【正文】 較少而已；另一種是鋼板樁雙壁鋼圍堰，就是將打入水中平行的兩列鋼板樁進(jìn)行橫向以及縱向連接和鎖定，并在兩層之間的間隙填人砂石或其他合適的材料就成了雙壁鋼圍堰。圖11 啞鈴形鋼圍堰結(jié)構(gòu)平面圖及拼接順序在國外，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)。高壓旋噴樁結(jié)合鋼圍堰施工承臺的優(yōu)點是：施工簡便，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，同時施工對環(huán)境不產(chǎn)生污染、無噪音；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。雙壁鋼圍堰同其它基礎(chǔ)施工方法和工藝相結(jié)合，優(yōu)勢互補，也是橋梁深水基礎(chǔ)施工的一個重大突破。鋼圍堰鋼結(jié)構(gòu)自重1709t，比原設(shè)計節(jié)約鋼材552t。根據(jù)現(xiàn)場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。鋼圍堰的高度和刃腳需按地形變化設(shè)置。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。于是采用了異形高低刃腳鋼圍堰方案，鋼圍堰設(shè)計為矩形結(jié)構(gòu)。此外，為了適應(yīng)承臺的形式，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。9號、9號墩鋼圍堰總高度52m，總質(zhì)量648t，總質(zhì)量454t。蕪湖長江大橋9號～12號墩位于長江主河槽內(nèi) ，水深流急，基礎(chǔ)采用的是圓形雙壁鋼圍堰施工。在我國，雙壁鋼圍堰的施工方法，以浮運施工和纜索吊機吊運施工最為常見，尤其是浮運法施工。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。(5) 在圍堰混凝土封底以前的工序簡單；抽水及渡洪均不受施工水位限制，也不受季節(jié)限制。(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)。(2) 采用雙壁鋼殼其強度更高，可受更大的內(nèi)外水位差產(chǎn)生的壓力。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，圍堰易趨于穩(wěn)定，輔助措施少、費用低。在堰壁內(nèi)腔，用隔艙板將其對稱地分為若干個密封的隔艙，以便利于不平衡的灌水來控制其在下沉?xí)r的傾斜。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。雙壁鋼圍堰就是在這種情況下應(yīng)運而生的。因為深水環(huán)境對基礎(chǔ)的設(shè)計理論和施工技術(shù)都會帶來一些特殊問題。由于鋼圍堰強度高，容易打入堅硬的土層，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，在橋梁施工中常用于沉井頂?shù)膰摺⒐苤A(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。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。圍堰的發(fā)展主要經(jīng)歷了土石圍堰、木板樁圍堰和鋼圍堰這樣的過程。橋梁臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(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——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)計圖紙 58石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第1章 緒論橋梁墩臺基礎(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。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。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。鋼圍堰形式多樣，在國內(nèi)主要有拉森型鋼板樁圍堰、鋼吊箱圍堰和雙壁鋼圍堰。深水基礎(chǔ)的修建，其核心問題在于防排水。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。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。堰壁底端設(shè)刃腳，以利于切土下沉。雙壁鋼圍堰同其它基礎(chǔ)施工方法和工藝相結(jié)合，優(yōu)勢互補，也是橋梁基礎(chǔ)施工的一個重大突破。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：(1) 結(jié)構(gòu)簡單、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。(3) 能適應(yīng)各種基礎(chǔ)的的形式，同時有更大的作業(yè)空間。即雙壁鋼圍堰能在深水、厚覆蓋層的條件下采用；當(dāng)巖面傾斜時，還可做成高低刃腳以防止其傾斜。(6) 適用于多種地質(zhì)條件，切割后還可使用。這就是雙壁鋼圍堰技術(shù)這些年來運用越來越多的主要原因。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，然后通過浮運運至現(xiàn)場。其中，10號、10號墩鋼圍堰總高度52m，總質(zhì)量862t；，總質(zhì)量727t。如此大型的鋼圍堰在當(dāng)時首次采用，為此專門設(shè)計了一套針對該圍堰的錨碇系統(tǒng)。如湯溪河橋10號墩，河床為傾斜陡坡，基礎(chǔ)施工范圍內(nèi)高差達(dá)9m，這對樁基施工帶來很大困難。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，以加強鋼圍堰的剛度。內(nèi)壁結(jié)構(gòu)形式與外壁相同。南京三橋北主塔基礎(chǔ)承臺施工原設(shè)計采用雙壁有底鋼套箱，總重達(dá)2261t。雙壁鋼圍堰頂標(biāo)高為+，分3節(jié)拼裝。同時，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；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，杭州下沙大橋就是采用了后者。蚌埠市朝陽淮河公路大橋利用高壓旋噴樁豎直帷幕止水技術(shù)加固地基，減少大型雙壁鋼圍堰人土深度進(jìn)行水中承臺施工的技術(shù)就是一個成功的范例。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，這樣將會得到更優(yōu)越的施工工藝。并且很早以前就有施工者采用雙壁鋼圍堰來建設(shè)橋梁深水基礎(chǔ)、長度較短的碼頭和其他水中結(jié)構(gòu)物。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的臺灣地區(qū)應(yīng)用最為廣泛。該雙壁鋼圍堰就是上述的第一種類型。 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。目前雙壁鋼圍堰的施工工藝流程如圖14。條件許可時，塊件宜大，以減少工地焊接，提高質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。（3）下沉到位的鋼圍堰，其鋼殼的刃腳應(yīng)全部穩(wěn)妥的支立于基巖面上，以保證清基和順利鉆孔。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結(jié)構(gòu)，也有些被作為基礎(chǔ)的一部分。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：靜水壓力和動水壓力，入土部分外壁板承受主動土壓力，內(nèi)壁板承受被動土壓力，圍堰超出水面的部分會承受可能的波浪力和風(fēng)力。對于雙壁鋼圍堰而言，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。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。鋼圍堰的穩(wěn)定性包括抗滑、抗傾覆和抗浮穩(wěn)定性驗算。圍堰嵌入不透水性地基時，不考慮水的浮力。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)定性驗算。最后，還要考慮圍堰的錨碇系統(tǒng)。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。因此在選擇圍堰結(jié)構(gòu)形式時應(yīng)將圍堰的平面形狀應(yīng)與承臺形狀相協(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等幾方面的因素，在雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)選形時，應(yīng)首先考慮圓形方案，然后再根據(jù)承臺結(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。圍堰內(nèi)外壁之間應(yīng)通過設(shè)置若干隔板，使圍堰形成一個個封閉的隔艙。鋼圍堰高度的設(shè)計主要決定于施工區(qū)域的水深和圍堰嵌入土層的厚度。圍堰頂面標(biāo)高過高，會造成費用增加并可能導(dǎo)致樁基礎(chǔ)施工困難。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。