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。     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

双排钢板桩围堰受力与计算方法研究

双排钢板桩围堰具有占地面积小、施打及拆除方便、对河道水质影响小等优点，在挡水高度不太高的情况下相对于传统土石围堰具有明显的优势，在全国各地水利项目施工导截流期间得到了广泛的使用。但由于仅作为临时结构，常常根据经验进行设计，对于该种结构的内力计算也缺乏研究。若要得到准确的结构内力，需用有限元法进行分析，无法满足广大设计人员的现实需求。在对该种结构型式受力分析的基础上，利用传统土压力理论及m法推算出双排钢板桩围堰的计算等式，并通过与有限元计算方法的比较验证计算结果。     

卵石层深水浅埋基坑钢板桩围堰施工技术

针对桥梁建设过程中深基坑工程地下水位较高的卵石层地区设计和施工难度较大的问题,提出采用钢板桩围堰的施工方案。以百嘉赣江大桥为依托工程,设计钢板围堰,并进行受力验算,结果证明所设计的钢板桩围堰能满足各种工况要求。制定相对应的钢板桩围堰施工方案,确定合理的施工工艺及施工方法,保证施工顺利进行。实践证明,钢板桩围堰强度高、防水好,可重复使用,适合在卵石层深水浅埋基坑等工程中推广应用。     

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。     

双排钢板桩围堰结构加固优化分析研究

双排钢板桩围堰是上海地区水利工程中普遍使用的围堰形式,通过比较钢板桩典型支护结构的有限元数值计算结果和理论计算结果,验证了有限元模型参数的准确性,并针对围堰两侧堆载、被动区土体加固、拉杆布置等加固措施对围堰受力及变形的影响进行了深入研究,结果发现临土侧设置堆载、被动区土体横向加固及适当降低拉杆位置可以获得有效且经济的围堰内力及变形控制效果。     

钢板桩围堰在上海堤防专项维修中的应用

为了减少围堰建设的能耗,增加围堰的安全性,减少围堰建设过程中对周边环境的影响,通过对钢板桩围堰的适用性以及设计流程的分析,并通过钢板桩围堰在上海堤防维修工程中的具体案例,说明了钢板桩围堰的设计流程.钢板桩围堰的应用,即减少了建设能耗,又减弱了建设过程对周边环境的影响,从而能产生巨大的环境效益和社会经济效益.     

广佛肇高速公路北江大桥基础施工关键技术

北江大桥33#墩采用钻孔灌注桩和分离式承台，承台位于风化泥岩范围内，且墩位处水位较深，流速较大，基础施工技术难度大。经研究，确定采用了“钻孔平台+钢板桩围堰”的施工方法。钢板桩围堰施工采用了旋挖钻机引孔及水下高压注浆的施工关键技术，并且承台范围内基岩开挖采用预开挖及围堰干挖法取土的施工方式，解决了无覆盖层且嵌岩的低桩承台施工难题。     

深水基础的PLC桩围堰设计

围堰作为现代桥梁基坑施工中常见的临时围挡结构被广泛采用，对围堰进行设计研究是确保安全的必要程序。采用PLC桩围堰作为桥墩基础的挡水结构，既增强了锁口钢管桩的止水效果，又能节约钢材、降低施工成本。以海南某景观桥主墩施工时采用的PLC桩围堰为例，对深基坑中的PLC桩围堰进行分析。结合有限元计算方法及理论公式对设计方案进行分析，确保深基坑在施工当中结构的安全性和稳定性。     

锚墩预施拉力精确定位钢吊箱围堰施工技术

武汉天兴洲公铁两用长江大桥2号主塔墩基础大型钢吊箱围堰采用工厂整体制造,下河浮运至墩位,利用锚墩施加预拉力精确定位的施工新工艺。钢吊箱围堰同时用作钢护筒插打导向架、钻孔桩施工平台及承台施工的防水围堰。本项新技术可运用于水流方向多变、水位变化大的河段及近海跨江跨海特大型桥梁深水基础钻孔桩及高桩承台施工。     

珠江黄埔大桥钢板桩围堰支护系统设计与施工

钢板桩围堰作为封水、挡土结构,在浅水区基础工程施工中应用较多。介绍广州珠江黄埔大桥南汊悬索桥北桥塔承台基础施工时所采用的大型钢板桩围堰支护系统的设计、施工要点。