导向和施工期的稳定都依托于已成群桩。在套箱下沉就位时的导向、定位依靠围堰自身的结构设计。只在水流较急的施工水域下沉时设置纠偏缆，但仅用于少量的调整。 5.4.4封底混凝土选择
封底砼的选择条件为吊箱抽水后在高潮位时的抗浮稳定性验算。
q
图13刚度较小浅桩基坑隆起计算图
5.4.5主要检算项目及方法
单壁钢吊箱结构构造尺寸拟定后，根据施工时段分析进行结构设计验算。下面主要介绍计算思路：
计算内容为：吊箱拼装（包括滑移入水、浮运）下沉计算；吊箱结构设计计算；封底混凝土施工阶段计算；抽水后吊箱抗浮计算
（1）钢套箱壁板及加劲肋、底板、支撑及悬吊系统验算 １） 钢套箱壁板及加劲肋验算
壁板承受水平荷载。其最不利工况为抽水施工承段，取此工况受力荷载组合进行壁板计算。其所受荷载组合为：风力+静水压力+动水压力+波浪力荷载
壁板计算时可看作由加劲肋角钢支撑的多跨连续梁，荷载为均布水压力q ，按塑性结构分析，则计算弯矩取2
116
M ql =
。选定钢板厚度，按公式即可确定竖向加劲肋间距。壁板水平大肋的间距布置用以确定加劲肋规格。
２）底板主要承受灌注封底混凝土恒载和吊箱静载，最不利受力工况为封底混凝土灌注阶段。底板荷载：P =混凝土荷载+底板荷载=H G γ?+浮
式中：γ浮—混凝土浮容重 H -混凝土灌注高度 G —单位面积底板重量
底板结构布置为格构形式，底板根据格构布置，可按双向板两端简支，两端固定计算。底板梁计算按底板吊杆的设计进行验算。
３） 支撑及悬吊系统计算
内支撑系统与套箱侧板计算相关，计算思路为作用在两水平横肋之间的力按简支计算，得出支座反力即为两层之间的力作用在竖向大肋的力。根据拟定的内支撑的布置进行验算。
悬吊系统以承受竖向荷载为主，分两种工况进行验算。
① 起吊下放是悬吊系统构件计算，计算方法同常规钢结构计算。
②承担灌注的封底混凝土重量。利用有限元分析各吊杆的受力，确定吊杆规格。 （2）封底混凝土验算 １）封底砼强度计算：
荷载取值：12q h h p γγ=?-?+混水 式中：γ水—水的容重 1h —计算水深 γ混—混凝土的容重 2h —封底混凝土容重 p —考虑波浪力作用
将封底砼按连续梁模式用有限元分析方法计算封底混凝土拉、剪应力符合要求。
拉应力验算：[]M f W M =<计
式中：M —封底混凝土容许弯矩 []f —封底混凝土容许拉应力
M 计—封底混凝土计算弯矩 剪应力验算：[]Q
A
ττ=<
式中：Q —封底混凝土剪力
A —封底混凝土剪切面积 []τ—容许剪应力
２）吊箱在最低水位条件下沿桩身下滑的检算
K= F / G
式中：G —钢套箱自重、内支撑自重、封底混凝土重、承台自重
F —钢吊箱所受浮力（浮力计算扣出钢护筒排开水的体积产生的浮力）、封底混凝土握裹力（握裹系数取2
10/t m ）
K —安全系数，取1.１～1.2 （3）钢套箱抗浮计算
计算抗浮稳定性应考虑在最高水位条件下的浮力
G
K F
> 式中：G —钢套箱自重、内支撑自重、封底混凝土重、封底混凝土握裹力（握裹系数取2
10/t m ） F —钢吊箱所受浮力（浮力计算扣出钢护筒排开水的体积产生的浮力） K —安全系数，取1.１～1.2 （4）锚碇系统验算
5.5无底钢套箱围堰设计
无底钢套箱围堰设计与有底钢套箱区别是无底钢套箱底部直接落在河床上。无底钢套箱主要结构由壁板、外圈梁、内支撑、导向架组成。
无底钢套箱施工工艺流程图：
结构设计→进料→套箱加工试拼→检查套箱加工质量→准备起吊设备→套箱吊装就位→套箱下沉就位→潜水员入水码袋堵漏→灌注封底混凝土→抽水查堵漏→清理桩头凿平封底混凝土至设计标高→作灌注承台混凝土前的准备工作。 5.5.1水文地质技术参数的选择
5.5.2钢套箱壁板及加劲肋、支撑系统技术参数的选择
广深准高速铁路石龙特大桥采用单壁无底钢套箱。设计时按照抽水作承台时最不利工况计算。围堰考虑在墩位拼装，受起吊限制，考虑分节分块拼装。
钢套箱设计高度为8.5m ，平面尺寸为12.05×7.85m 。高度方向分二节施工（4.5+4m ），栓接拼装加橡胶垫封水。
侧板是肋板式结构，采用5mm 钢板作围水壁板，壁板支撑竖肋用[14a 槽钢，横肋用∠75×50×8，壁板围肋用∠75×75×8。
水平内支撑采用边抽水边加内支撑的方法。 5.5.3锚碇系统的选择
一般单壁钢套箱施工时，钻孔桩钢管平台均为固定时，且一般工序均为先下钢护筒再下钢套箱，因此钢护筒的定位均依靠钢管工作桩或钢护筒，锚碇较为简单，有以下两种定位方式： （1）水流流速较小时的简易定位措施
根据水流速度，计算水流冲击力，在钻孔平台每边钢管支撑桩上设置倒链葫芦，钢套箱边下沉，边用倒链葫芦调整，以调整好套箱水平位置。 （2）水流流速较大时的定位措施
当水流流速较大时，水面以上的水平定位可以用设置于钻孔平台钢管支撑桩上的倒链葫芦，对钢套箱进行水平纠偏。水面以下钢套箱底部的定位则通过设置于其下部1/3处的锚缆调整。 5.5.4封底混凝土选择
无底钢套箱封底混凝土选择也是当围堰位于施工最高水位时，围堰抽水后封底混凝土在浮力作用不被破坏。
5.5.5主要检算项目及方法
（1）钢套箱壁板及加劲、支撑系统验算 无底钢套箱壁板、支撑计算同有底钢套箱。 （2）无底钢套箱壁板入土深度确定及验算
无底钢套箱壁板为单壁结构刚度较小，靠自身入土较为困难，而且入土过程要确保均匀下沉，保证平面高差不超过20cm 。围堰入土一般均要求围堰穿过覆盖层，切入河床岩层。围堰入土深度的计算以围堰加重大于围堰壁板与覆盖层间摩阻力，实际施工时入土主要靠在套箱外部采用长臂挖掘机进行挖砂，套箱内部采用抓斗进行水下捞砂，再配合高压水泵冲砂入土下沉。
入土深度计算：取决于围堰下沉力与摩阻力比值。 围堰下沉系数R ：
1R =
>下沉力
摩阻力
（3）封底混凝土混凝土验算 封底砼强度计算：
荷载取值：12q h h γγ=?-?混水
式中：γ水—水的容重 1h —计算水深 γ混—混凝土的容重 2h —封底混凝土容重
封底混凝土计算可取1单元（宽取1m ，高度取封底砼计算厚度）计算，将该单元砼按连续梁模式用有限元分析方法得出封底混凝土最大弯矩M 。根据弯矩验算封底混凝土拉、剪应力应符合要求。
钣金件结构设计
1引言 薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差，不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。和薄板构件有关的加工工艺有三类： (1)下料：它包括剪切和冲裁。(2)成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。(3) 连接：它包括焊接、粘接等。薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外，要注意构件的批量大小。 薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点： (1)易变形，这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。 (2)薄板构件重量轻。 (3)加工量小，由于薄板表面质量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。 (4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。 (5)形状规范，便于自动加工。 2结构设计准则 在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。为此设计人员应该注意以下制造方面事项。 钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。在一般情况下，对钣金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。 如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点，这里推荐几条设计准则。 2.1简单形状准则 切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短，切割量也越小。如直线比曲线简单，圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形 简单(见图1)。
(a)不合理结构(b)改进结构 图1 图2a的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时，切割麻烦，因此，小批量生产时，宜用图b所示结构。 (a)不合理结构(b)改进结构 图2 2.2节省原料准则（冲切件的构型准则） 节省原材料意味着减少制造成本。零碎的下角料常作废料处理，因此在薄板构件的设计中，要尽量减少下脚料。冲切弃料最少以减少料的浪费。特别在批量大的构件下料时效果显著，减少下角料的途径有： (1)减少相邻两构件之间的距离(见图3)。 (a)不合理结构(b)改进结构 图3 (2)巧妙排列(见图4)。 (a)不合理结构(b)改进结构 图4
地下室临时支撑设计计算书最新0418
地下室临时支撑设计计算书计算依据： 1、《钢结构设计规范》GB50017-2003 2、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 3、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008 一、参数信息 1、基本参数 二、设计简图
碗扣式支撑立面图
支撑平面图
碗扣式支撑受力简图 三、支撑结构验算 支撑类型碗扣式钢管支撑架支架计算依据《建筑施工碗扣式 钢管脚手架安全技 术规范》 JGJ166-2008 永久荷载的分项系数γG 1.2 可变荷载的分项系数γQ 1.4 立杆纵向间距la(mm) 900 立杆横向间距lb(mm) 900 立柱水平杆步距h0(mm) 1500 立柱顶部步距h d(mm) 500 0.2 扫地杆高度h2(mm) 300 立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点 的长度a1(m)： 斜杆或剪刀撑设置每行每列有斜杆支撑钢管类型Φ48×2.7 抗压强度设计值[f](N/mm2) 205 可调托座承载力容许值[N](kN) 30
施工荷载传递； 设梁板下Φ48×2.7mm 钢管@0.9m×0.9m支承上部施工荷载，可得：N=γQ ×N QK ×l a ×l b =1.4×25×0.9×0.9=28.35kN 1、可调托座承载力验算 【N】=30≥N =28.35kN 满足要求！ 2、长细比验算 根据《规范》JGJ166-2008第5.6.3条规定可知； 立杆计算长度：l0＝h0＝1500mm λ=l0/i=1500/16=93.75≤[λ]＝230 满足要求！ 3、立杆稳定性验算 λ=93.75，查《规范》JGJ166-2008附录E表E，取φ=0.641 f＝N/(φA)=28350/(0.641×384)=115.176N/mm2≤[f]＝205N/mm2 满足要求！
钣金件结构设计工艺手册.docx
钣金件结构设计工艺手册 前言 公司现有零件中，不仅在打样过程中经常会有一些加工工艺性的问题，也有很多归档转产的零件存在加工困难的情况，不仅影响生产进度和交货，也影响结构件的质量。如钣金零件的折弯，经常会发生折弯碰刀的情况；落料的外圆角、半圆凸台、异型孔的规格太多，以及一些不合理的形状设计，导致加工厂要多开很多不必要的落料模，大大增加模具的加工和管理成本；插箱的钣金导轨、拉伸凸台等设计，品种越来越多，需要统一、规范；喷漆和丝印，也经常出现喷涂选择不合理导致废品率较高、无法丝印等问题；有些钣金零件的点焊完全可以适当增加定位，不增加成本也不影响美观，实际上大部分设计是靠生产的工装定位，不仅麻烦、效率低，精度也不好；很多可以避免焊接的钣金零件，往往设计成角焊的结构形式，焊接和打磨都非常麻烦，不仅效率较低，而且外观质量也经常得不到保证，等等。长期以来，这些相同的问题不断地重复发生，无论对产品质量还是产品的生产和进度，都会产生不良的影响。 编写这本《结构设计工艺手册》目的，就是为了方便工程师在结构设计时查阅一些常用的、关键的数据，更好地保证工程师设计出的零件有较好的加工工艺性，统一结构要素，减少不必要的开模，加快加工进度，降低加工成本，提高产品质量。编写这本手册的同时，对《钣金模具手册》标准进行了彻底的改编，对一些典型的结构形状进行了优化和系列化，减少了品种，并在intralink库里对相关的模具建模，不仅方便设计人员进行结构设计，对模具的统一，也会起到较好的效果。 手册中一些典型的数据主要来源于参考资料，一些工艺上的极限尺寸，主要来源于加工厂家提供的数据，是我们应尽可能遵照的。有些正在生产的零件，一些尺寸超出了手册中给出的极限尺寸，但并不能就能说明这些设计是有良好的工艺性，原则上是在满足产品性能的条件下，尽可能达到最好的加工工艺性。
钣金工艺与结构设计基础知识
认真 勤奋主动担当 专业能力开放包容
一、钣金加工定义: 钣金加工是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪切,冲裁,折弯,焊接,铆接,模具成型及表面处理等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。根据加工方式不同,通常分为两类: 1.非模具加工: 通过数控冲床,激光镭射,折弯机,铆钉机等加工工具对板材进行加工的工艺方式,一般用于样品制作,成本较高。 2.模具加工: 通过固定的模具,对钣金进行加工,一般有下料模,成型模,主要用于批量生产,成本较低。 钣金件具有重量轻、强度高、导电（能够用于电磁屏蔽）、成本低、大规模量产性能好等特点，在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用，例如在电脑机箱、手机、电控柜、取款机、设备外罩中，钣金件是必不可少的组成部分。随着钣金的应用越来越广泛，钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环，机械工程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧，使得设计的钣金既满足产品的功能和外观等要求，又能使得冲压模具制造简单、成本低。
钣金加工厂一般来说基本设备包括：剪板机、数控冲床、激光切割机、等离子切割机、水射流切割机、复合机、折弯机以及各种辅助设备如：开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机、铆钉机、刨槽机等。 数控冲床的工作原理为：由数控装置内的计算机对编制好的加工程序分析后通过伺服系统及可编程序制器向机床主轴及进给等执行机构发出指令，机床主体则按照这些指令，并在检测反馈装置的配合下，对工件加工所需的各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和进给速度等项要求实现自动控制，从而完成工件的加工。
激光切割机的原理：光纤激光切割机利用高密度激光束照射被切割材料上，使材料很快被加热至汽化的温度，瞬间蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成行窄的切缝（如0.1mm左右），完成对材料的切割，这就是激光切割（Laser Cutting）。
(完整版)钣金件结构设计工艺手册
钣金件结构设计工艺手册 目录 1 第一章钣金零件设计工艺 1 1.1 钣金材料的选材 1 1.1.1 钣金材料的选材原则 1 1.1.2 几种常用的板材 1 1.1.3 材料对钣金加工工艺的影响 3 1.2 冲孔和落料： 5 1.2.1 冲孔和落料的常用方式 5 1.2.2 冲孔落料的工艺性设计9 1.3 钣金件的折弯13 1.3.1 模具折弯：13 1.3.2 折弯机折弯14 1.4 钣金件上的螺母、螺钉的结构形式26 1.4.1 铆接螺母26 1.4.2 凸焊螺母29 1.4.3 翻孔攻丝30 1.4.4 涨铆螺母、压铆螺母、拉铆、翻孔攻丝的比较31 1.5 钣金拉伸32 1.5.1 常见拉伸的形式和设计注意事项32 1.5.2 打凸的工艺尺寸33 1.5.3 局部沉凹与压线33 1.5.4 加强筋34 1.6 其它工艺35 1.6.1 抽孔铆接35 1.6.2 托克斯铆接36 1.7 沉头的尺寸统一36 1.7.1 螺钉沉头孔的尺寸36 1.7.2 孔沉头铆钉的沉头孔的尺寸的统一36 1.7.3 沉头螺钉连接的薄板的特别处理36 2 第二章金属切削件设计工艺37 2.1 常用金属切削加工性能37 2.2 零件的加工余量38 2.2.1 零件毛坯的选择和加工余量38 2.2.2 工序间的加工余量38 2.3 不同设备的切削特性、加工精度和粗糙度的选择39 2. 3.1 常用设备的加工方法与表面粗糙度的对应关系39 2.3.2 常用公差等级与表面粗糙度数值的对应关系39 2.4 螺纹设计加工40 2.4.1 普通螺纹的加工方法40 2.4.2 普通螺纹加工常用数据40 2.4.3 普通螺纹的标记41 2.4.4 普通螺纹公差带的选用及精度等级41
常见钣金件加工的工艺流程及表面处理
常见钣金件加工的工艺流程及表面处理钣金加工是钣金技术人员需要掌握的关键技术，也是钣金制品成形的重要工序。它既包括传统的切割2下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺参数，又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操作方法，还包括新冲压技术及新工艺。 常见钣金件加工的工艺流程及表面处理 钣金加工是钣金技术人员需要掌握的关键技术，也是钣金制品成形的重要工序。它既包括传统的切割下料、冲裁加工、弯压成形等方法及工艺参数，又包括各种冷冲压模具结构及工艺参数、各种设备工作原理及操作方法，还包括新冲压技术及新工艺。 一、材料的选用 钣金加工一般用到的材料有冷轧板（SPCC）、热轧板（SHCC）、镀锌板（SECC、SGCC），铜（CU）黄铜、紫铜、铍铜，铝板（6061、6063、硬铝等），铝型材，不锈钢（镜面、拉丝面、雾面），根据产品作用不同，选用材料不同，一般需从产品其用途及成本上来考虑。1．冷轧板SPCC，主要用电镀和烤漆件，成本低，易成型，材料厚度≤3.2mm。 2．热轧板SHCC，材料T≥3.0mm ,也是用电镀,烤漆件，成本低，但难成型，主要用平板件。 3．镀锌板SECC、SGCC。SECC电解板分N料、P料，N料主要不作表面处理，成本高， P料用于喷涂件。 4．铜；主要用导电作用料件，其表面处理是镀镍、镀铬，或不作处理，成本高。 5．铝板；一般用表面铬酸盐（J11-A），氧化（导电氧化，化学氧化），成本高，有镀银，镀镍。6．铝型材；截面结构复杂的料件，大量用于各种插箱中。表面处理同铝板。 7．不锈钢；主要用不作任何表面处理，、成本高。 二、图面审核 要编写零件的工艺流程，首先要知道零件图的各种技术要求；则图面审核是对零件工艺流程编写的最重要环节。 1．检查图面是否齐全。 2．图面视图关系，标注是否清楚，齐全，标注尺寸单位。 3．装配关系，装配要求重点尺寸。 4．新旧版图面区别。 5．外文图的翻译。 6．表处代号转换。 7．图面问题反馈与处埋。 8．材料 9．品质要求与工艺要求 10．正式发行图面，须加盖品质控制章。
钣金产品结构设计资料(doc 26页)
钣金产品结构设计资料 第一章金属材料 SPCC 一般用钢板，表面需电镀或涂装处理 SECC 镀锌钢板，表面已做烙酸盐处理及防指纹处理 SUS 301 弹性不锈钢 SUS304 不锈钢 镀锌钢板表面的化学组成------基材（钢铁），镀锌层或镀镍锌合金层，烙酸盐层和有机化学薄膜层. 有机化学薄膜层能表面抗指纹和白锈，抗腐蚀及有较佳的烤漆性. SECC的镀锌方法 热浸镀锌法 : 连续镀锌法（成卷的钢板连续浸在溶解有锌的镀槽中 板片镀锌法 (剪切好的钢板浸在镀槽中，镀好后会有锌花. 电镀法: 电化学电镀，镀槽中有硫酸锌溶液，以锌为阳极，原材质钢板为阴极.
1-2产品种类介绍 1.品名介绍 材料规格后处理镀层厚度 S A B C＊D＊E S for Steel A: EG （Electro Galvanized Steel）电气镀锌钢板---电镀锌 一般通称JIS 镀纯锌 EG SECC （1） 铅和镍合金合金EG SECC （2） GI (Galvanized Steel) 溶融镀锌钢板------热浸镀锌 非合金化 GI， LG SGCC （3） 铅和镍合金 GA， ALLOY SGCC （4） 裸露处耐蚀性2>3>4>1 熔接性2>4>1>3 涂漆性4>2>1>3 加工性1>2>3>4 B: 所使用的底材 C (Cold rolled) : 冷轧
H (Hot rolled): 热轧 C: 底材的种类 C: 一般用 D: 抽模用 E: 深抽用 H: 一般硬质用 D: 后处理 M: 无处理 C: 普通烙酸处理---耐蚀性良好，颜色白色化 D: 厚烙酸处理---耐蚀性更好，颜色黄色化 P: 磷酸处理---涂装性良好 U: 有机耐指纹树脂处理(普通烙酸处理)--- ---耐蚀性良好，颜色白色化，耐指纹性很好 A: 有机耐指纹树脂处理(厚烙酸处理)---颜色黄色化，耐蚀性更好 FX: 无机耐指纹树脂处理---导电性 FS: 润滑性树脂处理---免用冲床油 E: 镀层厚
钣金结构设计准则
1 引言 薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差,不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。和薄板构件有关的加工工艺有三类:(1)下料:它包括剪切和冲裁。（2)成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。（3)连接:它包括焊接、粘接等。薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外，要注意构件的批量大小。 薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点: (１）易变形,这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。 (2)薄板构件重量轻。 (3)加工量小，由于薄板表面质量高,厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。（4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。 (5)形状规范，便于自动加工。 2 结构设计准则 在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加,又不出废品。为此设计人员应该注意以下制造方面事项。 钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应保证材料消耗少,工序数目少,模具结构简单,使用寿命高，产品质量稳定。在一般情况下，对钣金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。
如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点,这里推荐几条设计准则。 2.1 简单形状准则 切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短,切割量也越小。如直线比曲线简单,圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见图1）。 (a）不合理结构(b)改进结构 图１ 图２a的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时,切割麻烦，因此，小批量生产时,宜用图ｂ所示结构。 (a）不合理结构(b）改进结构 图2 2.2 节省原料准则(冲切件的构型准则） 节省原材料意味着减少制造成本。零碎的下角料常作废料处理，因此在薄板构件的设计中,要尽量减少下脚料。冲切弃料最少以减少料的浪费。特别在批量大的构件下料时效果显著，减少下角料的途径有:
工地常用临时结构设施计算手册
目录 一前言 (1) 二路基工程 (2) 1 浅孔爆破计算 (2) 1.1 爆破特征 (2) 1.2 计算简图 (2) 1.3 计算参数 (2) 1.4 爆破药量计算 (2) 1.5 计算实例 (4) 2 深孔爆破计算 (5) 2.1 爆破特征 (5) 2.2 计算简图 (5) 2.3 计算参数 (5) 2.4 爆破药量计算 (5) 2.5 计算实例 (5) 3 控制爆破计算 (7) 3.1 爆破特点 (7) 3.2 爆破参数 (7) 3.3 单个炮孔的装药量 (7) 3.4 一次爆破药量 (8) 3.5 计算实例 (8) 三桥梁工程 (10) 1 模板计算 (10) 1.1 模板荷载及其组合 (10)
1.3 荷载的标准值 (11) 1.4 35m预应力T梁模板(侧模)计算 (16) 1.5 大模板计算 (22) 2 脚手架计算 (34) 2.1 碗扣式脚手架 (34) 2.2 扣件式脚手架 (48) 3 无支架现浇盖梁 (57) 3.1 预埋钢棒现浇盖梁 (57) 3.2 抱箍现浇盖梁 (59) 4 先张法张拉台座 (64) 4.1 预应力墩式偏心台座计算 (64) 4.2 预应力墩式轴心台座计算 (71) 5 基坑开挖支护计算 (77) 5.1 土压力计算 (77) 5.2 土体直立壁最大开挖高度的计算 (88) 5.3 连续水平板或支撑的计算 (89) 5.4 连续水平板或支撑的计算 (93) 5.5 抗滑桩设计 (95) 6 钢板桩围堰 (99) 6.1 工程概况 (99) 6.2 钢板桩围堰布置 (99) 6.3 钢板桩围堰验算 (99) 7 吊装(预埋螺栓、吊环) (106) 7.1 设计原则 (106) 7.2 吊环计算 (106)
钣金件结构设计知识
钣金件结构设计知识 1 引言 薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差，不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。和薄板构件有关的加工工艺有三类：(1)下料：它包括剪切和冲裁。(2)成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。(3)连接：它包括焊接、粘接等。薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外，要注意构件的批量大小。 薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点： (1)易变形，这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。 (2)薄板构件重量轻。 (3)加工量小，由于薄板表面质量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。 (4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。 (5)形状规范，便于自动加工。 2 结构设计准则 在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。为此设计人员应该注意以下制造方面事项。 钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。在一般情况下，对钣金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。 如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点，这里推荐几条设计准则。 2.1 简单形状准则 切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短，切割量也越小。如直线比曲线简单，圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见图1)。 (a)不合理结构(b)改进结构 图1 图2a的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时，切割麻烦，因此，小批量生产时，宜用图b所示结构。
钣金结构设计工艺大揭秘分析
引言 薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差，不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。和薄板构件有关的加工工艺有三类：(1)下料：它包括剪切和冲裁。(2)成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。(3)连接：它包括焊接、粘接等。薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外，要注意构件的批量大小。 薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点： (1)易变形，这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。 (2)薄板构件重量轻。 (3)加工量小，由于薄板表面质量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。 (4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。 (5)形状规范，便于自动加工。 2结构设计准则 在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。为此设计人员应该注意以下制造方面事项。 钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。在一般情况下，对钣金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。 如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点，这里推荐几条
设计准则。 2.1简单形状准则 切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短，切割量也越小。如直线比曲线简单，圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见图1)。 (a)不合理结构(b)改进结构 图1 图2a的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时，切割麻烦，因此，小批量生产时，宜用图b所示结构。 (a)不合理结构(b)改进结构 图2 2.2节省原料准则（冲切件的构型准则） 节省原材料意味着减少制造成本。零碎的下角料常作废料处理，因此在薄板构件的设计中，要尽量减少下脚料。冲切弃料最少以减少料的浪费。特别在批量大的构件下料时效果显著，减少下角料的途径有： (1)减少相邻两构件之间的距离(见图3)。
建筑施工临时结构的设计及计算,建议收藏!
1.简述几种大临结构的设计计算1.1简述几种大临结构的设计计算 1.2大临结构设计计算思路 (1)定初步方案： ?定布置形式 ?定尺寸 ?定材料 ?定截面等 (2)分析计算： ?传力路径 ?概念性分析判断 ?简化成计算简图 ?手算 ?电算 (3)优化方案： ?整体布置是否需要优化 ?细节处理是否合理 ?材料性能是否充分利用 目的：
1.3支架设计计算概述 (1)支架的设计计算的一般过程：?1.对上部结构进行分析 ?2.纵向布置 ?3.横向布置 ?4.支架地基基础布置 ?5.初步选择钢材型号及材料
?6.手算初步方案是否合理 ?7.电算各构件受力情况 ?8.不断优化确定方案 (2)支架设计荷载 ?钢筋砼自重取25-26kn/m3，竹胶板取1.0kpa，钢模取2kpa，施工活载取 2.5kpa，振捣砼产生的荷载取2kpa. (3)荷载组合分项系数 ?永久荷载取1.2，活荷载取1.4. (4)材料强度 ?依据《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》相关规定取值 (5)支架各构件允许长细比 ?主要受压构件取150，次要受压构件取200. (6)支架各构件最大变形限值 ?支架受载后挠曲的杆件，其弹性挠度为相应结构计算跨度的1/400 1.4挂篮计算概述 (1)挂篮主要组成构件 ?主桁架：主要受力结构，由桁架片构成两组，可用贝雷钢架、万能杆件或大型型钢等拼成?悬吊系统：将荷载从底模传到主桁上，常采用钻有销孔的钢带或精轧螺纹钢。 ?锚固系统与平衡重：防止挂篮行走和浇筑砼时倾覆失稳，稳定性系数不小于2。 ?行走系统 ?工作平台 ?底模架
(2)挂篮的设计要求 ?挂篮长度和横截面：长度应按悬臂浇筑最大的分段长度决定。横截面布置由桥梁宽度和截面形式决定。 ?挂篮要满足强度、刚度、稳定性的要求。 ?挂篮与悬浇梁段砼的重量比<0.5，挂篮的最大变形<20mm(一般轻型挂篮比较难做到)。()(3)计算围堰时一般需要考虑的荷载 ?水土压力：砂土地基采用水土分算，粘土或粉土地基采用水土合算。 ?水流力、波浪力 ?其他作用力：施工车辆荷载、基坑周边的超载、风荷载等 1.5围堰计算概述 2.简介midas有限元程序 2.1Midas/Civil软件介绍 2.3Midas/Civil帮助文件 Midas系列软件是以有限元为理论基础开发的分析和设计软件。是韩国浦项集团研发的。Midas系列软件包含建筑（Gen），桥梁（Civil），岩土隧道（GTS），机械（MEC），基础（SDS），有限元网格划分（FX+）等多种软件 Midas/Civil是关于土木结构分析系统。其主要特点为： 提供菜单交互式、表格输入、导入CAD等建模功能。 提供刚构桥、板桥、箱梁桥、悬索桥、斜拉桥等桥型的建模助手。 提供中国、美国等国家材料/截面数据库，砼收缩徐变规范和移动荷载规范。提供杆、板、实体等单元的多种有限元模型。 提供静力分析、动力分析、屈曲分析等功能。 可根据设计规范自动生成荷载组合，也可自行添加和修改荷载组合。 可输出各种反力、位移、内力和应力的图形、表格和文本。 可在进行结构分析后对多种形式的梁、柱截面进行设计和验算。 2.2Midas/Civil菜单详解
-经典--华为的钣金件设计规范-
-经典--华为的钣金件设计规范-
DKBA 华为技术有限公司企业技术规范 DKBA4031-2003.06 钣金结构件可加工性设计规范 2003-06-30发布2003-07-XX实施
华为技术有限公司发布
目次 前言 (7) 1范围和简介 (8) 1.1范围 (8) 1.2简介 (8) 1.3关键词 (8) 2规范性引用文件 (8) 3冲裁 (9) 3.1冲裁件的形状和尺寸尽可能简单对称，使排样时废料最少。. 9 3.2冲裁件的外形及内孔应避免尖角。 (9) 3.3冲裁件应避免窄长的悬臂与狭槽 (10) 3.4冲孔优先选用圆形孔，冲孔有最小尺寸要求 (10) 3.5冲裁的孔间距与孔边距 (11) 3.6折弯件及拉深件冲孔时，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离 12 3.7螺钉、螺栓的过孔和沉头座 (12) 3.8冲裁件毛刺的极限值及设计标注 (13) 3.8.1冲裁件毛刺的极限值 (13) 3.8.2设计图纸中毛刺的标注要求 (14) 4折弯 (15) 4.1折弯件的最小弯曲半径 (15) 4.2弯曲件的直边高度 (17) 4.2.1一般情况下的最小直边高度要求 (17) 4.2.2特殊要求的直边高度 (17) 4.2.3弯边侧边带有斜角的直边高度 (18)
4.3折弯件上的孔边距 (18) 4.4局部弯曲的工艺切口 (19) 4.4.1折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置 (19) 4.4.2当孔位于折弯变形区内，所采取的切口形式 (20) 4.5带斜边的折弯边应避开变形区 (20) 4.6打死边的设计要求 (21) 4.7设计时添加的工艺定位孔 (21) 4.8标注弯曲件相关尺寸时，要考虑工艺性 (22) 4.9弯曲件的回弹 (22) 4.9.1折弯件的内圆角半径与板厚之比越大，回弹就越大。 . 23 4.9.2从设计上抑制回弹的方法示例 (23) 5拉伸 (23) 5.1拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求 (23) 5.2拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径 (24) 5.3圆形拉伸件的内腔直径 (24) 5.4矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径 (24) 5.5圆形无凸缘拉伸件一次成形时，其高度与直径的尺寸关系要求 25 5.6拉伸件设计图纸上尺寸标注的注意事项 (26) 5.6.1拉伸件产品尺寸的标准方法 (26) 5.6.2拉伸件尺寸公差的标注方法 (26) 6成形 (26) 6.1加强筋 (26) 6.2打凸间距和凸边距的极限尺寸 (27) 6.3百叶窗 (27) 6.4孔翻边 (28)
钣金结构设计工艺设计规范
钣金结构设计工艺规范 一、目的： 为了统一公司各产品部设计人员对钣金工艺知识的认知和运用，推进设计的标准化，保证所设计产品合理的加工工艺性，特制定本规范。 二、范围： 本原则适用各产品部的板厚≤6mm 的钣金结构设计工作。 三、内容： 1．板材选用规范： 1） 为了保证材料利用率和冲折最少的换模次数，同一结构上≤4mm 的板材厚度规格最多不超过三种， 对于强度要求较高的结构可以采用在薄板上压筋或焊接加强筋的方式来实现（如图1）； 2） 板材应优先选用《结构公司常用材料明细表》上登 录的材料规格，如必须选用该表以外的材质或板厚，则必须经由工艺室确认后方可选用；（附表1） 3） 应避免零件的展开尺寸与原材料的外廓尺寸相等， 以此避免原材料误差平行转移； 图1 4） 对于有装饰面要求非喷涂板材，同类产品花纹方向应一致，有条状纹路（如拉丝不锈钢）的板材， 以人立于的产品正前方为视角标准，纹路方向优先选择竖向（上下）和纵向（前后），对于次要零部件或产品的次要部位，为了保持材料利用率可适当采用横向纹路； 5） 对于折弯性能差的厚热板件（如电梯门机件）、硬铝、有功能性回弹的零件（如电插座簧片）等， 应有纤维方向的技术要求，对于有避免折弯裂纹要求的零件，料单上应有剪切毛刺方向及折弯方向的要求。 2．孔缺结构设计规范： 1） 板材上的各种孔优先选用数控或冲压通用模具表格上登记的规格（附表2，附表3）。 2） 钣金结构零件应倒圆，这从安全和模具寿命均有利。短的突出宽度b /2t ，长的窄条宽度B /3t 。零 件圆角、孔径等的最小尺寸值参照（如图2，附表4）。 ≥3
图2 附表4 推荐的最小尺寸（见图2） 3） 按图2（d ），当D1'1.5t(有色金属)，D1'2t(黑色金属)时，将园孔或方孔开通成右侧的“U ”型缺 口即可保证良好的工艺性。 4） 对于距零件边缘较近的锁、折页、螺母、螺钉等附件的让位孔优先采用缺口型，从经济精度及安 装拆卸的工艺性考虑，应尽可能避免封闭型（如图3）。 不推荐 不推荐 图3 5） 板厚≤2mm 的钢板适于翻边攻丝，相应的厚板不适于翻孔攻丝，详细规范参照附表4。 附表4 板厚与丝孔结构对照表
经典钣金结构设计规范
经典钣金结构设计工艺规范 一、目的： 公司为了统一各产品部设计人员对钣金工艺知识的认知和运用，推进设计的标准化，保证所设计产品合理的加工工艺性，特制定本规范，本规范含十项内容。 ● 板材选用规范 ● 孔缺结构设计规范 ● 弯曲结构设计规范 ● 焊接结构设计规范 ● 结构缝隙设计规范 ● 表面涂层种类选用规范 ● 表面镀层种类选用规范 ● 图纸工艺性分析和审查规范 ● 图纸尺寸标准规范 ● 非喷涂不锈钢结构设计规范 二、范围： 本原则适用各产品部的板厚 6mm 的钣金结构设计工作。 三、内容： 1．板材选用规范： 1） 为了保证材料利用率和冲折最少的换模次数，同一结构上 4mm 的板材厚度规格最多不超过三种， 对于强度要求较高的结构可以采用在薄板上压筋或焊接加强筋的方式来实现（如图1，如图2）； 图1 图2 2） 板材应优先选用《结构公司常用材料明细表》上登录的材料规格，如必须选用该表以外的材质或板 厚，则必须经由工艺室确认后方可选用；（附表1） 3） 应避免零件的展开尺寸与原材料的外廓尺寸相等，以此避免原材料误差平行转移； 4） 对于有装饰面要求非喷涂板材，同类产品花纹方向应一致，有条状纹路（如拉丝不锈钢）的板材， 以人立于的产品正前方为视角标准，纹路方向优先选择竖向（上下）和纵向（前后），对于次要零部件或产品的次要部位，为了保持材料利用率可适当采用横向纹路； 5） 对于折弯性能差的厚热板件（如电梯门机件）、硬铝、有功能性回弹的零件（如电插座簧片）等， 应有纤维方向的技术要求，对于有避免折弯裂纹要求的零件，料单上应有剪切毛刺方向及折弯方向的要求。 R = t R ≥ 3t t
地铁工程临时结构验算指南
内部资料请勿外传 城轨公司施工常用临时结构 检算指南 （初稿） 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司工程技术部 二零一五年三月
目录 第一章地铁车站模板支架检算 (1) 1 概述 (1) 2计算要点 (1) 2.1 荷载选取 (1) 2.2 荷载分项系数 (2) 2.3 荷载组合 (2) 2.4 工况 (3) 3 计算步骤 (3) 4 工程实例 (4) 4.1工程概况 (4) 4.2基本参数 (4) 4.3车站模板支架计算 (6) 4.4施工照片 (44) 第二章盾构始发托架反力架检算 (46) 1 概述 (46) 2 盾构始发托架设计 (47) 2.1 主要计算要点 (47) 2.2 计算步骤 (47) 2.3 工程实例 (50) 3 盾构反力架验算 (52) 3.1 荷载 (52) 3.2 计算要点 (54) 3.3 计算步骤 (54) 3.4 工程实例 (55) 第三章侧墙三角架模板检算 (61) 1 概述 (61)
2.1 荷载取值 (61) 2.2 荷载分项系数 (62) 3 计算步骤 (62) 4 工程实例 (63) 4.1 工程概况 (63) 4.2 侧墙支撑架承载稳定性验算 (63) 4.3 单侧向侧墙模板支撑系统验算 (66) 4.4 验算结论 (70) 4.5 施工图片 (71) 第四章栈桥计算指南 (74) 1 概述 (74) 2 主要计算要点 (75) 2.1 荷载组合形式 (75) 2.2 荷载取值 (76) 2.3 主要计算内容 (80) 3 计算步骤 (80) 3.1 结构自重取值 (80) 3.2 可变荷载取值 (80) 3.3 其它荷载 (80) 3.4 模型简化 (81) 3.5 桥面系强度、刚度计算 (82) 3.6 分配梁强度、刚度计算 (83) 3.7 主梁结构强度、刚度 (84) 3.8 结构稳定性 (85) 3.9 墩柱、桥台及基础验算 (85) 4 工程实例 (86) 4.1 实例一：东沟头临时施工栈桥 (86) 4.2 常用结构件参数表 (90) 第五章钢板桩围堰检算指南 (93)
临时结构设计计算指南(修改稿)
临时结构设计计算指南（修改稿） 主编：李小健 审核：牛子民 中铁北京工程局集团技术中心（设计分公司） 2017年06月
目录 第一章总则 (4) 1.1编制目的 (4) 1.2临时结构设计对设计技术人员的要求 (4) 1.3设计技术人员的培养思路和方法 (4) 第二章与临时结构设计相关的规范、规程简述 (4) 2.1结构设计规范中与临时结构设计相关的主要内容说明 (5) 2.2建筑施工安全技术规范、规程的主要内容说明 (5) 第三章基本设计知识简述 (7) 3.1结构的计算简图及简化要点 (7) 3.2荷载与承载力 (8) 3.2.1荷载标准值与设计值的概念 (8) 3.2.2材料性能标准值与设计值的概念 (9) 3.2.3荷载组合的概念 (9) 3.2.4规范中常用数据分析说明 (10) 3.3与临时结构设计有关的荷载标准值计算及荷载组合 (11) 3.3.1荷载标准值 (11) 3.3.2荷载设计值 (13) 3.3.3荷载组合 (13) 3.4临时结构设计的其它规定 (14) 第四章模板、满堂支架结构简要设计原理及例题讲解 (14) 4.1适用范围及特点 (14) 4.2模板、支架设计的相关规定 (14) 4.2.1荷载与设计的相关规定 (14) 4.2.2变形值的相关规定 (15) 4.3现浇砼模板、满堂支架设计计算原理 (16) 4.3.1模板、满堂支架结构体系说明 (16) 4.3.2模板及其附属杆件设计计算原理 (16) 4.3.3满堂支架体系设计计算原理及构造要求（以碗扣支架为例） (20) 4.3.4支架整体抗倾覆稳定验算 (21) 4.3.5地基基础验算 (22) 4.3.6特殊情况地基基础设计 (23) 第五章梁柱式支架结构简要设计原理及例题讲解 (24) 5.1适用范围及特点 (24) 5.2梁柱式支架设计的有关规定 (24) 5.3荷载取值及组合 (25) 5.4梁柱式支架设计计算原理 (27) 5.4.1梁柱式支架结构计算规定 (27) 5.4.2纵梁、横梁计算 (27)
施工临时结构设计与计算
施工临时结构设计与计算 各位领导、各位同事、各位朋友：大家好。 所谓施工临时结构的设计与计算，顾名思义它是属于一项设计的工作。我们公司是一家专门从事工程施工的企业，从国家的管理层面上来看，所认定的企业资质是施工级别（如一级、二级，或特级等），都是从事的工程建造，即按图施工，按照专门的设计单位设计好了的施工图来进行建造。所要求的从事施工人员如项目经理等个人的资质要求也是讲究的持一级或二级建造师，安全方面的要求是持A、B或C等安全证，从未要求具有设计方面的要求。但是作为一名项目总工，在工程实践中，或多或少必然会遇到设计方面的工作，比如施工便桥、模板、临时围堰等等，总不能一遇到设计工作就委托别人做，那是行不通的，况且有些施工方面的工具。配件及工艺等，设计单位也不一定懂。也就是说作为一名合格的项目总工，必须具有一定的设计与计算能力或叫技能。下面本人结合扬中三桥工程建设的实际，向各位介绍一下工程中遇到的施工临时结构的设计与计算方面的内容。 一、临时钢栈桥钢平台设计与计算 扬中三桥是镇江新区金港大道至扬中快速通道工程中的一座特大桥。扬中是长江下游的一个江心洲，长江在此被扬中分为左右两个汊道，一个大江，一个夹江。扬中三桥是跨越长江扬中夹江的一座桥梁。跨江主桥采用75+4×125+75m变截面预应力混凝土连续箱梁，主桥长650m。 为了进行水中墩施工，沟通陆上与水上的通道，分别从扬中、大港长江大堤向江中搭设钢栈桥，其中，扬中一侧栈桥长310m，大港一侧栈桥长150m。水中墩台设置钻机平台和工作平台，南、北岸钢栈桥下游侧各设一个临时码头。为保证施工期间的临时通航，拟预留两个单向通航孔，通航孔分别设在19#~20#桥墩以及21#~22#桥墩之间，江中20#、21#桥墩为孤岛施工。
钣金结构件设计工艺规范
钣金设计规范目录 A折弯的相关知识 B螺纹孔规格及对应底孔大小 C零件上电气元件开孔 D工艺孔 F弯曲结构设计规范 G钣金件的焊接定位 H坚固件选用注意事项
A 折弯的相关知识： 1单层折弯：直角正常钣金零件料厚T≤2.0的内R须为0.3，T＞2.0内R为0.5。锐角、钝角内R为1倍料厚,即内R=T。如图示： T≤2.0 T＞2.0 锐角钝角 B螺纹孔规格及对应底孔大小： C零件上电气元件开孔： 模型上对此类开孔要充分考虑后序加工的涂层厚度，在设计模型时直接 将开孔尺寸设计为含涂层尺寸。如下图，尺寸20即为已考虑涂层后的成品尺寸。
考虑涂层的开孔增大尺寸可参考按下表： D工艺孔： 1》为避免弯曲后变形等需要在后工序进行扩孔的孔，在模型上需要建模为底孔，标注时标明扩孔至***孔。 如：料厚1.2门板上需要进行弯曲后扩孔的门轴孔，在模型上建模要建为￠2.5的底孔，同时标注为扩至￠5.3。 为避免弯曲变形的工艺底孔值具体可参照下表 2》漏水孔/吊挂孔的工艺规定：对于平板零件/弯曲件，如果其上没有什么开孔，为了后期处理需要（喷粉/喷漆/电镀等），需要在其上另开吊挂孔，开孔原则：在不影响零件表面质量的部位，或者在后工
序能够被弥补（焊接覆盖，组装掩盖）的部件加开φ2.5的孔 。 漏水孔： 1)对于有偏差的标注尺寸，应按L0+0.5或L0-0.5，而应避免L -1.5-2.5，以防止生产当中误读为L 。 2)对于公差，画展开图是图纸表示多少，就按照公差计算多少。所以设计人员标注时，不要把公差 标注的太大，以免尺寸变化太大而造成不便。 3)零件有特殊结构的须标注详细说明（如：翻边，压包，钳工扩孔，断差等）。 4)技术要求要详尽（如毛刺，焊接等），以及涂装要求。 5)图纸制作的视角须统一（一般可采用第一视角摆放），视图须能够完整的反应零件的结构，并力 求清晰简洁，必要时采用放大。 6)剖面视图以达成产品的结构完整性，图纸的清晰性。对于特殊结构的零件，须作出剖面视图，以 清晰的显示零件特殊结构。 7)对于零件的复杂折边，图纸须作出折边示意图或放大视图。
钣金结构设计工艺规范
钣金结构设计工艺规范 钣金结构设计工艺规范 一、目的: 为了统一公司各产品部设计人员对钣金工艺知识的认知和运用，推进设计的标准化，保证所设计产品合理的加工工艺性，特制定本规范。 二、范围: 本原则适用各产品部的板厚 6mm的钣金结构设计工作。 三、图1 4) 对于有装饰面要求非喷涂板材，同类产品花纹方向应一致，有条状纹路(如拉丝不锈钢)的板材， 以人立于的产品正前方为视角标准，纹路方向优先选择竖向(上下)和纵向(前后)，对于次要零部件或产品的次要部位，为了保持材料利用率可适当采用横向纹路; 5) 对于折弯性能差的厚热板件(如电梯门机件)、硬铝、有功能性回弹的零件(如电插座簧片)等， 应有纤维方向的技术要求，对于有避免折弯裂纹要求的零件，料单上应有剪切毛刺方向及折弯方向的要求。 2(孔缺结构设计规范: 1) 板材上的各种孔优先选用数控或冲压通用模具表格上登记的规格(附表2，附表3)。 2) 钣金结构零件应倒圆，这从安全和模具寿命均有利。短的突出宽度b,2t，长的窄条宽度B,3t。零 件圆角、孔径等的最小尺寸值参照(如图2，附表4)。
图2 附表4 推荐的最小尺寸(见图2) 3) 按图2(d)，当D1 1.5t(有色金属)，D1 2t(黑色金属)时，将园孔或方孔开通成右侧的“U”型缺 口即可保证良好的工艺性。 4) 对于距零件边缘较近的锁、折页、螺母、螺钉等附件的让位孔优先采用缺口型，从经济精度及安 装拆卸的工艺性考虑，应尽可能避免封闭型(如图3)。 不推荐 不推荐 图3 5) 板厚 2mm的钢板适于翻边攻丝，相应的厚板不适于翻孔攻丝，详细规范参照附表 4。 附表4 板厚与丝孔结构对照表 注:关于板厚与铆接紧固件的详细搭配关系请参照JGGS/GY-02-04-00《铆接紧固件选用规范》。如果翻边孔与翻边孔之间及板材之间的距离太小，会造成板材的扭曲、变形，影响加工效果。 设计应按右面图4推荐的最小值设计。 3(弯曲结构设计规范:图41) 各种板材常规折弯结构依据《数控车间弯曲加工能力简介》。 2) 板材在弯曲机上各角度正常加工后的图5 6) 为避免零件的折弯撕裂可突起，对于料厚t?2.5mm的零件，应设计宽度为1,1.5t工艺缺口。 4(焊接结构设计规范:
钣金件结构设计准则【干货】
内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。它的横向抗弯能力差，不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。和薄板构件有关的加工工艺有三类： (1)下料：它包括剪切和冲裁。 (2)成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。 (3)连接：它包括焊接、粘接等。薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。此外，要注意构件的批量大小。 薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点 (1)易变形，这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。 (2)薄板构件重量轻。 (3)加工量小，由于薄板表面质量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。 (4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。 (5)形状规范，便于自动加工。 2 结构设计准则 在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。为此设计人员应该注意以下制造方面事项。
钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。良好的工艺应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。在一般情况下，对钣金件工艺性影响大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。 如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点，这里推荐几条设计准则。 2.1 简单形状准则 切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短，切割量也越小。如直线比曲线简单，圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见图1)。 图2a的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时，切割麻烦，因此，小批量生产时，宜用图b所示结构。 2.2 节省原料准则（冲切件的构型准则） 节省原材料意味着减少制造成本。零碎的下角料常作废料处理，因此在薄板构件的设计中，要尽量减少下脚料。冲切弃料以减少料的浪费。特别在批量大的构件下料时效果显著，减少下角料的途径有：