【正文】 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。荷載分布和結(jié)果如圖29。風(fēng)荷載遠(yuǎn)小于波浪力可忽略不計(jì)。，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(jiàn)圖26。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。圍堰內(nèi)外壁之間應(yīng)通過(guò)設(shè)置若干隔板，使圍堰形成一個(gè)個(gè)封閉的隔艙。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。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。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。鋼板樁雙壁鋼圍堰作為雙壁鋼圍堰的一種類(lèi)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。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。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。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(guò)浮運(yùn)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。(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。雙壁鋼圍堰常為圓形，也有為適應(yīng)基礎(chǔ)形狀而作成異形的。土石圍堰主要適用在2m水深以?xún)?nèi)、河床土層不透水或滲水較小的情況。木板樁圍堰適用于水深4m以?xún)?nèi)，河床為土層，且無(wú)防礙打板樁的大塊石、樹(shù)干等雜物的情況。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。(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)。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。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。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。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(lái)施工橋墩基礎(chǔ)。（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。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)。否則，應(yīng)謹(jǐn)慎考慮。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(guò)程中的糾偏。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(mǎn)混凝土的箱室，用于承受支撐反力。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。工況一：雙壁鋼圍堰在水下清基完成后封底混凝土灌注前。結(jié)果為。截面特性為：，查b類(lèi)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。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：。(1)計(jì)算荷載取封底混凝土頂面處的作用力。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。按單寬簡(jiǎn)支梁計(jì)算，跨度為兩相鄰樁間的最大距離:。模型建立的好壞會(huì)直接影響以后的分析計(jì)算，因此，在模型中必須完全反映結(jié)構(gòu)形狀、材料特性、荷載狀況、邊界條件等因素，單元的劃分要均勻、精細(xì)一些，避免病態(tài)問(wèn)題的出現(xiàn)。工況一下鋼圍堰體1/4模型(模型1)三維視圖見(jiàn)圖31，工況二下鋼圍堰1/4模型（模型2）三維視圖見(jiàn)圖32。外壁環(huán)板位移應(yīng)力結(jié)果見(jiàn)圖310，內(nèi)壁位移分析結(jié)果見(jiàn)圖311。鋼圍堰變形結(jié)果見(jiàn)圖315。水平桁架應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖322。鋼圍堰變形結(jié)果見(jiàn)圖325。圖325 鋼圍堰變形三維視圖第4章 雙壁鋼圍堰施工工序雙壁鋼圍堰施工的主要工序?yàn)椋轰搰呒庸ぶ谱鳌搰咂囱b→鋼圍堰下沉接高→拼裝水上施工平臺(tái)及下沉鉆孔樁鋼護(hù)筒→鋼圍堰封底→鋼圍堰內(nèi)抽水→樁、承臺(tái)和墩身的施工→鋼圍堰拆除及回收。(3) 分塊組裝。在浮船龍門(mén)吊的拼裝平臺(tái)上畫(huà)出鋼圍堰的刀角線(xiàn)，每個(gè)分塊設(shè)置三個(gè)墊墩及測(cè)量標(biāo)桿，所有墊墩用水平儀測(cè)定基準(zhǔn)平面。吊裝定位塊相鄰的分塊、預(yù)留約10cm間距，測(cè)量找正后以隔艙線(xiàn)為準(zhǔn)。底節(jié)鋼圍堰拼裝完成后，拆除拼裝平臺(tái)使底節(jié)下水 ，通過(guò)測(cè)量及調(diào)整錨錠系統(tǒng)采用平臺(tái)鋼管樁作為定位導(dǎo)向，使圍堰中心移至墩中心設(shè)計(jì)位置，然后均勻下放使刃腳入水，入水后鋼圍堰處于懸浮狀態(tài)，將其臨時(shí)固定在墩位處，然后澆筑兩米深的混凝土。鋼圍堰外河床沖刷嚴(yán)重時(shí)，在外圍拋填沙袋防止圍堰周?chē)哟策M(jìn)一步?jīng)_刷，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。導(dǎo)管用手拉葫蘆吊掛于平臺(tái)梁上，共有16根，其布置如圖31所示。澆注過(guò)程中注意控制每一澆筑點(diǎn)標(biāo)高及周?chē)?m范圍內(nèi)的測(cè)點(diǎn)都要測(cè)一次，并記錄灌注、測(cè)量時(shí)間。當(dāng)然，對(duì)于一些大型基礎(chǔ)采用鋼套箱圍堰，有時(shí)將圍堰作為橋梁下部結(jié)構(gòu)的一部分，可不進(jìn)行圍堰的回收。各構(gòu)件間的接縫、各分塊間的拼接縫均應(yīng)無(wú)凹凸面。(4) 在鋼圍堰壁體拼接時(shí)，只有在完全確定安裝的壁體固定穩(wěn)固后，龍門(mén)吊方能脫鉤，否則嚴(yán)禁脫鉤。(2) 在考慮了自重、流水壓力、風(fēng)荷載及漂浮物對(duì)圍堰的撞擊力等外力的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對(duì)圍堰的抗滑移、抗傾覆和抗浮穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。(6) 本設(shè)計(jì)除采用簡(jiǎn)化的手算方法外，還運(yùn)用了MIDAS有限元分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模，并對(duì)有限元計(jì)算結(jié)果與手算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。自畢業(yè)設(shè)計(jì)一開(kāi)始，艾老師就嚴(yán)格的要求我們，為我們布置下每一周的任務(wù)，因此我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能順利完成。后來(lái)的事態(tài)發(fā)展導(dǎo)致了其他解決方案，但在那時(shí)上述兩種方法提供了一門(mén)對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)藝術(shù)的經(jīng)典研究。第一個(gè)對(duì)尼亞加拉河大橋的重要的建議來(lái)自英國(guó)工程師弗朗西斯霍爾和一名外籍學(xué)徒德福托馬斯。兩大鐵路的業(yè)主看到了尼亞加拉大瀑布是一個(gè)有待開(kāi)發(fā)之地并且著手于使之快速成為上層階級(jí)的游玩之地，就像進(jìn)入了十九世紀(jì)的迪士尼樂(lè)園。他答應(yīng)了在1849年5月1日完成成了橋梁。1810年托馬斯德福已采取了建設(shè)一座穿過(guò)梅奈海峽公路大橋作為倫敦和霍利黑德路必要聯(lián)系的公路橋梁的挑戰(zhàn)。盡管德福的倫敦和霍利黑德路是一個(gè)巨大的成功，但是一條鐵路線(xiàn)將更有助于倫敦和都柏林之間旅客交流和經(jīng)濟(jì)貿(mào)易。這是一種很好的材料，但不是很容易加工成復(fù)雜的形狀。后來(lái)，小寬度的箱梁（不用來(lái)讓一列火車(chē)通過(guò)）被費(fèi)爾貝恩用來(lái)作為縱梁以支撐鐵路的橋面。另一座值得讓人注意的拱橋是托馬斯德福于1814年在蘇格蘭的克雷蓋拉希建造成的斯佩河拱橋。這兩種方案都滿(mǎn)足了他們所在時(shí)代的需要，但是面對(duì)軌道交通和機(jī)車(chē)荷載的增加，沒(méi)有一種方案能作為最終的解決方案并且其他的方案還要提早研究。兩種設(shè)計(jì)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，斯蒂芬森的管桁橋變成了箱形梁橋。這座輕盈飄逸的橋梁是由一個(gè)桁架拱通過(guò)徑向立柱和X型支撐連接到橋面板上的。拱橋是最早類(lèi)型的橋梁，它是最早采用了鑄鐵的橋梁。之后，熟鐵被做成了一個(gè)箱型截面的梁，開(kāi)始在中等跨度橋梁中使用。調(diào)查中有二個(gè)港口終端在考慮之中，一個(gè)是既有的霍利赫德港口，另一個(gè)是在Porthdynlleyn的新的港口。然而，這是英國(guó)海軍所不能接受的，因?yàn)樗茨軡M(mǎn)足在該航道上通航的凈空要求。被許諾的鐵路橋未完成。查爾斯埃萊（1810 1862），急于興建這座橋。這座橋梁是一坐類(lèi)似于當(dāng)時(shí)建設(shè)中的德福托馬斯的著名梅奈海峽大橋。作為一個(gè)橋梁工程師，他認(rèn)為只有在美國(guó)以外延長(zhǎng)他的公路和鐵路的吊橋才能橫跨美國(guó)和加拿大之間的尼亞加拉峽谷。最后，向所有在學(xué)習(xí)、生活上給予我關(guān)心和幫助的各位老師和同學(xué)表示深深的謝意。軟件只是我們學(xué)習(xí)的一個(gè)工具，更重要的是我們自己對(duì)知識(shí)的掌握。(3) 在確定圍堰封底混凝土厚度時(shí)，在滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的最小值的情況下，以滿(mǎn)足抗浮穩(wěn)定性為指導(dǎo)設(shè)計(jì)，然后驗(yàn)算混凝土強(qiáng)度要求。(6) 雙壁鋼圍堰施工系大型水上施工多工種聯(lián)合作業(yè)，安全工作必須遵照《鐵路橋涵施工技術(shù)安全規(guī)則》辦理。(2) 加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)，及時(shí)測(cè)量混凝土標(biāo)高，防止混凝土面超高。(2)需要改變材料型號(hào)、尺寸時(shí)，必須經(jīng)過(guò)工程部批準(zhǔn)并出具變更設(shè)計(jì)文件后方可變更。