【正文】 當(dāng)封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)就可以進(jìn)行鋼圍堰內(nèi)抽水工作。在小料斗內(nèi)涂抹黃油，并鋪塑料膜，用塞子堵住管口并掛好塞子。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(jì)要求，封底混凝土的厚度不小于2m。鋼圍堰接高完成后，立即均勻灌水下沉，通過(guò)拼裝船的錨機(jī)及錨錠系統(tǒng)控制鋼圍堰的偏位實(shí)現(xiàn)鋼圍堰精確定位后，緩慢灌水，使圍堰均勻準(zhǔn)確著床。(5) 焊接。刃腳段不能單獨(dú)站立，需在刃腳底部裝設(shè)臨時(shí)支腿。(4) 焊接加工。因此，雙壁鋼圍堰大都在岸邊加工廠分塊加工，加工完成并經(jīng)試拼檢驗(yàn)合格后，分塊裝車運(yùn)至臨時(shí)碼頭，然后再由碼頭裝船運(yùn)至或浮運(yùn)至墩身拼裝現(xiàn)場(chǎng)。手算的方法是一種簡(jiǎn)化受力模式，它不能綜合起來(lái)考慮整體的受力，但可以用在材料的初步選取以及結(jié)果的驗(yàn)算中。內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖323。外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖316，內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖317。水平桁架應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖312。圖33 模型1的邊界條圖 34 模型2的邊界條件圍堰的荷載分為兩種工況：工況一，雙壁鋼圍堰在水下清基完成后封底混凝土灌注前，其荷載主要為內(nèi)外壁水壓力和土壓力；工況二，雙壁鋼圍堰壁腔在水下封底混凝土灌注完畢并抽出水后，其荷載主要為外壁水壓力。當(dāng)然這畢竟是一種仿真的分析，不可能與實(shí)際相同，在有些細(xì)節(jié)上會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。圍堰在水中受到浮力作用，在分析中還應(yīng)進(jìn)行圍堰抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算。其大小為。計(jì)算跨徑取，按三跨連續(xù)梁計(jì)算得最大彎矩為：，選用角鋼，其截面特性為：慣性矩，則，不超出容許應(yīng)力的5%，滿足要求。(2)求斜桿力斜桿計(jì)算模型如圖214。桁架的計(jì)算跨度取兩隔艙板間距最大值：曲線處： 直線處： 取。荷載分布和結(jié)果如圖210。在抽水過(guò)程中需要保證艙內(nèi)比圍堰內(nèi)的水位高3m。被動(dòng)土壓力系數(shù)：。圍堰豎向分節(jié)：+5m+(3節(jié)),?！?。第2章 雙壁鋼圍堰設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)力學(xué)方法從受力角度看，雙壁鋼圍堰宜采用圓形，并且制作與下沉著床都易于控制。圍堰自重包括其本身重量、填充物重量、圍堰上搭設(shè)的工作平臺(tái)重量及其他附屬重量，有時(shí)，也要計(jì)及封底混凝土的重量。（4）當(dāng)墩身混凝土筑出水面后，就可拆除雙壁圍堰的上部，切割均在堰內(nèi)進(jìn)行，內(nèi)壁在無(wú)水的環(huán)境下切割，外壁在灌水后的靜水環(huán)境中切割。某橋梁深水承臺(tái)雙壁鋼圍堰，水深9m；承臺(tái)為圓端形（如圖12），厚（2+4）m，；，河床面土質(zhì)為密實(shí)細(xì)砂；圍堰設(shè)計(jì)平面形狀為圓端形（如圖13）。高壓旋噴樁結(jié)合鋼圍堰施工承臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是：施工簡(jiǎn)便，止水效果好、加固地基穩(wěn)定，一次成形，未出現(xiàn)涌砂、穿底、漏水等意外問(wèn)題，避免了為解決圍堰下沉困難而采取的其它措施，并且樁體、圍堰有效堵水后，省去了水下混凝土封底，同時(shí)施工對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染、無(wú)噪音；進(jìn)度快，多工序平行作業(yè)能有效縮短施工工期；成本低，效益明顯，可節(jié)約大量的材料。鋼圍堰的高度和刃腳需按地形變化設(shè)置。9號(hào)、9號(hào)墩鋼圍堰總高度52m，總質(zhì)量648t，總質(zhì)量454t。(5) 在圍堰混凝土封底以前的工序簡(jiǎn)單；抽水及渡洪均不受施工水位限制，也不受季節(jié)限制。在堰壁內(nèi)腔，用隔艙板將其對(duì)稱地分為若干個(gè)密封的隔艙，以便利于不平衡的灌水來(lái)控制其在下沉?xí)r的傾斜。由于鋼圍堰強(qiáng)度高，容易打入堅(jiān)硬的土層，防水性能好，能按需要組合成各種外形，并可多次重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，在橋梁施工中常用于沉井頂?shù)膰?、管柱基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。圍堰的作用主要是防水擋土，使基礎(chǔ)的施工能在排水或靜水的環(huán)境中進(jìn)行。然而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，解決深水施工的技術(shù)措施亦得到迅速地提高和發(fā)展。同其他深水基礎(chǔ)施工技術(shù)相比雙壁鋼圍堰施工有著明顯的優(yōu)勢(shì)：(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度大，施工方便，工期短，可以在完全下沉就位后作為大面積承載的基礎(chǔ)的一部分。這就是雙壁鋼圍堰技術(shù)這些年來(lái)運(yùn)用越來(lái)越多的主要原因。如湯溪河橋10號(hào)墩，河床為傾斜陡坡，基礎(chǔ)施工范圍內(nèi)高差達(dá)9m，這對(duì)樁基施工帶來(lái)很大困難。雙壁鋼圍堰頂標(biāo)高為+，分3節(jié)拼裝。并且很早以前就有施工者采用雙壁鋼圍堰來(lái)建設(shè)橋梁深水基礎(chǔ)、長(zhǎng)度較短的碼頭和其他水中結(jié)構(gòu)物。目前雙壁鋼圍堰的施工工藝流程如圖14。雙壁鋼圍堰構(gòu)件均采用Q235鋼材，鋼圍堰在下沉到位后，受到的荷載主要是：靜水壓力和動(dòng)水壓力，入土部分外壁板承受主動(dòng)土壓力，內(nèi)壁板承受被動(dòng)土壓力，圍堰超出水面的部分會(huì)承受可能的波浪力和風(fēng)力。圍堰嵌入不透水性地基時(shí)，不考慮水的浮力。因此在選擇圍堰結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)將圍堰的平面形狀應(yīng)與承臺(tái)形狀相協(xié)調(diào)，綜合考慮圍堰的力學(xué)性能、施工方便性及工程造價(jià)等幾方面的因素，在雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)選形時(shí)，應(yīng)首先考慮圓形方案，然后再根據(jù)承臺(tái)結(jié)構(gòu)提出其他方案，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，從而選定最佳結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)滿足施工要求時(shí)，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。則最大動(dòng)水壓強(qiáng)動(dòng)水壓力作用見(jiàn)圖24。土壓力見(jiàn)圖27。對(duì)于混凝土的容許應(yīng)力取值依據(jù)《鐵路橋涵混凝土及砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB —2005）：C30受壓取，C20彎曲拉應(yīng)力取。荷載分布和結(jié)果如圖211。水平環(huán)板的軸向拉壓力為 。由查b類表可知。取短邊按連續(xù)梁計(jì)算最大彎矩，可知：壁板取1m寬，截面抵抗矩為 ，滿足要求?？紤]土的摩阻力及護(hù)筒與混凝土的摩阻力：。在工況二下為了施工承臺(tái)需拆除底層支撐。圖36外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果圖37 內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果。圖313 內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果，滿足要求。圖318 外壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果圖319 內(nèi)壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果外壁豎肋最大應(yīng)力為163MPa，內(nèi)壁豎肋最大為157MPa，在底部約束處出現(xiàn)了應(yīng)力集中，其它桿件只有。圖324 混凝土應(yīng)力分析結(jié)果混凝土最大應(yīng)力為，滿足C30混凝土的容許值。本模型中可以看出工況一基本上是不控制圍堰設(shè)計(jì)的，圍堰的設(shè)計(jì)主要由工況二控制。(2) 鋼圍堰下料。 (5) 試拼出廠。選定對(duì)稱的兩個(gè)分塊作為定位塊，吊上墊墩對(duì)準(zhǔn)地樣并依據(jù)測(cè)量標(biāo)桿找正定位。進(jìn)行水密性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，采用在焊口處涂抹石灰膏，待干后，在對(duì)面刷煤油，如果發(fā)現(xiàn)石膏變黃，表示此處有滲漏，查明原因后補(bǔ)強(qiáng)、補(bǔ)焊。將兩臺(tái)吸泥機(jī)布置在圍堰的中心，從中心逐步向刃角處對(duì)稱分層吸泥，圍堰壁內(nèi)灌注卵石壓重，使圍堰平、穩(wěn)、正、直地下沉，吸泥過(guò)程中，用水泵不停地向圍堰內(nèi)補(bǔ)水，以保持圍堰內(nèi)外水頭差，防止內(nèi)外水頭差過(guò)大引起刃腳底翻砂，如發(fā)現(xiàn)偏位或傾斜時(shí)，及時(shí)采取措施進(jìn)行糾偏，直至滿足《技術(shù)規(guī)范》及質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)要求為止。在灌注混凝土前應(yīng)對(duì)鋼圍堰內(nèi)的河床地形情況進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量，并由潛水員沿鋼圍堰四周刃腳認(rèn)真探察，對(duì)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。在一根導(dǎo)管封底完成后進(jìn)行其相鄰導(dǎo)管封底時(shí)，先測(cè)量待封導(dǎo)管底口處的混凝土頂標(biāo)高，根據(jù)實(shí)測(cè)重新調(diào)整導(dǎo)管底口的高度。圍堰內(nèi)的水抽干后，應(yīng)觀察堰底封底混凝土的漏水情況：如果漏水不嚴(yán)重，可以用水泵抽水維持堰內(nèi)的的水位符合要求，如果漏水嚴(yán)重應(yīng)采取封堵措施。(5) 鋼圍堰在下放前，對(duì)各塊件的拼接焊縫進(jìn)行煤油滲透性實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)各焊縫的水密性。(1) 圍堰吊裝、安裝過(guò)程中要統(tǒng)一指揮，信號(hào)明確，嚴(yán)禁多人指揮。第5章 結(jié)論綜上所述，就橋梁深水基礎(chǔ)施工中的雙壁鋼圍堰的設(shè)計(jì)得出了如下一些結(jié)論：(1) 雙壁鋼圍堰適合于橋梁深水基礎(chǔ)的施工，在我國(guó)已具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。圍堰的入土深度要結(jié)合地質(zhì)條件，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定，不可造成不必要的浪費(fèi)。本論文的順利完成首先要感謝艾慶華老師，艾老師對(duì)論文工作給予了全力支持，并以自己的經(jīng)驗(yàn)與學(xué)識(shí)精心指導(dǎo)我們。當(dāng)土木工程師開(kāi)始考慮如何建設(shè)數(shù)百英尺跨度的鐵路橋梁時(shí)，這些問(wèn)題就顯得很嚴(yán)重了。約翰羅布林提出的將吊橋應(yīng)用于鐵路交通上這個(gè)有爭(zhēng)議的決定引起了國(guó)際上的關(guān)注。然而，隨著鐵路的發(fā)展這一現(xiàn)象更加明顯，迫切的需要建一座鐵路橋梁。 他是非?？隙ㄋ心芰π藿ㄟ@樣的橋梁。以下是工程師們認(rèn)為有效的方案。其建成后僅一個(gè)月，在一場(chǎng)風(fēng)暴中橋面破裂（一橫梁斷裂）和許多減振器遭到破壞。為了避免超載，火車頭不會(huì)通過(guò)橋梁，但會(huì)用馬車?yán)噹^(guò)橋。這些橋梁大多規(guī)模較著名的大不列顛橋小，但唯一的例外是1859年在蒙特利爾建成的維多利亞橋。由于鑄鐵良好受壓性能使得它更加適用于拱橋。結(jié)論 羅布林和斯蒂芬森這兩名工程師都做出了土木工程界的優(yōu)秀作品。附錄B 設(shè)計(jì)圖紙附圖1 圍堰總體平面圖附圖2 圍堰平面分塊圖和側(cè)面圖附圖3 第一節(jié)圍堰構(gòu)造圖附圖4 第二節(jié)圍堰構(gòu)造圖附圖5 第三節(jié)圍堰構(gòu)造圖附圖6 支撐構(gòu)造圖附圖7 各桿件構(gòu)造詳圖附圖8 材料表59