大型异形双壁钢围堰
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大型异形双壁钢围堰
来自百度文库
主墩基础设计概况
• 主5、主6号墩基础为主塔基础，一个基础设置19根 φ2.5m的钻孔灌注桩。主5号墩基础平均桩长为42m， 桩底标高为-40.5m；主6号墩基础平均桩长为40m，桩 底标高为-38.5m。承台顶面标高为7.5m，底面标高为 1.5m，厚6m，直径为30m。
方案设计
• 然后均匀灌水，快速实施围堰刃脚的着床 ，调节千斤顶以整平围堰。钢 板凳、钢板塞紧支垫，用麻袋装混凝土由潜水员水下进行封堵，同时围 堰外 周抛投足够数量的 钢筋石笼和 石块，以牢 固地稳定围堰。
分节段整体起吊
钢围堰内清基、下放钻孔钢护筒、封底
• 基采用一台空气压缩机（40m3/min）配置两台φ250mm空气吸 泥机进行 。
• 用拆装式杆件拼装钻孔钢护筒定位架 。
• 以围堰顶上用万能杆件拼装桁架式的工作平台，开始对钢围 堰进行水下混凝土浇注封底。封底混凝土数量较大，每个主 墩约5000m3 。
吸泥
导管法浇注封底砼 围堰内抽水全貌
钢围堰工程数量汇总表
技术经济比较
测点布置原则
• 选定一个钢围堰作为监控对象。 • 在迎水侧布置测点，其中一半测点密布，为主控测点，
另一半测点疏布，为校核测点。
• 测点选择在理论计算中应力较大且有代表性的区域。
测试元件安装
• 测试元件采用表面式钢弦应变计 。 • 用电焊将元件焊于钢板壁面 ，焊接采用点焊。 • 元件导线顺钢内壁引至围堰顶，分点集中成束，
• 采用了定位船+单导向船+岸上锚碇的新型方式来锁定 围堰。
• 采用250T浮吊整体吊装。
钢围堰接高、下沉和着床稳定
• 每一节段均由8块单体在拼装船组上拼装焊接成整体，运到墩位处，以 250t浮吊整节起吊与首节（或上一节）进行焊接 。
• 每接高一节即均匀灌水下沉，当围堰接高下沉至刃尖距河床0.5m左右即 暂停灌水下沉，通过导向船组及其锚碇系统严格控制钢围堰扭转、偏位， 以实现围堰的定位。
• 工况三：钢围堰外水位20.00m。簸箕形构造顶标高 22.00m，圆形钢围堰二号环块自标高14.80m切割至标 高21.00m处，钢围堰壁舱内灌水至标高15.50m，钢围 堰内部灌水至标高11.00m。
抗 滑、抗 倾 覆、抗 浮 安 全 系 数
应力测试目的及实际状况
• 钢围堰受力工况有：下沉状态、着床状态、最大抽水状态、 一期切割完成、二期切割完成等。
异形钢围堰详细结构图
结构分析
• 圆形钢围堰受力计 算；
• 钢围堰切割后异型 钢围堰的空间受力 计算；
• 钢围堰整体抗滑、 抗倾覆及抗浮稳定 性验算
异型钢围堰空间计算模型
计算工况
• 工况一：钢围堰外水位15.00m，簸箕形构造顶标高 16.80m，圆形钢围堰顶标高25.00m。
• 工况二：钢围堰外水位20.00m，簸箕形构造顶标高 22.00m，圆形钢围堰顶标高25.00m。
以便观测。
测试工况
●切割前最不利状态：
江水水位15.7m，气温
围堰内积水约70cm。
13℃，壁舱内水位9.0m，
●切割前：江水水位15.5m，气温13.5℃，围堰壁舱内注水 至高程11.5m。
●第一期第1块切割完成：江水水位15.3m，气温10℃，围 堰壁舱内水位11.5m。
●第一期第2块切割完毕即第一期切割完成：江水水位 15.25m，气温10.5℃，围堰壁舱内水位11.5m。
• 主塔墩基础采用钢围堰方案施工。
• 按常规设计，钢围堰的直径将达到44m。 为了减小钢围堰，设计首次创造性地提出 了异型钢围堰结构，即在圆形钢围堰上焊 接两个簸箕形构造。
簸箕形耳板底座仰视
钢围堰模型
钢围堰一般构造详图
结构设计
• 钢围堰采用双 壁自浮式，平 面为圆形外加 两个簸箕形。
• 簸箕形构造分 二期制作安装。
●钢围堰一期第1块切割完成后，切割区边缘应力 变化值较大，簸箕形构造内的应力变化值较小。
●钢围堰一期第2块切割完成后，结构是安全的。
●从监测钢围堰的应力状态、评估钢围堰整体结构 安全度、指导钢围堰的切割施工等方面的意义上 讲，此次钢围堰的应力监控是成功的。
异形钢围堰的采用
首节钢围堰定位
• 钢围堰圆形部分从下至上分成了刃脚段、加强段和标 准段 。
• 钢围堰各部的最终应力值为切割前圆形钢围堰各部的应力 与切割后钢围堰各部应力增量的叠加。
• 竖肋与壁板、环板与壁板在局部构成组合断面分别共同承 受沿竖肋方向和水平方向的水压力，受力处于弹性阶段。
• 根据实际情况进行了（1）圆形钢围堰应力和（2）异型钢 围堰应力计算，并与设计计算结果相对比。
结论
●钢围堰一期第1块切割完成后，异型钢围堰处于 最不利状态时，但结构仍是安全的。
测试时机
• 温度相对稳定的时段。 • 切割前3d每d测量1次。 • 切割过程中增加测试密度。 • 切割完成，减少测试次数。 • 塔柱施工出水面，围堰注水前观测1次即可终止测量。
结果分析
• 直接测试结果仅为自布设测点之时的工况起到测试时的工 况止圆形钢围堰内壁板和簸箕形构造内壁板某些部位的垂 直或水平向的应力变化值。要想通过该测试值确定围堰各 部的的最终应力值，必须作如下假定：
• 施工过程中存在一次结构体系转换：浇筑承台前的最大抽 水状态，钢围堰为圆形结构；施工下塔柱时，切割与下塔 柱相干扰部分的围堰壁后，钢围堰是一个开口的异形结构， 其受力十分复杂。
• 实际的测试情况是：承台施工完成后，在圆形钢围堰内壁 板和簸箕形构造内壁板上的代表性部位布设测点，在分期 切割施工的不同阶段进行测试。
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主墩基础设计概况
• 主5、主6号墩基础为主塔基础，一个基础设置19根 φ2.5m的钻孔灌注桩。主5号墩基础平均桩长为42m， 桩底标高为-40.5m；主6号墩基础平均桩长为40m，桩 底标高为-38.5m。承台顶面标高为7.5m，底面标高为 1.5m，厚6m，直径为30m。
方案设计
• 然后均匀灌水，快速实施围堰刃脚的着床 ，调节千斤顶以整平围堰。钢 板凳、钢板塞紧支垫，用麻袋装混凝土由潜水员水下进行封堵，同时围 堰外 周抛投足够数量的 钢筋石笼和 石块，以牢 固地稳定围堰。
分节段整体起吊
钢围堰内清基、下放钻孔钢护筒、封底
• 基采用一台空气压缩机（40m3/min）配置两台φ250mm空气吸 泥机进行 。
• 用拆装式杆件拼装钻孔钢护筒定位架 。
• 以围堰顶上用万能杆件拼装桁架式的工作平台，开始对钢围 堰进行水下混凝土浇注封底。封底混凝土数量较大，每个主 墩约5000m3 。
吸泥
导管法浇注封底砼 围堰内抽水全貌
钢围堰工程数量汇总表
技术经济比较
测点布置原则
• 选定一个钢围堰作为监控对象。 • 在迎水侧布置测点，其中一半测点密布，为主控测点，
另一半测点疏布，为校核测点。
• 测点选择在理论计算中应力较大且有代表性的区域。
测试元件安装
• 测试元件采用表面式钢弦应变计 。 • 用电焊将元件焊于钢板壁面 ，焊接采用点焊。 • 元件导线顺钢内壁引至围堰顶，分点集中成束，
• 采用了定位船+单导向船+岸上锚碇的新型方式来锁定 围堰。
• 采用250T浮吊整体吊装。
钢围堰接高、下沉和着床稳定
• 每一节段均由8块单体在拼装船组上拼装焊接成整体，运到墩位处，以 250t浮吊整节起吊与首节（或上一节）进行焊接 。
• 每接高一节即均匀灌水下沉，当围堰接高下沉至刃尖距河床0.5m左右即 暂停灌水下沉，通过导向船组及其锚碇系统严格控制钢围堰扭转、偏位， 以实现围堰的定位。
• 工况三：钢围堰外水位20.00m。簸箕形构造顶标高 22.00m，圆形钢围堰二号环块自标高14.80m切割至标 高21.00m处，钢围堰壁舱内灌水至标高15.50m，钢围 堰内部灌水至标高11.00m。
抗 滑、抗 倾 覆、抗 浮 安 全 系 数
应力测试目的及实际状况
• 钢围堰受力工况有：下沉状态、着床状态、最大抽水状态、 一期切割完成、二期切割完成等。
异形钢围堰详细结构图
结构分析
• 圆形钢围堰受力计 算；
• 钢围堰切割后异型 钢围堰的空间受力 计算；
• 钢围堰整体抗滑、 抗倾覆及抗浮稳定 性验算
异型钢围堰空间计算模型
计算工况
• 工况一：钢围堰外水位15.00m，簸箕形构造顶标高 16.80m，圆形钢围堰顶标高25.00m。
• 工况二：钢围堰外水位20.00m，簸箕形构造顶标高 22.00m，圆形钢围堰顶标高25.00m。
以便观测。
测试工况
●切割前最不利状态：
江水水位15.7m，气温
围堰内积水约70cm。
13℃，壁舱内水位9.0m，
●切割前：江水水位15.5m，气温13.5℃，围堰壁舱内注水 至高程11.5m。
●第一期第1块切割完成：江水水位15.3m，气温10℃，围 堰壁舱内水位11.5m。
●第一期第2块切割完毕即第一期切割完成：江水水位 15.25m，气温10.5℃，围堰壁舱内水位11.5m。
• 主塔墩基础采用钢围堰方案施工。
• 按常规设计，钢围堰的直径将达到44m。 为了减小钢围堰，设计首次创造性地提出 了异型钢围堰结构，即在圆形钢围堰上焊 接两个簸箕形构造。
簸箕形耳板底座仰视
钢围堰模型
钢围堰一般构造详图
结构设计
• 钢围堰采用双 壁自浮式，平 面为圆形外加 两个簸箕形。
• 簸箕形构造分 二期制作安装。
●钢围堰一期第1块切割完成后，切割区边缘应力 变化值较大，簸箕形构造内的应力变化值较小。
●钢围堰一期第2块切割完成后，结构是安全的。
●从监测钢围堰的应力状态、评估钢围堰整体结构 安全度、指导钢围堰的切割施工等方面的意义上 讲，此次钢围堰的应力监控是成功的。
异形钢围堰的采用
首节钢围堰定位
• 钢围堰圆形部分从下至上分成了刃脚段、加强段和标 准段 。
• 钢围堰各部的最终应力值为切割前圆形钢围堰各部的应力 与切割后钢围堰各部应力增量的叠加。
• 竖肋与壁板、环板与壁板在局部构成组合断面分别共同承 受沿竖肋方向和水平方向的水压力，受力处于弹性阶段。
• 根据实际情况进行了（1）圆形钢围堰应力和（2）异型钢 围堰应力计算，并与设计计算结果相对比。
结论
●钢围堰一期第1块切割完成后，异型钢围堰处于 最不利状态时，但结构仍是安全的。
测试时机
• 温度相对稳定的时段。 • 切割前3d每d测量1次。 • 切割过程中增加测试密度。 • 切割完成，减少测试次数。 • 塔柱施工出水面，围堰注水前观测1次即可终止测量。
结果分析
• 直接测试结果仅为自布设测点之时的工况起到测试时的工 况止圆形钢围堰内壁板和簸箕形构造内壁板某些部位的垂 直或水平向的应力变化值。要想通过该测试值确定围堰各 部的的最终应力值，必须作如下假定：
• 施工过程中存在一次结构体系转换：浇筑承台前的最大抽 水状态，钢围堰为圆形结构；施工下塔柱时，切割与下塔 柱相干扰部分的围堰壁后，钢围堰是一个开口的异形结构， 其受力十分复杂。
• 实际的测试情况是：承台施工完成后，在圆形钢围堰内壁 板和簸箕形构造内壁板上的代表性部位布设测点，在分期 切割施工的不同阶段进行测试。