_石梯巴河特大桥水中墩基础辅助设施施工方案.doc

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1、目录一、工程概况2二、钢围堰设计方案2三、结构计算53.1钢围堰结构分析53.1.1电算模型：53.1.2横肋、竖肋——梁单元应力水平73.1.3腹杆——桁架单元应力水平情况73.1.4面板——板单元应力分布情况83.1.5钢围堰变形情况。83.2钢围堰抗浮性能分析93.3钢围堰渡洪安全分析113.3.1钢围堰抗滑移性能分析113.3.2钢围堰抗倾覆性能分析123.3.3钢围堰抗撕裂性能分析133.3.4钢围堰抗大块漂石撞击性能分析13四、结论1414石梯巴河特大桥水中墩基础辅助设施施工方案一、工程概况石梯巴河特大桥中心里程为DK

2、90+723，桥跨布置：1×24+10×32+(48+2×80+48)连续刚构+25×32+1×24m，采用2×80m主跨跨越巴河主航道，桥梁全长1462.94m。12#、13#、14#三个主墩位于水中，主墩墩高为69m，3个主墩承台平面尺寸均为15.8m×19.3m，高度4m，承台底面设计高程均为244.748m。基础为梅花形布设的17根2m桩基础构成，其中12#墩桩基深22m，13#墩桩基深19m，14#墩桩基深16m。根据大桥施工图结构布置情况以及墩位处水文地质情况，12#、13#、14#墩采用双壁钢围堰方案进行基础施工。二

3、、钢围堰设计方案钢围堰设计方案如下：围堰壁厚采用I10工字钢作为竖肋，∠100×100×6㎜等边角钢作为横肋，∠75×75×6㎜等边角钢作为腹杆新城空间框架结构，双侧附以δ6㎜厚钢板形成组品快件，整个围堰分为三节制作。单节分为14块，其中一号快10件，2号块2件。2号块对称件2件。块件间采用δ10㎜厚连接板焊接连接。平面尺寸设计为18.8m×22.412m，围堰内外壁间距为1m，内壁承台边线最小距离为50㎝。结构如下列图示：14平面布置图141号块结构图2号块结构图14三、结构计算若不能再枯水期完成基础施工，汛期水位上涨，水流量、

4、流速增加，对钢围堰较容易造成滑移、倾覆、撕裂、漂石撞击等安全风险。力学计算分为两部分。包括钢围堰结构最不利工况抗力分析与验算及整体渡洪安全性分析。3.1钢围堰结构分析本工程采用midas-civil有限元分析软件对钢围堰进行力学分析，力学模型建模思路，竖肋及横肋按量单元考虑。横竖肋交点按分离式节点设置，交叉节点间采用刚度较大的弹性连接。弹性连接类型考虑两节点间相对位移接近完全约束。不考虑横肋竖肋间相互传递力矩。腹杆按桁架单元考虑，即忽略腹杆杆端焊接对力矩的传递。壁板按板单元考虑。壁板与竖肋间连接视为节点刚接。边界条件设置：围堰刃脚

5、底面节点仅约束竖向位移自由度，封底混凝土顶面的围堰内壁板节点约束水平方向的两个位移自由度。由于围堰结构关于承台纵横轴线对称，故模型可简化为实际结构的四分之一进行分析即可。对称轴位置设置相应轴向位移自由度约束及三轴扭转自由度约束。验算最不利工况：堰内水抽空，堰外水位达到253m高程时围堰漫顶前最大水压力作用下围堰受力工况。电算情况如下：3.1.1电算模型：14平面模型三维模型143.1.2横肋、竖肋——梁单元应力水平横肋竖肋最大应力为σmax=162.7Mpa，出现在第二层角支撑的支点位置，另外围堰拐角及封底顶面横桥向对称轴位置也出

6、现σ=137MPa左右的应力。但作为临时结构，相对于永久结构其容许应力[σ]可适当增大通常控制在1.3[σ]=1.3×140=182MPa。因此σmax=162.7MPa<[σ]=182MPa。结构安全。3.1.3腹杆——桁架单元应力水平情况14腹杆（桁架单元）应力最大为σmax=162.37MPa，同样出现在第二层角支撑的支点位置，σmax=162.37MPa<[σ]=182MPa，结构安全。3.1.4面板——板单元应力分布情况面板应力云图显示最大应力仅为σmax=40MPa，远小于[σ]=140MPa，结构满足受力要求。3.1

7、.5钢围堰变形情况。14围堰在最不利工况下，最大变形发生在横桥向下层支撑与封底砼之间结构对称轴附近。最大位移为5.04㎜，变形量较小满足施工要求。根据上述电算结果可认为当水位超过253m高程，且尚未漫顶之前，结构安全可靠。3.2钢围堰抗浮性能分析石梯巴河特大桥实测河床面高程约245m左右。承台底面设计高程均为244.748m。当前施工水位约249到251之间，河床覆盖层极少，大部基岩裸露。具体结构形式如下图所示。在钢围堰就位前对河床进行爆破处理，处理之后河床高程约为242.6m，以12墩为例进行钢围堰的抗浮性能分析。14立面图平面

8、布置图1钢围堰自重计算1.1计算钢钢围堰自重钢钢围堰材料总质量为M=230t则钢钢围堰材料的总自重为G1=Mg=230×10=2300（kN）。1.2计算封底混凝土重量混凝土容重为γ=23kN/m3封底混凝土平均厚度h=2.10m，根据实测经过计算