1#桥围堰方案(含计算)

永川区东部拓展区6.27km2道路工程

1#

桥

围

堰

施

工

方

案

编制人：

审核人：

编制单位：重庆市第一市政工程有限责任公司

编制日期：二O一O年一月一日

1#桥围堰施工方案

一、工程概况：

1号桥位于人民大道上，是永川区东部拓展区6.27平方公里道路工程及相关市政工程的一部分。人民大道位于永川东部新城开发区内，呈东西走向，西起于工业大道，东接建设东路。1号桥设计起点桩号： K0+490.531，设计终点桩号：K0+580.531，全长90m。桥面总宽度55m，横向分成左中右三幅桥。

二、水文地质条件：

1.地表水

1#桥场地北部河流为红旗河，上跨人工景观水库（兴龙湖），湖底桥位区规划设计标高305.3m~ 305.4m。

2地下水

根据设计说明对于地下水的赋存特征，1#桥测区地下水按含水岩组分为松散岩类孔隙潜水、基岩裂隙水两大类。故不予考虑。

三、施工方案：

因为东部拓展区6.27平方公里道路工程及相关市政工程总体进度需要，兴龙湖准备开始蓄水。为满足1#桥墩台基础在无水条件下进行施工，以及现场施工场地的需求，综合工程概况及水文地质条件，本工程施工拟采用砂袋围堰。根据现场查勘，共设左幅和右幅两条围堰，其中左幅围堰设置在距左墩身15米处，长度80m，顶宽3m，堰高3m；右幅围堰设置在距右墩身15米处，长度85m，顶宽3m，堰高3m，上设人行便道。详图如下所示：

1:1

兴龙湖底面

水位

立面图

围堰平面图（示意）

1:1

8500

说明：

1.本图尺寸除注明外均以厘米计。

300

300

1:

1

1:1

砂袋围堰

砂袋围堰

砂袋围堰砂袋围堰

8000

1#桥桥梁范围

0#台

3#台

2#墩1#墩

施工场地

1500

人民大道

300

900

900

10000

湖堤防护

湖堤防护

1500

施工场地

安全护栏

一号桥围堰施工注意事项：

1. 考虑到临近春节期间行人较多带来的通行及安全问题，左幅围堰顶封闭，在右幅围堰顶设人行便道及安全护栏，并安排人轮流值勤巡视，负责行人通行安全及围堰坝体安全。

2. 因3号台基坑较深，湖底渗水较大，将导致3号台基础施工存在较大安全隐患，且质量得不到有效保障，故必须增派专人进行抽水。 四、围堰安全稳定性计算

1#桥砂袋围堰安全稳定性计算采用通用有限元软件 ANSYS ，使用壳体单元

SHELL63建模进行分析。 计算荷载具体如下：

静水压力+流水压力（流速0.15m/s ）+土压力 （为增加1#桥围堰安全性，考虑到可能出现的流水压力，增加计算流水压力对围堰造成的不利因素 。流速参考本工程所在地主要河流红旗河）

各种荷载的数值分别按照《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）计算。 1.静水压力

静水压力计算公式为：gh k h γ=

其中：h k ——水深为h 处的水压力集度值(KN/m) γ——水的容重，

g ——重力加速度，取9.8m/s 2

h ——水深度(m)，具体取值为： 1号桥围堰水深按2.5m 计。 2.流水压力

流水压力计算公式为：g

V KA

P 22

γ=

其中：P ——压力合力值(KN) K ——桥墩形状系数 A ——围堰阻水面积(m 2) V ——水流速(m/s) 其余同上。 计算加载时，荷载集度竖向按照倒三角形分布，平面方向按照余弦曲线分布. 3.土压力

土压力按照静止土压力计算，计算公式为：h e j ξγ=。 其中：j e ——任一高度h 处的静土压力强度(Kpa)

ξ ——静土压力系数

1．应力检算

1#桥砂袋围堰有限元模型共分为588个单元，672个节点。内力计算结果如下：其中Mx 表示环向截面弯矩，My 表示水平截面弯矩，Tx 表示环向截面轴力，Ty 表示水平截面轴力。

静水压力+流水压力（流速0.15m/s ）+土压力 MINIMUM V ALUES

MX MY TX TY ELEM 147 147 21 588

V ALUE -69342. -0.40851E+06 -0.66744E+06 -0.36159E+06 MAXIMUM V ALUES

ELEM 21 365 274 148

V ALUE 16754. 47722. -55164. -22703.

计算表明：最大竖向弯矩为4.3×106 N ·M ；最大环向弯矩为72905N ·M ；最大压力为7.4×106N ；最大拉力为0.59KN 。

应力计算结果如下：其中S1、S2、S3分别为第一、二、三主应力。 静水压力+流水压力（流速0.15m/s ）+土压力 MINIMUM V ALUES

S1 S2 S3 SINT SEQV

NODE 439 23 23 371 371

V ALUE -70124. -0.15303E+06 -0.89991E+06 21986. 19151. MAXIMUM V ALUES

NODE 23 23 28 23 23

V ALUE 0.64289E+06 0.10922E+06 -78954. 0.89970E+06 0.83386E+06

计算表明：最大主拉应力为0.9Mpa ，最大主压应力为0.67Mpa ，满足要求。 2．整体抗滑稳定性检算

围堰自重为KN W 3.27313237)2529(422=⨯⨯-=π

，摩擦系数f 取0.3，水

流冲击力按照流水压力公式g

V KA

P 22

γ=计算：

KN g V KA P 7.13258.924107298.022

2

=⨯⨯⨯⨯==γ

抗滑稳定性系数18.67

.13253

.273133.0=⨯=⨯=

P W f K h >[K]=1.3

1#桥围堰整体抗滑稳定性安全。

五、施工工艺技术要点

1在筑堰之前，必须将堰底下湖床底上的石块及杂物清除干净。

2围堰高度应高出施工期间可能出现的湖底最高水位(包括浪高)0.5～0.7m 。

3堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。

4筑堰材料宜用粘性软土或砂夹粘土，需从1公里之外拉运，人工砂袋围堰。

5围堰要求防水严密，应尽量采取措施防止或减少渗漏，以减轻排水工作。对围堰外围边坡的冲刷和筑围堰后引起的河床的冲刷应在外坡面用草皮、柴排、片石、草袋或土工织物等加以防护。