【正文】 圖可見第一層支撐的最大內(nèi)力為，第二層支撐的最大內(nèi)力為選用相同的支撐，最大內(nèi)力取支撐負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的支撐反力選用螺旋焊鋼管，直徑500mm，厚度10mm。結(jié)果為。荷載分布和結(jié)果如圖29。在本設(shè)計(jì)中，圍堰所用到的鋼材均采用Q235鋼，采用容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)。風(fēng)荷載遠(yuǎn)小于波浪力可忽略不計(jì)。主動(dòng)土壓力：。，波浪力為作用于高出水面圍堰壁板的均布荷載，其大小為，波浪力見圖26。圍堰分節(jié)見圖23。圖21 圍堰平面尺寸圖(尺寸單位：mm)圍堰高度H=16m，內(nèi)外壁板厚均為6mm，隔艙板厚度為8mm，水平環(huán)板尺寸為250mm8mm，水平桁架選用的角鋼，豎向加勁肋采用的角鋼。圍堰頂面標(biāo)高過高，會(huì)造成費(fèi)用增加并可能導(dǎo)致樁基礎(chǔ)施工困難。圍堰內(nèi)外壁之間應(yīng)通過設(shè)置若干隔板，使圍堰形成一個(gè)個(gè)封閉的隔艙。因此，圓形的雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)在早期得到了較多應(yīng)用。如果在澆注封底混凝土前，在圍堰封底段內(nèi)壁上焊接一些鋼筋或鐵件，使其與圍堰緊密結(jié)合，則封底混凝土應(yīng)參與圍堰穩(wěn)定性驗(yàn)算。鋼圍堰的穩(wěn)定性包括抗滑、抗傾覆和抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算。對(duì)于雙壁鋼圍堰而言，它一般是由桁架和鋼板組成的殼體結(jié)構(gòu),其傳力途徑為：水壓力→內(nèi)外壁板→豎向角鋼加勁肋→水平桁架內(nèi)外環(huán)板→水平桁架斜桿。圖14 雙壁鋼圍堰的施工工藝流程圖圍堰在橋梁施工中屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，也有些被作為基礎(chǔ)的一部分。條件許可時(shí)，塊件宜大，以減少工地焊接，提高質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。 根據(jù)樁基礎(chǔ)施工的先后順序，雙壁鋼圍堰的施工分為先下鋼圍堰后成樁和先成樁圖12 承臺(tái)平面圖(單位：m)圖13 鋼圍堰平面圖(單位：mm)后下鋼圍堰兩種施工方案。鋼板樁雙壁鋼圍堰作為雙壁鋼圍堰的一種類型在歐洲和美洲，以及亞洲的日本和中國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)應(yīng)用最為廣泛。因此，只要真正懂得了各種施工工藝的精髓，然后因地制宜的將雙壁鋼圍堰同其它的地基基礎(chǔ)處理方法相結(jié)合，這樣將會(huì)得到更優(yōu)越的施工工藝。同時(shí)，雙壁鋼圍堰的施工方法也得到了不斷的改進(jìn)，可以先將雙壁鋼圍堰下沉就位封底混凝土，接著施工鉆孔樁，最后再抽水施工樁基承臺(tái)；也可以先施工鉆孔樁，用鉆孔樁的鋼護(hù)筒，作為雙壁鋼圍堰定位下沉的導(dǎo)向、支撐裝置，最后再做混凝土封底、抽水施工樁基承臺(tái)，杭州下沙大橋就是采用了后者。南京三橋北主塔基礎(chǔ)承臺(tái)施工原設(shè)計(jì)采用雙壁有底鋼套箱，總重達(dá)2261t。矩形鋼圍堰的受力狀態(tài)較遜于常規(guī)的圓形鋼圍堰，因此在鋼圍堰內(nèi)用型鋼設(shè)置了縱橫兩道支撐，以加強(qiáng)鋼圍堰的剛度。如此大型的鋼圍堰在當(dāng)時(shí)首次采用，為此專門設(shè)計(jì)了一套針對(duì)該圍堰的錨碇系統(tǒng)。這事由于圍堰主要用于深水基礎(chǔ)的施工，大多數(shù)圍堰在岸邊設(shè)加工廠，然后通過浮運(yùn)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。(6) 適用于多種地質(zhì)條件，切割后還可使用。(3) 能適應(yīng)各種基礎(chǔ)的的形式，同時(shí)有更大的作業(yè)空間。雙壁鋼圍堰同其它基礎(chǔ)施工方法和工藝相結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，也是橋梁基礎(chǔ)施工的一個(gè)重大突破。雙壁鋼圍堰常為圓形，也有為適應(yīng)基礎(chǔ)形狀而作成異形的。深水基礎(chǔ)的修建，其核心問題在于防排水。土石圍堰主要適用在2m水深以內(nèi)、河床土層不透水或滲水較小的情況。橋梁臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第1章 緒論 1 1 3 3 6第2章 雙壁鋼圍堰設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)力學(xué)方法 7 7 8 8 9 9 10 11 11 11 12 14 14 16 16 17 17 17 18 18第3章 雙壁鋼圍堰的有限元分析 20 20 20 21 22 22 23. 2豎肋應(yīng)力 23 24 25 26 27 27 28 28 29 30 31 31 32 32 32第4章 雙壁鋼圍堰施工工序 34 34 34 35 35 35 35 35 36 36 36 36 37 37 38 38 38 38 39第5章 結(jié)論 40參考文獻(xiàn) 41致 謝 42附錄A 外文翻譯 43附錄B 設(shè)計(jì)圖紙 58石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒論橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)大多位于水中，修建水中基礎(chǔ)，最常用的方法就是圍堰法。木板樁圍堰適用于水深4m以內(nèi)，河床為土層，且無防礙打板樁的大塊石、樹干等雜物的情況。因?yàn)樯钏h(huán)境對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)都會(huì)帶來一些特殊問題。其堰壁鋼殼由有加勁肋的內(nèi)外壁板和多層水平桁架所組成。雙壁鋼圍堰施工的優(yōu)勢(shì)是深水、巖石河床，并且河床覆蓋層薄，這樣，圍堰易趨于穩(wěn)定，輔助措施少、費(fèi)用低。(4) 雙壁鋼圍堰施工基本上不受墩位處水深的限制，若配合使用空氣幕下沉等工藝，還可將圍堰下沉到更深的覆蓋層內(nèi)。這不僅有利干設(shè)備的利用，還能重復(fù)使用雙壁鋼圍堰的，可充分發(fā)揮材料的利用率，降低成本，也便于施工管理。蕪湖長(zhǎng)江大橋9號(hào)～12號(hào)墩位于長(zhǎng)江主河槽內(nèi) ，水深流急，基礎(chǔ)采用的是圓形雙壁鋼圍堰施工。此外，為了適應(yīng)承臺(tái)的形式，達(dá)到節(jié)約材料的目的，許多異形圍堰被應(yīng)用于橋梁建設(shè)中。另外在鋼圍堰內(nèi)順河向還設(shè)置了一道內(nèi)壁，用以增加鋼圍堰剛度和減少封底混凝土澆注數(shù)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和歷年水文資料進(jìn)行深入分析，最終優(yōu)化為北索塔承臺(tái)鋼圍堰呈啞鈴形（如圖11），平面尺寸為84m29m，圍堰壁體為雙壁空箱結(jié)構(gòu)，其余均為等截面。雙壁鋼圍堰同其它基礎(chǔ)施工方法和工藝相結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，也是橋梁深水基礎(chǔ)施工的一個(gè)重大突破。圖11 啞鈴形鋼圍堰結(jié)構(gòu)平面圖及拼接順序在國(guó)外，圍堰不僅用于結(jié)構(gòu)物的新建，而且也經(jīng)常用于既有結(jié)構(gòu)物的修復(fù)。如位于美國(guó)加利福尼亞州的海峽大橋采用了在陸地上預(yù)先制作雙壁鋼圍堰，然后采用駁船浮運(yùn)就位來施工橋墩基礎(chǔ)。有時(shí)為了加快施工進(jìn)度，在條件容許的情況下也會(huì)采用邊下沉圍堰邊進(jìn)行樁基礎(chǔ)的施工工序。（2）鋼殼在水中靠灌水壓重下沉，而在覆蓋層中靠填充混凝土壓重和堰內(nèi)抽水取土下沉。它是一種水工建筑物，故本設(shè)計(jì)中材料容許應(yīng)力取值和有效寬度計(jì)算所用參數(shù)均取自《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》。鋼圍堰的受力分析包括下沉階段和承臺(tái)施工前堰內(nèi)抽水狀態(tài)。當(dāng)驗(yàn)算圍堰的穩(wěn)定性時(shí)，如果底面位于水中或透水性地基上，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位的浮力。否則，應(yīng)謹(jǐn)慎考慮。但是隨著橋梁建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，各種樣式的承臺(tái)不斷的產(chǎn)生，如果繼續(xù)采用圓形的結(jié)構(gòu)形式，會(huì)造成圍堰尺寸過大，造成材料的浪費(fèi)，從而提高造價(jià)，這樣對(duì)于實(shí)際應(yīng)用是很不經(jīng)濟(jì)的。這樣，在圍堰施工下沉?xí)r可以采取充水、填砂或灌注混凝土等措施，分艙加載，使圍堰均勻的下沉，利于下沉過程中的糾偏。圍堰的底高程應(yīng)按基礎(chǔ)受力要求和施工期穩(wěn)定等要求來確定。圍堰平面分塊：平面上共分為8塊，并且制作了四個(gè)澆筑滿混凝土的箱室，用于承受支撐反力。圖22 圍堰平面分塊圖圖23 圍堰豎向分節(jié)圖(尺寸單位：m)，動(dòng)水側(cè)壓力計(jì)算公式 (21)式中，K——形狀系數(shù)；A——阻水面積——水的重度；一般取V——計(jì)算時(shí)采用的水流速度()；代入公式(21)得。圖25 靜水壓力示意圖(尺寸單位：m)圖26 波浪力示意圖(單位：m)河底為密實(shí)細(xì)砂：飽和土容重取，摩擦角取。被動(dòng)土壓力：。工況一：雙壁鋼圍堰在水下清基完成后封底混凝土灌注前。對(duì)于Q235鋼材取值依據(jù)《公路鋼木設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025—86）：軸向應(yīng)力，彎曲應(yīng)力。結(jié)果為。狀況三：在工況二下，施工承臺(tái)前拆除第二層支撐。截面特性為：，查b類截面表可知鋼圍堰設(shè)計(jì)為三節(jié)：+5m+，平面桁架豎向間距均為1m其豎向布置如圖212。按簡(jiǎn)直梁計(jì)算：則最大彎矩為 。圖213 水平桁架(單位：mm)(1) 計(jì)算荷載取封底混凝土頂面處的作用力：。其截面特性值為：慮慮彎扭屈曲控制承載力。(1)計(jì)算荷載取封底混凝土頂面處的作用力。豎肋最大間距，環(huán)板間距，按單向板計(jì)算。圍堰外壁周長(zhǎng) 圍堰內(nèi)壁周長(zhǎng) 圍堰平均周長(zhǎng) 圍堰壁腔底面積 (1)圍堰各部分體積計(jì)算刃腳體積水中圍堰的體積(2)圍堰所受浮力計(jì)算圍堰壁內(nèi)外在土中沉降時(shí)所受到的摩阻力：砂性土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取15kPa。(1) 計(jì)算壁板自重外壁板自重，內(nèi)壁板自重，(2) 計(jì)算環(huán)板重平面桁架共15層。按單寬簡(jiǎn)支梁計(jì)算，跨度為兩相鄰樁間的最大距離:。(1) 圍堰內(nèi)抽出水后圍堰整體所受的浮力為：(2) 封底混凝土與鋼護(hù)筒壁摩阻力系數(shù)取，則：(3) 圍堰和封底