关于桥梁深水围堰的设计

发布时间：2022-10-05 10:02 热度：

　　前言：深水围堰一般在长江或跨海大桥中经常见到，我们摘取吴淞桥施工中深水围堰的设计计算书

　　正文：

　　一、 特大桥主墩设计简介

　　我们取一座特大桥，根据设计图纸全桥长878.1米，分上、下两幅，主桥为60+100+60连续变截面箱式结构采用挂蓝施工。引桥为以30m空心箱梁为主的先简支后连续的结构形式。该江水航运比较繁忙，属于超五级航道，规划四级。为了使桥主跨与航道平行，保证通航宽度，该桥与江水成斜交形成角度为55。，其主桥上、下两幅桥墩设置的桩号不同，相差近12m左右。四个主墩均位于内陆江中，距岸边分别30m和70m，主墩桩基础是由8根Φ2.5m的群桩组成上接大体积砼承台，承台位于河床下4.0m，水深近5.0m，属于深水，长桩施工。

　　这座特大桥主墩编号为68号与69号，主墩都位于主河道内，距岸边分别为70米和40米，上游侧与便桥相临，相距7.0米，目前水深4.0m，水流较缓慢流速1.5m/s。江水涨落不大，在丰水期水深5.0m，涨幅1.0m，据统计没有海水的顶拖现象。主墩承台底标高上下游不同，68号墩承台底标高分别为-5.8m和-3.7m，下游幅较深。69号墩上下游承台底标高分别为-4.88m与-3.97m。根据设计提供的地质资料，河床地质为粘土和亚粘土相间分层，厚度不一，渗透力差。

　　二、 围堰的组成结构

　　钢板桩围堰是由封底砼、内支撑、围囹堰体、导向结构组成。根据图纸提供的资料，承台底标高在淤泥层下3.5m，而且淤泥质亚粘土层深为10.3m水深4.0m。因此设钢板桩穿过淤泥，进入亚砂土4.2m进行验算，内支撑按堰体等弯矩并结合承台施工的实际情况分布。水流及行船浪击堰体按动水压力考虑。封底砼用1.2m厚C20。

　　三、 围堰设计受力计算：

　　1. 根据地理、地质情况，对围堰的受力情况进行分析：

　　(1) 动水压力，取安全系数2。

　　A、 围堰受力分析

　　(1) 围堰施工时，捶打钢板桩，内外压力相等。当围堰合拢后，围堰将水体分成内外两部分，外侧水为流动水，内侧为静水，围堰受外侧动水压力和浪击压。

　　(2) 当围堰施工完成后，进行清淤到封底砼底标高，这时围堰除受外侧动水浪击压力外，还我内外淤泥压力差。而且堰体存在由内外压力形成的倾翻力矩作用，为施工安全起见考虑围堰合拢后第一道支撑。

　　(3) 当水位到第二道支撑标高时，围堰反支撑受力稳定情况。

　　(4) 清淤、抽水到第三道支撑标高时，围堰及支撑受力稳定情况验证。

　　(5) 封底砼施工完成后，等强度达到要求后，进行堰内抽水时，堰体的受力情况与支撑结构的验算。

　　(6) 封底稳定包括：水的浮力、动水压力与护筒围堰内侧的粘结情况，砼形成板的稳定。

　　B、 动水压力计算：

　　根据勘测设计资料提供的水流速度V=1.5m/s验算每米钢板村承受的力：

　　P=K•H•V2/2g×B×D

　　K为安全系数取2.0

　　H为水深

　　V=1.5m/s

　　g为重力加速度9.8m/s2

　　B桩板宽1.0m

　　D水的密度

　　P=2×4×1.52/(9.8×2)×1×1=0.918t

　　根据围堰设计资料及桥涵2-2-60资料，确定动水作用集中点为水面下水深1/3计算。Hc=1/3×4.0=1.33m，即：P作用于堰体标高为-0.1m位置处,根据结构在P作用下，围堰平衡只能由打入桩一定深度的被动土压力完成。

　　为了施工安全起见，施工时采用先由平台基础钢管桩加一层横梁作为临时内支撑。

　　C、 围堰板桩插打完成后，及时支顶最上一层