【正文】 本應(yīng)海上施工的任務(wù)在陸上完成，不僅在工程進(jìn)展中降低風(fēng)險(xiǎn)，還能夠加快施工進(jìn)度，保持施工緊張有序進(jìn)行。 結(jié)論本項(xiàng)工程中大量施工方法在中國(guó)首次采用：橋梁中混凝土部分大部分由工廠預(yù)制并由起重機(jī)吊裝，包括承臺(tái)圍堰、300t重橋墩和重達(dá)2000t的整跨主梁。主塔基礎(chǔ)施工借助于鋼管桁架結(jié)構(gòu)施工平臺(tái)，該設(shè)計(jì)借鑒海上石油鉆井平臺(tái)經(jīng)驗(yàn)，利用鋼圍堰進(jìn)行承臺(tái)施工，鋼圍堰與施工平臺(tái)分別制作浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，主塔基礎(chǔ)施工工序如下：(a)打設(shè)定位樁并吊放鋼吊箱(b)鉆孔灌注樁施工(c)澆筑封底混凝土(d)澆筑承臺(tái)。每片構(gòu)件安裝約4—5天，整座橋共有107塊構(gòu)件，包括96塊標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件、8m長(zhǎng)合攏塊構(gòu)件，大橋兩端為了保證施工質(zhì)量，必須現(xiàn)場(chǎng)填充接縫混凝土，構(gòu)件應(yīng)按一下工序制作：(a)制作鋼結(jié)構(gòu)部分(b)一次性不能用少于5塊構(gòu)件拼裝鋼結(jié)構(gòu)(c)確認(rèn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量合格后澆筑混凝土面板。橋面部分由工廠預(yù)先制作，然后懸臂拼裝，輔助墩及邊跨橋面浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)并由浮吊吊裝，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件浮運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后由主梁上的起重機(jī)進(jìn)行吊裝，構(gòu)件吊裝完成后首先與鋼結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行連接再澆筑濕接縫混凝土。，位于橋面板上部為倒Y型，橋面板以下部分為不規(guī)則寬度的箱型結(jié)構(gòu)，主塔橫向上部、中部、下部分別為2m及37～28m,主塔縱向?qū)挾?m。主塔底部、邊跨及輔助跨頂部平板比標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)厚一些，底板和腹板采用8mm厚U型肋加勁，主梁擋板為上翼緣24mm 厚的鋼桁架結(jié)構(gòu)。 上部結(jié)構(gòu)4 m高主梁是由3個(gè)單箱結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)，箱梁其余部分由屈服強(qiáng)度345MPa的橋梁結(jié)構(gòu)用鋼組成。斜拉索沿橋面中線包括2個(gè)并列平面，間距2m ，主塔兩側(cè)斜拉索24對(duì)，沿主梁方向間距8m,。 構(gòu)造主航道橋?yàn)?跨73+132+420+132+73(共830m)單索面雙塔斜拉橋和輔助墩，輔助墩用于加大橋剛度并減少主塔與主梁的外加應(yīng)力。對(duì)于此類(lèi)跨度的 斜拉橋主梁形式有多種選擇方案，例如鋼箱梁、混凝土箱梁、鋼—混組合平板梁及鋼—混組合箱梁。 主跨 大橋簡(jiǎn)介根據(jù)通航需要，主要航道橋?yàn)橹骺?20m的斜拉橋，主要的考慮因素包括施工進(jìn)度管理、確保結(jié)構(gòu)耐久性及在交通荷載下減少振動(dòng)作用。非航道橋有800個(gè)預(yù)制橋墩分塊拼裝，每個(gè)構(gòu)件約12m高300t重，現(xiàn)澆濕接縫在豎向連接預(yù)制箱型截面橋墩和承臺(tái)，現(xiàn)澆濕接縫也可以覆蓋橋墩鋼筋以提高結(jié)構(gòu)耐久性。圍堰中安裝可拆除多功能鋼桁梁，施工期間，圍堰及封底混凝土重量通過(guò)鋼桁梁傳遞給鋼管樁。樁的 位置利用GPS精確定位，鋼管樁最大可打設(shè)85m，因此打設(shè)到設(shè)計(jì)高程的鋼管樁必須無(wú)焊縫。承臺(tái)施工采用300mm 厚預(yù)制混凝土圍堰，無(wú)論是將圍堰吊裝到位還是澆筑封底混凝土，所有施工荷載均由鋼管樁承受，每個(gè)墩臺(tái)有4根鋼管樁支撐圍堰。鋼管樁除采用增加腐蝕厚度外還采用涂抹防腐蝕保護(hù)層的辦法防腐。為有效抵抗水平力并減少水平位移，鋼管樁均采用斜樁形式，斜樁最大斜度為1:45，每根樁長(zhǎng)約為60m。 下部結(jié)構(gòu)60m及70m跨連續(xù)梁均采用鋼管樁基礎(chǔ)，為了降低各個(gè)方向產(chǎn)生的波浪力，兩個(gè)獨(dú)立橋各自有一個(gè)圓形承臺(tái)。10mm。一片梁完成簡(jiǎn)支安裝后，利用千斤頂進(jìn)行精確調(diào)位，梁體安裝后必須控制誤差，考慮到海洋施工條件和起重機(jī)工作性能，梁體安裝容許誤差橫縱向均177。爾后濕接頭施工，預(yù)制廠沒(méi)有預(yù)制中跨橫梁車(chē)間，因此，為了在滿足在主梁運(yùn)輸、安裝過(guò)程中的應(yīng)力要求，通過(guò)加強(qiáng)端部截面來(lái)提高扭轉(zhuǎn)剛度。大橋縱向采用兩種預(yù)應(yīng)力施加工藝，豎向預(yù)應(yīng)力施加采用直徑32m預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)螺紋鋼筋。由于支座處應(yīng)力情況適當(dāng)加厚。整個(gè)大橋橫向分為兩個(gè)獨(dú)立的橋跨。同時(shí)考慮到從海岸到深海區(qū)潮流及沖刷深度逐漸增加，并且深海區(qū)水流流向更易變，故采用60m和70m兩種跨徑，在近岸地區(qū)則更多采用60m 跨徑。預(yù)應(yīng)力箱梁采用預(yù)制辦法，并且整跨安裝，這樣不僅可以滿足施工期限要求，減少施工荷載，降低風(fēng)險(xiǎn)，還可提高工程質(zhì)量。 海上非通航孔跨 橋跨總體布置為了設(shè)計(jì)非通航跨，大橋設(shè)計(jì)者考慮了眾多因素，數(shù)據(jù)分析顯示，當(dāng)跨度超過(guò)50m ,潮流對(duì)墩的影響可忽略不記。東海大橋直線長(zhǎng)度長(zhǎng)，另外，緊張的工期中還有各種橋梁結(jié)構(gòu)。大橋設(shè)計(jì)荷載依據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)車(chē)道荷載(每秒15m 20t標(biāo)準(zhǔn)卡車(chē)重量和一輛55輪軸特殊卡車(chē))，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱車(chē)道荷載進(jìn)行校核(每秒10m 55t重集裝箱卡車(chē))。表格一列出了大橋的總體資料。橋址處受海洋氣候和條件影響巨大，象風(fēng)、浪、水流、暴風(fēng)、霧和雨等，因此，施工時(shí)間240天用于下部結(jié)構(gòu)施工，180天用于橋墩及及主梁施工。大橋的施工從2002年6月至2005年10月近40多個(gè)月時(shí)間，是一個(gè)成功的典范。因此，該橋的設(shè)計(jì)遇到從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)的一系列問(wèn)題，為解決這些問(wèn)題，必須經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析和研究。附錄附錄A 外文翻譯附錄B 設(shè)計(jì)圖紙附錄A 外文翻譯東海大橋——中國(guó)第一座特長(zhǎng)跨海大橋摘要東海大橋是上海到洋山深水港的重要配套工程，是中國(guó)第一座特長(zhǎng)跨海大橋。同組同學(xué)在資料的搜集和查尋上對(duì)論文工作給予了熱情幫助，在此，也向他們表示感謝。張老師正直熱情、樂(lè)于助人的處世態(tài)度，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的治學(xué)精神深深地影響著我，將使我終生受益。本論文的順利完成首先要感謝張慶芳老師，張老師對(duì)論文工作給予了全力支持，并以多年的經(jīng)驗(yàn)與學(xué)識(shí)精心指導(dǎo)我們。參考文獻(xiàn)[1] 張鴻，[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005[2] (橋涵).北京：人民交通出版社，2003[3] 凌冶平，[M].北京：人民交通出版社，1997[4] [M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2002[5] [M].北京：人民交通出版社，2003[6] [M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2005[7] [M].，2000[8] [M].武漢理工大學(xué)出版社，2005[9] [M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2007[10] Tien Hsing Wu,Soil Mechanics，(second editon),1977[11] Braja M,Das,Principles of Geotechnical Engineering,(secong edition),1990[12] GB 50172003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S][13] JTJ 0412000，公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S][14] JTG D632007，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S][15] JTG D602004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S][16] SL 7495，水利水電工程鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范[S] 致謝短短的三個(gè)月很快結(jié)束了，畢業(yè)設(shè)計(jì)也取得圓滿完成了。有限元軟件可以方便的對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)建立模型并快速得出結(jié)果，但是應(yīng)用有限元軟件必須理解有限元分析的基本概念，否則有限元只是一個(gè)提供仿真的黑匣子，若不理解軟件所包含的內(nèi)容和一些程序中提供的選項(xiàng)內(nèi)涵，分析者將十分被動(dòng)。要充分注意到各種有利條件，在確保結(jié)構(gòu)安全的情況下，盡量減小混凝土封底厚度，以降低工程費(fèi)用。在圍堰錨碇系統(tǒng)布置時(shí)，要考慮流速和流向的變化，采用定位船、導(dǎo)向船等設(shè)備，不僅在圍堰結(jié)構(gòu)的上下游，也在兩側(cè)設(shè)置錨纜，同時(shí)要有錨纜受力調(diào)節(jié)裝置，確保圍堰的平衡和穩(wěn)定。應(yīng)與其他結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，在設(shè)計(jì)中做到形式靈活多變、結(jié)構(gòu)受力合理并最大限度地降低工程造價(jià)。第5章 結(jié)論綜上所述，就橋梁深水基礎(chǔ)雙壁鋼圍堰的設(shè)計(jì)得出如下一些結(jié)論：(1)雙壁鋼圍堰適合于橋梁深水基礎(chǔ)施工，我國(guó)已具有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。有限元軟件的優(yōu)勢(shì)不僅僅在于其計(jì)算速度，而且是對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行計(jì)算，但建模的方式對(duì)結(jié)果影響很大甚至是錯(cuò)誤的。有限元分析結(jié)果最大為111MPa，與手算結(jié)果相差不大。 內(nèi)支撐內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖425。 水平桁架 水平桁架應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖424。有限元計(jì)算結(jié)果應(yīng)力沿環(huán)板變化，大部分處于200～400MPa之間，一部分處于100MPa以下，一小部分則很大，甚至達(dá)到700MPa，相對(duì)于手算誤差較大，建模過(guò)程中環(huán)板單元的劃分對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響很大，因此誤差的主要來(lái)源于建模的誤差。 水平環(huán)板外壁環(huán)板位移應(yīng)力結(jié)果見(jiàn)圖422，內(nèi)壁位移分析結(jié)果見(jiàn)圖423。圖418 外壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果圖419 內(nèi)壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果 變形外壁豎肋位移分析結(jié)果見(jiàn)圖420，內(nèi)壁豎肋位移分析結(jié)果見(jiàn)圖421。圖416 外壁面板位移分析結(jié)果圖417 內(nèi)壁面板位移分析結(jié)果，其位移基本符合要求，不會(huì)發(fā)生變形破壞，故面板安全。有限元軟件計(jì)算結(jié)果在大部分處于71～，個(gè)別小單元應(yīng)力很大達(dá)到500多MPa，說(shuō)明圍堰計(jì)算應(yīng)力基本符合要求，對(duì)于個(gè)別應(yīng)力很大的情況則由于與環(huán)板連接處應(yīng)力集中造成。圖412 外壁豎肋線荷載(水壓力+土壓力)(單位：kPa)圖413 內(nèi)壁豎肋線荷載(土壓力)(單位：kPa) 計(jì)算結(jié)果 面板 應(yīng)力外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖414，內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)圖415。外壁豎肋線荷載見(jiàn)圖412。 圖41 鋼圍堰整體模型三維視圖 圖42 面板模型三維視圖圖43 鋼圍堰豎肋三維視圖 圖44 豎肋細(xì)部三維視圖圖45 水平環(huán)板三維視圖 圖46 水平環(huán)板平面圖圖47 水平桁架三維視圖 圖48 水平桁架平面圖圖49 內(nèi)支撐三維視圖 圖410 內(nèi)支撐平面圖 約束類(lèi)型圍堰底由于受到土體各個(gè)方向的約束，故圍堰底建立各個(gè)方向均約束的固結(jié)模型，圍堰固結(jié)模型見(jiàn)圖411。水平桁架三維視圖見(jiàn)圖47，水平桁架平面圖見(jiàn)圖48。鋼圍堰豎肋模型三維視圖見(jiàn)圖43，豎肋細(xì)部三維視圖見(jiàn)圖44。 單元類(lèi)型模型中面板采用板單元，豎肋采用三維梁兩單元，水平桁架采用桿單元，水平環(huán)板采用梁?jiǎn)卧?，?nèi)支撐采用梁?jiǎn)卧?。圍堰全結(jié)構(gòu)有限單元計(jì)算分析模型建立的好壞會(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，單元的劃分要過(guò)渡平滑，避免病態(tài)問(wèn)題的出現(xiàn)。模型的優(yōu)化是組合有限單元計(jì)算分析中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其對(duì)最初的計(jì)算工況，顯得的更為重要，因?yàn)檫@一工況是以后各分析工況的基礎(chǔ)。單元的數(shù)量過(guò)于龐大計(jì)算的周期過(guò)長(zhǎng)。有限單元計(jì)算分析的最初階段是模型的優(yōu)化階段，這是一個(gè)非常重要的過(guò)程。有時(shí)簡(jiǎn)化方法并不一定正確，由于有限元的理論比較復(fù)雜，而且有限元理論和工程結(jié)構(gòu)都是不斷發(fā)展和變化的，所以許多結(jié)構(gòu)行為和模擬方法要不斷去認(rèn)識(shí)和提高。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化和降維分析時(shí)，需要做許多假設(shè)。(3)后處理階段得到其他重要的信息，比如應(yīng)力、內(nèi)力、支反力。在應(yīng)力分析中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移是計(jì)算的基本變量，一旦解出節(jié)點(diǎn)的位移，每個(gè)單元的應(yīng)力和應(yīng)變很容易被導(dǎo)出。⑤應(yīng)用邊界條件、初值條件和負(fù)荷。③對(duì)單元建立方程。節(jié)點(diǎn)和單元的集合成為網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成有限元模型。有限元方法的基本步驟如下：(1)預(yù)處理階段①建立求解域并將之離散化成有限元，即將問(wèn)題分解成節(jié)點(diǎn)和單元。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，仿真分析產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。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