内河深水暗流钢围堰施工关键技术研究

以位于某铁路支线公路的L大桥为研究背景,研究内河深水暗流钢围堰施工关键技术.通过有限元建立该大桥钢围堰模型并设定模型条件,对钢板桩、土层相互作用以及河水水位上涨等展开拟合计算.依据水文地质参数及水流压强,计算钢围堰整体自重、静水压力、水浮力、流水压力等,将结果导入有限元模型,以模拟钢围堰施工过程,并清晰展现其中5种危险施工情况.试验结果表明,平衡前与平衡后土层位移最大值分别是8 736 mm、2 661 mm,该情况符合施工条件;钢围堰Y方向最大位移为76 mm,进行抽水与拆除支撑时位移增大,此时应加强施工安全警惕;钢围堰等效应力随静水压力增大而大幅度增加;钢板桩位移与水位成正比,水位上涨初期钢板桩位移与水位未上涨时相差不大,当水位上涨最高期时,钢板桩承受流水压力增大.     

基于等值梁法的单层钢板桩围堰有限元分析

钢板桩围堰在桥梁深水基础施工中应用广泛。针对目前已有平面有限元法、空间有限元法和等值梁法等钢围堰分析方法,为研究钢板桩围堰结构的受力情况,本文以某大桥钢围堰施工为工程背景,将等值梁法和有限元法相结合,利用等值梁法基本原理,先将钢板桩简化为等值梁结构,利用平面有限元法对单位长度钢板桩等值梁结构建立有限元模型,计算出板桩每道内支撑的支撑反力,然后对多道水平内支撑分别建立有限元模型,将先前的支撑反力以单元力的形式作用在水平内撑模型上,计算出钢板桩与内支撑连接处的最大位移,内支撑的应力、轴力等。最后,将内支撑最大位移以强制位移的形式作用于钢板桩支撑处,对钢板桩强度和刚度进行验算,计算钢板桩所受应力情况,并与钢板桩围堰空间有限元模型计算结果和现场实测值进行比较,对比结果表明该方法对钢板桩围堰进行受力分析效果明显,钢板桩围堰具有足够的承载能力和安全性。     

强涌潮地区拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工计算

杭州钱江铁路新桥位于钱塘江强涌潮地区,部分墩水下承台基础采用拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工.以该桥56号墩为例,介绍拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工及计算.钢板桩围堰施工期间,其外侧土压力按静止土压力,内侧土压力按被动土压力计算.2种最不利工况,第1种为钢板桩围堰吸泥完成到封底前,主要确定钢板桩入土深度及验算钢板桩、围檩及内支撑强度和刚度;第2种为钢板桩围堰抽水完成后,仅验算钢板桩围堰、围檩及内支撑强度和刚度.强涌潮时分2种工况计算:第1种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面涌潮压力;第2种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面和两侧面涌潮压力.     

基于有限元法的钢板桩围堰结构分析

为了确保钢板桩围堰施工的安全性,以湖北215省道毛市大桥14~#墩钢围堰为工程背景,分别采用了平面有限元和空间有限元分析法对钢板桩围堰多个工况下的受力情况进行了分析,并与实测值进行了对比讨论。结果表明:14~#墩钢板桩围堰刚度和强度满足规范要求,可以安全施工;采用的两种分析方法均能满足工程需求,平面有限元法相对简单,计算结果较为保守,而空间有限元法计算结果更接近实测值,但分析方法相对复杂。     

考虑施工过程的深水钢板桩围堰有限元计算分析

考虑目前钢板桩围堰常规设计计算方法未考虑施工过程影响,结合某特大桥钢板桩围堰工程,分别采用三维有限元方法对考虑施工过程影响与未考虑施工过程影响的深水钢板桩围堰工程进行内力分析,并与简化计算结果进行对比。     

桥梁深水基础钢板桩围堰受力分析与应用

为研究钢板桩围堰结构受力情况及选择合理的受力分析方法,以沪杭高速铁路横潦泾桥为例,分别采用空间有限元、平面有限元和等值梁法对钢板桩围堰的受力情况进行了对比分析,并与现场实测值进行比较,系统探讨了深水基础钢板桩围堰结构的合理计算方法.研究结果表明:空间有限元法能较好地反映钢板桩围堰实际受力状况,采用简化的等值梁法计算围堰结构偏于安全,平面有限元法分析结果介于两者之间,且实际工程中宜根据水压力特征合理选取结构分析方法.     

钢板桩围堰及支撑系统的稳定安全性分析

某大桥主墩钢板桩围堰施工中,由于钢板桩置入河床的深度大,在抽水过程中围堰内外侧的水压力差大,各层内支撑、钢板桩承受很大的水压力,故保证钢板桩及各层内支撑的结构安全、稳定性在施工中至关重要.笔者采用大型有限元Ansys软件对围堰结构进行建模,分析和计算了各种工况下钢板桩及各层内支撑的强度、刚度和稳定性.结果表明,围堰结构的设计满足强度、刚度和稳定性要求,可以按设计安全施工.     

桥梁深水基础钢板桩围堰设计与验算方法

本文以桥梁深水基础钢板桩围堰施工为背景,探讨适应于工程实际情况的钢板桩围堰结构形式,基于Midas展开有限元分析,从钢板桩与内支撑结构设置情况出发,创建与之对应的有限元分析模型。考虑不利工况,在此基础上检验钢板桩围堰强度,分析其稳定性。实际结果得知,设置的钢板桩围堰符合设计标准,说明此方案具有可行性,将其应用于工程中可为施工质量提供保障,具有一定的参考价值。     

陡峭岩面双壁钢围堰稳定性分析及风险评估

根据某长江大桥索塔基础工程施工的主要特点,综合考虑4种水中基础围堰方案的优缺点,确定该索塔基础采用锚固柱桩方案;分析现有的钢围堰计算理论,基于钢围堰的施工工艺,研究该长江大桥索塔基础的钢围堰在封底混凝土对围堰侧压力、混凝土及钢围堰重力、钢围堰刃脚摩擦力、抗滑桩及封底混凝土抗剪承载力、流水压力作用下的力学特点,基于各工况的受力特点分别建立力学模型计算公式,构建综合考虑抗滑安全系数及风险后果影响的钢围堰整体抗滑风险模型。研究结果表明:根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)要求,钢围堰在第1,2,3工况时的抗滑安全系数分别为1.607,1.716,4.684,大于规范中1.3要求;该长江大桥在钢围堰施工阶段的总体风险水平为5.6381,风险等级为3级。     

深水基础超长钢板桩围堰设计与施工关键技术

芒稻河特大桥主桥为(77+3×130+82)m预应力混凝土刚构-连续梁组合体系桥,主墩基础位于深水区,承台施工时抽水最大水头达18.7m。采用钢板桩围堰施工承台,围堰最大平面尺寸为45.6m×16.8m,采用拉森Ⅳw型钢板桩,单根桩长36m,围堰内设置5道内支撑。采用有限元软件,计算围堰3个主要施工工况下钢板桩和内支撑的变形、应力,以及围堰封底抽水完成工况下封底混凝土的抗浮安全系数和应力,计算结果均满足要求。施工时,采用定位导向架和平面定位框限位插打钢板桩,内支撑采用工厂拼装现场分层整体吊装、水下抄垫等工艺,应用水下分阶段吸泥、水下二次封底等施工技术,实现了深水钢板桩围堰快速安全施工。     

土体和钢板桩围堰的整体分析

运用Solidworks软件建立某特大桥钢板桩围堰和土体环境的三维实体模型，将分析结果与常用简化计算结果以及现场采集数据进行比对分析。结果表明:相比简化的土压力计算方法，Solidworks的钢板桩围堰整体有限元分析结果与实测结果更为吻合。建议在类似桩土结合结构设计中运用包含土壤的整体有限元进行分析，以获得更加符合实际情况的结果。     

重庆官栈河大桥主桥主墩基础锁口钢管桩围堰加固

重庆官栈河大桥主桥为(62+110+62) m三跨连续刚构桥,主墩基础采用锁口钢管桩围堰施工。围堰施工正常水位+325.300 m,施工期控制水位+330.500 m。在该桥主墩围堰完成四周锁口钢管桩插打及前4道内支撑安装后,因极端天气原因,长寿湖水位上涨到+332.200 m,危及围堰安全。为解决钢管桩围堰的安全问题,提出采用水下施工内支撑的加固方案。待围堰内部水头与外部保持一致后,将已经插打的锁口钢管桩加高至标高+334.000 m,拆除已安装好的4道内支撑,重新安装6道内支撑。采用MIDAS Civil软件分别建立加固前、后钢管桩围堰结构有限元模型,分析钢管桩及内支撑的受力安全与稳定性。结果表明：施工控制水位+330.500 m下,围堰结构最大正应力由加固前的162.6 MPa下降到加固后的82.3 MPa,下降了49.3%;承载水位可从施工控制水位+330.500 m增加到目标控制水位+333.500 m,且强度和刚度等均留有一定储备。水下施工内支撑的加固方案可提升围堰的承载能力。该桥围堰加固后整体受力效果良好,已顺利完成承台浇筑施工。     

深埋式承台钢板桩围堰设计与施工关键技术

济南凤凰路黄河大桥跨黄河主桥为三塔(钢塔)自锚式悬索桥,跨径组合为(70+168+2×428+168+70) m,中塔位于黄河中心位置,承台埋入河床较深,采用拉森IVw钢板桩围堰施工承台,围堰最大平面尺寸为37.1 m×27.1 m,桩长21 m,共设置3道横向围囹。采用Midas有限元分析软件,根据施工工序同时考虑内外水压力、土压力及水流作用,选取了4个荷载工况计算钢板桩及围囹变形及应力情况。计算结果表明符合规范要求。设置具有一定刚度的、坚固的定位导向架系统实施钢板桩的插打,基坑按"先安装支撑后开挖,分层支撑分层开挖"的原则开挖,开挖过程中利用传感器对围堰进行实时监测,实现深埋式承台钢板桩安全快速施工。     

大跨度桥梁水中承台钢板桩围堰施工关键技术研究

钢板桩围堰具有造价经济,易于施工,对水环境影响较小等优势,因此是水中承台比较常用的一种施工方法,但由于河床地质情况复杂,导致钢板桩的嵌固深度不一定能符合设计要求,且河流水位变化起伏较大,因此钢板桩围堰施工也面临着一定的安全风险。本文结合某水中桥承台施工,对钢板桩围堰施工方案进行研究并进一步总结,对类似桥梁施工水中承台施工具有一定的借鉴意义。;;;     

深水致密砂岩地层中钢板桩围堰技术研究

为保证河谷汉江公路大桥主墩承台及墩身的施工安全,借助Midas/Civil有限元分析软件,对23号主墩钢板桩围堰整体模型进行了数值模拟计算,详细分析了围堰抽水干挖的6个工况,得出了各施工工况下围堰整体构件的应力及变形结果。分析结果表明,围堰计算所选用的计算参数、计算模型和计算方法基本正确,证实了所选围堰结构及施工工艺的合理性,为今后相同及相近工程条件下承台的施工提供了有益的借鉴。     

芒稻河特大桥深水基础钢板桩及双壁钢围堰比选研究

针对深水基础施工中双壁钢围堰和钢板桩围堰的选择问题,文中对比分析了双壁钢围堰和钢板桩围堰的结构形式、适用性、施工工艺、工期和经济效益等。结合五峰山过江通道接线工程芒稻河特大桥深水基础施工,确定超长钢板桩围堰为优选方案,并对深水围堰施工所面临的受力和变形问题,提出改进措施和解决方案。     

陶乐黄河大桥墩台基础施工

陶乐黄河公路大桥地基的岩土体以细砂、粉砂、亚粘土为主,场地存在6~18 m深的液化土层,地下水位高,桩基础深,基坑开挖流砂、涌水现象严重,施工难度大。文中对本桥的湿软地基条件下,采用的钢板桩围堰、双壁钢围堰、筑岛围堰、降水井开挖承台基坑等的基础施工作了简要介绍。     

复杂构造双壁钢围堰三维有限元分析

为研究复杂构造双壁钢围堰异形刃脚的吊装及变形计算,采用有限元软件MSC.Marc及ADINA,利用三维有限元方法,分别介绍了异形刃脚双壁钢围堰的吊装、考虑围堰与河床可相对位移状态下的围堰整体位移及围堰内部构件内力计算的原理、简化思路及计算方法.并以重庆江津观音岩长江大桥双壁钢围堰为例,介绍了上述内容的具体应用方法.通过计算选取并优化了钢围堰异形刃脚吊装的方案.当围堰无法提供足够的嵌固深度时,有必要利用有限元软件提供的接触分析功能进行整体位移计算,以确定围堰的整体稳定性及位移量.     

小榄水道桥L2号墩承台钢板桩围堰设计与施工

本文介绍了小榄水道桥主L2号墩承台钢板桩围堰的设计及施工方案,设计中选用钢板桩作为主受力结构,选用钢管作为内支撑结构,围堰结构采用手动计算为主,软件辅助的方法进行验算。土压力采用朗金理论进行计算,钢板桩结构采用等值梁法和盾恩近似法进行计算。因水的流速很小,在围堰结构验算时忽略不计。     

增量法在钢板桩围堰设计施工中的应用

介绍了广州新造珠江大桥的工程背景,辅助墩承台施工所采用的钢板桩围堰结构、荷载工况、空间有限元分析计算,及增量法在钢板桩围堰设计中的应用,设计经验可为同类结构提供参考。