【正文】 計算入土部分在土壓力作用下的隔艙板受力檢算。 則 滿足要求。 圖 29 隔艙 板受力模式 (單位： kPa) (2)計算隔艙板所受內(nèi)力 利用 MIDAS，彎矩計算結(jié)果見圖 210。 選用 Q235 400400H 型鋼。 水平桁架環(huán)板為 10mm200mm。 圖 213 圍堰壁板圖示 (單位： mm) 由 (23)得 ， ， 查得 。 加勁肋受力驗算 (1)計算封底混凝土面以上外壁水壓力 。 圖 218 懸臂部分受力模式 (單位： kPa) (3)計算結(jié)果 計算結(jié)果見圖 219。 (2)計算環(huán)板重 。 鋼刃腳斜面的正面阻力： (地質(zhì)資料提供值乘以 2， 50 為端阻力 )， 圍堰下沉系數(shù) 。 (1)浮力 。制作時應(yīng)選擇具有塊體翻轉(zhuǎn)技術(shù)措施和起重能力的專業(yè)廠家加工。組裝胎架應(yīng)有足夠的剛度，防止構(gòu)件在組焊過程中變形。為了減少各鋼圍堰分塊在組裝胎架上的焊接變形，內(nèi)外壁板按每塊整片實行兩面自動焊來保證質(zhì)量，各隔艙板上加勁肋在胎架上施焊以減少整體施焊工作量，并有效控制分塊外輪廓尺寸偏差。如果在圍堰的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)向船，則應(yīng)在圍堰另一側(cè)設(shè)置拉纜，保持圍堰的平衡與穩(wěn)定。拔出橫桿楔子后可抽出與錨標(biāo)緊貼，便于收藏，結(jié)構(gòu)簡單。 錨重計算 對鑄鐵錨 :設(shè)錨在空氣中的重量為 GkN，當(dāng)河床覆蓋層為卵石時， G=I＇ (4～ 5)；當(dāng)河床覆蓋層為砂土?xí)r， G=(5～ 6)P；當(dāng)河床 為粘土?xí)r， G=(8～ 12)P。 必須指出，圖 32 所示的簡化布置，是在河道順直、施工期通航航道較寬、流速較小 (實測施工期流速 ,～ )。為了適應(yīng) “鋼堰 ”下沉調(diào)纜的需要，在 “鋼堰 ”上設(shè)置了多層錨纜平臺。首先對 “鋼堰 ”夾壁內(nèi)采用加水、加砂等低成本及加入與排出簡易的材料的助沉措施驗算其下沉系數(shù)，如不能滿足要求，可換放砼塊或澆注砼 (澆注標(biāo)高以不高于 “鋼堰 ”切割線為原則 )。 黃石長江公路大橋 5 號墩的覆蓋層 ～ ，土質(zhì)上部為中、粗砂，下部為卵石層， “鋼堰 ”著床在巖基上，巖面高差最大 ，施工時的水深 ，流速 。 式中分別為封底混凝土最小厚度 (m)、面積 (m2)、容重 (kN/m3)、周長 (m)、封底混凝土與鋼圍堰接觸面上的單位粘著力 (MPa)、水的容重 (kN/m3)和堰內(nèi)抽水深度 (m)。在灌注混凝土前 應(yīng)對鋼圍堰內(nèi)的河床地形情況進(jìn)行詳細(xì)測量，并由潛水員沿鋼圍堰四周刃腳認(rèn)真探察，對刃尖處有和外部穿通的現(xiàn)象，用麻袋混凝土或麻袋砂卵石堵漏，保證封底混凝土不外漏。 圖 34 水下封底混凝土導(dǎo)管布置示意圖 封底后抽水 待混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的 70%以后即可抽水。每一個單元代表這個實際結(jié)構(gòu)的一個離散部分，這些單元通過節(jié)點聯(lián)系起來，不存在線或面的連接。這部分內(nèi)容會有許多的求解選擇，一種不恰當(dāng)選擇會導(dǎo)致不正確的結(jié)果。在模型建立的初期，模型的單元劃分可能存在不合理之處，甚至出現(xiàn)大量的畸形單元 。 鋼圍堰整體模型三維視圖見圖 41，面板模型三維視圖見 42。 內(nèi)壁豎肋線荷載見圖 413。 圖 420 外壁豎肋位移分析結(jié)果 圖 421 內(nèi)壁豎肋位移分析結(jié)果 內(nèi)外壁豎肋與面板共同受力，故其位移 基本相同，所以豎肋位移也是基本符合要求了。 圖 425 內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果 滿足要求。 (2)在考慮自重、水流力，風(fēng)荷載及漂浮物對圍堰的撞擊力等外力的基礎(chǔ)上，應(yīng)對圍堰的抗滑移、抗傾覆和抗浮穩(wěn)定性進(jìn)行驗算。當(dāng)然設(shè)計的完成與指導(dǎo)老師的辛勤工作以及同學(xué)們的熱心幫助是分不開的。東海大橋起于上海蘆潮港跨越大海與洋山港連接，工程規(guī)模決定了東海大橋有以下特點：施工環(huán)境惡劣，技術(shù)難度高，工期緊。設(shè)計者們制定了保證海上安全有效施工方案和技術(shù)。三個多月來，張老師不僅在設(shè)計工作上對我大力幫助，生活上也非常關(guān)心、照顧。 (3)在確定圍堰封底混凝土厚度時，既要考慮強度要求，也要滿足抗浮穩(wěn)定性。 結(jié)果比較與分析 手算的方法是簡化受力模式，采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行計算，其優(yōu)點是方法簡便，但僅僅將某一構(gòu)件單獨隔離出來計算，不考慮與其余構(gòu)件的關(guān) 系，更不考慮整體的影響。 圖 422 外壁環(huán)板應(yīng)力分析結(jié)果 圖 423 內(nèi)壁環(huán)板應(yīng)力分析結(jié)果 水平環(huán)板計算結(jié)果 。 圖 414 外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果 圖 415 內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果 手算面板 ，符合要求。 水平環(huán)板三維視圖見圖 45，水平環(huán)板平面圖見圖 46。這就需要在分析計算過程中，不斷地修改優(yōu)化模型，并且要在 不失精度的前提下，減少單元的數(shù)量。 結(jié)構(gòu)分析的最終目的是使用最簡單的方法得到最精確的結(jié)果，因此分析者就要預(yù)見和評價簡化后的結(jié)果。 ② 假設(shè)代表單元物理行為的形函數(shù)，即假設(shè)代表單元解得近似連續(xù)函數(shù)。如果有漏水或者變形的地方，應(yīng)注意暫停抽水，待處理完畢并觀察不再變形及漏水以后再繼續(xù)抽水。 封底混凝土主要作用是為了保證圍堰抽水后的安全、不透水，因此按照設(shè)計要求，封底混凝土的厚度不小于 2m，本設(shè)計封底混凝土厚度為 3m。如工程樁作用于封底混凝土的抗浮作用 。這一方案的優(yōu)點是直觀，下沉著床易于控制，難點是深水清除砂礫層難度大、功效低，貽誤長江枯水黃金季節(jié)的可能性甚大，加之該 河段是滑坡的敏感區(qū)， 5 號墩位又臨近岸邊 100 余米，水下挖砂和爆破有損江堤的安全，未予采用。 外部助沉措施有：當(dāng)采用簡易的助沉措施計算的下沉系數(shù)與規(guī)范要求相差不大時，可以采取射水助沉或 “鋼堰 ”上部堆放型鋼、鋼錠之類；當(dāng)下沉系數(shù)的計算相差甚大時，可以考慮空氣幕 或泥漿套助沉。接高的方法有； (1)利用起重船將成節(jié) “鋼堰 ”吊人接高； (2)以首節(jié)為拼裝平臺、利用導(dǎo)向船上的起重設(shè)備將分塊吊人組拼接高； (3)以首節(jié)為拼裝平臺，現(xiàn)場拼焊成節(jié)接高。 圖 32 武漢軍山長江大橋 B 標(biāo)主墩錨錠系統(tǒng)布置圖 (2)雙向流速的錨纜系統(tǒng)布置 在江河出海區(qū)或受潮汐影響較大的河段，其流 速、流向在漲落潮期間將發(fā)生大小、方向的變化。 錨錠系統(tǒng)布置簡介 (1)單向流的錨碇系統(tǒng)布置 圖 31 時長江黃石長江公路大橋 5 號墩 “鋼堰 ”錨錠系統(tǒng)布置圖。 霍爾錨屬于無干錨，又稱山字錨，錨頭與兩個錨爪為整體鑄件，由錨桿穿過錨頭以小軸和橫銷連接，錨爪與錨桿可以轉(zhuǎn)動，抓力約為錨重的 ～ 4 倍，錨的拋起方便，易于收存。如果上下游均設(shè)景定位船，可以不設(shè)導(dǎo)向船，但需在圍堰左右兩側(cè)設(shè)置邊錨以保持圍堰的穩(wěn)定與平衡。雙壁鋼圍堰分塊加工完成后，按拼裝順序編號，并依次先后運至試拼場進(jìn)行出廠前的試拼，試拼廠設(shè)在施工臨時碼頭附近。 (2)鋼圍堰下料 。運輸堆放時，要存放均勻，綁扎牢固，確保運輸過程的安全。 (3)安全系數(shù) ，滿足要求。 豎向抗浮力計 算 抽水后鋼圍堰受到的浮力為： ， 安全系數(shù) 圍堰整體穩(wěn)定性滿足要求。 (4)橫撐重 隔艙板有 8 個，豎向隔艙板重 ， 內(nèi)支撐重 。 圖 220 拆除第二層支撐后荷載組合 (單位： m) (2)受力模式 拆除第二層內(nèi)支撐后受力模式見圖 221。 圖 216 面板參與角鋼受力有效寬度 (單位： mm) 壁板 ， 。 圖 214 面板參與環(huán)板受力有效寬度 (單位： mm) ， 則 可。 則 。 可。 則隔艙板所受彎矩 。 工況 2 設(shè)計 荷載計算 (1)計算風(fēng)荷載 風(fēng)荷載公式： (21) 式中， K1——體形系數(shù)； K2——高度變化系數(shù)； K3——條件系數(shù)； W0——風(fēng)壓值 (Pa)， ； 計算 。 圖 26 隔艙板尺寸 (單位： mm) 截面特性： ， ， 。 圍堰內(nèi)壁長 B1=10+2(H/50+)+2=10+2+=13m,取 B1=13m。 被動土壓力系數(shù)： 。水平環(huán)板采用鋼板，鋼板也與面板共同承受外荷載，同時在進(jìn)行受力計算時，環(huán)板與參與受力面板作為桁架的弦桿進(jìn)行受力計算。當(dāng)滿足施工要求時，可以在確保圍堰穩(wěn)定、具有足夠的豎向和橫向承載能力、能保證合理的封底厚度等條件下，盡可能提高其底高程。 大型深水雙璧鋼圍堰是焊接鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計時要盡量發(fā)揮材料的承載能力，使圍堰造價降到最低。否則，應(yīng)謹(jǐn)慎考慮。鋼圍堰受力的主要計算荷載有水流力、風(fēng)荷載、船舶撞擊力、施工荷載等，在冰凍地區(qū)還包括冰壓力。 圖 15 先下鋼圍堰后施 工鉆孔樁方案流程圖 (2)先成樁后施工鋼圍堰方案 先成樁后施工鋼圍堰具有以下優(yōu)點： ① 施工快，從施工鉆孔平臺鋼管樁、架設(shè)平臺至開鉆時間短； ② 可降低鋼圍堰高度，節(jié)省工期，降低造價；減少雙壁鋼圍堰夾壁混凝土量； ③ 避免巖面高低不平時，鋼圍堰不規(guī)律的高低刃腳著巖難度； ④ 清除鉆渣難度減少； ⑤ 封底混凝土量可減少。 工程背景 某橋梁深水承臺雙壁鋼圍堰，水深 8m，承臺為正方形，尺寸，厚 3m，河床為密實細(xì)砂。圍堰下沉到基巖后，對圍堰底面進(jìn)行支墊并采用外鋼插板堵漏，確保圍堰穩(wěn)定并防止封底混凝土外漏。 黃石長江大橋主橋為 +3245m+ 五跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。此外，還可節(jié)約了原鋼圍堰下沉過程中處理涌砂、漏水等問題產(chǎn)生的費用。同時。雙壁鋼 圍堰外型尺寸見圖 12。湖北省軍山長江公路大橋主橋為 48m+204m+460m+204m+48m 的五跨連續(xù)雙塔雙索面半漂浮體系鋼箱梁斜拉橋。雙壁鋼圍堰施工的優(yōu)勢是深水、巖石河床，并且河床覆蓋層薄，這樣。 關(guān)鍵詞：深水基礎(chǔ) 雙壁鋼圍堰 有限元分析 施工方案 Abstract In recent years many deep water foundations overcrossing great rivers even the bay are constructed in China and reach great deep water foundation is usually in the environment of deep water, torrent and plicated geographic the general situation cofferdam and steel hanging box are used to construct the deep water foundations with the function of waterproof performance . The doublewall steel cofferdam is widely applied in bridge deep water foundation due to that it is of characteristics of high structural strength and good waterproof performance and the doublewall steel cofferdam can bear major water pressure with simple structure and convenient content of this paper is the design of structure and construction of confferdam. The structural dimension of confferdam is decided according to the cap size ( )and the depth of water( ).The stress of ponent of cofferdam including edge foot , wainscot, vertical stiffening rib,partment ,horizontal truss are analyzed and checked up under the action of different construction behaviour loads. The dimension must be study out again if the stress is cheked up to be finite element analysis software MIDAS is used to model the confferdam for holistic putation,then the result is pared with the result of manual calculations for contrastive the construction scheme of stepped subsiding is determined in reason. Key words: deep water foundations double