围堰方案[1].doc

武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段新建工程耒河特大桥12#、13#墩围堰施工方案中铁大桥局一公司设计事务所2007年6月目 录一、工程概况11桥址、水文及地质概况12桥梁设计概况1二、双壁钢围堰的设计21.设计总体说明22设计构思33.双壁钢围堰的设计3三.双壁钢围堰制造与施工51.围堰制造52.双壁钢围堰施工63.承台混凝土浇筑104.围堰拆除10四、双壁围堰计算说明书111.总说明112.设计依据113.基本资料114.主要计算工况、内容及结果：125.结论28一、工程概况1桥址、水文及地质概况耒河特大桥位于湖南省境内耒河上，白渔潭水电站上游500m处。耒河系湘江最大支流，在湘江中游衡阳段汇入湘江。耒河流域面积F=11783km2,干流全长L=453km,河道平均坡降i=0.77。根据湖南省水利厅提供桥址处耒河水文资料：Q1%=7930m3/s,H1%=61.81m,V1%=2.5m/s,流向左右，线路法线与水流方向交角为81。根据以往施工经验并结合当地水文资料，考虑到围堰施工时恰逢洪水期，将围堰设计水位定为：H=59.35m。耒河特大桥跨越耒河一级阶地，耒河漫滩及耒河，属河流阶段地貌。一级阶地地面标高为60.0072.00m,阶面较平坦、开阔，地势北高南低，阶面倾向耒河。耒河自东向西弯曲流经桥址，水面宽度约210m，对施工有较大影响。河床内第四系积物厚度不大，主要为粉砂、细砂，受下游耒河电站拦坝雍水影响，耒河北岸漫滩堆积有淤泥。12#墩、13#墩为水中墩施工，墩位处河床地质情况大致为：覆盖层为细砂、中砂，饱和，松散稍密状，局部夹粗砂、粉土。层后1.104.90m，层底标高一般在44.0048.00m。覆盖层下为强风化岩层，岩芯呈块状、短柱状，局部夹弱风化岩。层厚4m12.00m，个别达40.60m。2桥梁设计概况本桥为四线桥，中间两线为武广客运专线，左右侧为预留湘桂线。四线桥采用相同桥孔布置：10-32m简支梁+1-（40m+272m+40m）预应力混凝土连续梁+3-32m简支梁，武广客运专线为双线梁，两侧的湘桂线为单线梁，武广客运专线桥中心里程：DK1723+985.59,桥全长：L=664.39m。2.1 12#墩概况桥墩采用双线圆端型实体桥墩，矩形盖梁。基础为钻孔灌注桩承台基础，采用212.0m钻孔桩(护筒直径外=2.4m)。承台平面外形为12m（顺桥向）29.6m（横桥向）矩形，四角采用1.6m半径的圆弧倒角过度。承台厚4.5m,底面标高44.654m。墩位处河床标高最低处大致为45.4m。2.2 13#墩概况桥墩采用双线圆端型实体桥墩，矩形盖梁。基础为钻孔灌注桩承台基础，采用211.8m钻孔桩(护筒直径外=2.2m)。承台平面外形为11m（顺桥向）27m（横桥向）矩形，四角采用1.5m半径的圆弧倒角过度。承台厚4.0m,底面标高为47.62m（承台标高提高1.8m后）。墩位处河床标高最低处大致为47.42m。二、双壁钢围堰的设计1.设计总体说明根据桥墩处的地形、地质、水位及工期等因素综合考虑来决定承台施工方案。12#墩双壁钢围堰可采取常规的围堰内封底混凝土方法止水来施工，而13#墩墩位处由于部分河床段岩层起伏较大，造成围堰底部无法做成连续开口刃脚，且无法保证封底混凝土厚度。因此13#墩位处双壁钢围堰需作成高低刃脚双壁钢围堰来进行处理，河床岩面较高处需将河床覆盖层清理后，抛填片石、砂袋等堆积物将河床面与围堰刃脚未紧密结合部分堵漏，然后浇筑水下封底混凝土与河床岩面有效结合。2设计构思由于本桥12#、13#墩基础在洪水期施工，采用的施工方法是搭建水上施工平台，在平台上钻孔并浇筑水下混凝土。钻孔桩施工完毕，制作双壁钢围堰进行承台施工。围堰在岸上加工，由运输车经栈桥运至墩位平台上，50t履带起重机进行围堰拼装工作。围堰在设计时需考虑以下问题：（1）围堰尺寸应满足承台施工尺寸及水上施工平台的净空尺寸要求；（2）围堰高度应考虑洪水期施工水位及起吊设备起重能力；（3）围堰拼装接高时须考虑围堰自浮时出水高度，以利下节围堰拼装。3.双壁钢围堰的设计3.1 12#墩钢围堰根据承台及水上施工平台尺寸，将围堰内口尺寸确定为：33.4m15.8m，四个角由3.5m半径圆弧过渡，围堰侧板壁厚1.2m，侧板总高度（包括刃脚部分）为18m,围堰内设置圈梁及内支撑。侧板在竖向总体分为上、中、下三节，上、中、下节围堰侧板高度均为6.0m。经计算围堰下放到位后须浇筑2.0m厚封底混凝土，围堰隔舱内需浇筑4.0m高混凝土（包括刃脚混凝土）。围堰平面分26块，平面分块考虑到加工制造、运输的便利，同时考虑50t履带吊机的吊重情况。围堰的钢壳除底节的下部带有刃脚外，其余为双壁空腹矩形结构。围堰为基础施工的临时辅助结构，设计按施工步骤中的控制工序进行检算，详细计算情况见“双壁钢围堰计算说明书”。图一 12#墩双壁钢围堰总图3.2 13#墩钢围堰根据承台及水上施工平台尺寸，将围堰内口尺寸确定为：31.2m（横桥向）15.2m（顺桥向），四个角由3.6m半径圆弧过渡，围堰侧板壁厚1.2m，侧板总高度（包括刃脚部分）为15m,围堰内设置圈梁及内支撑。侧板在竖向总体分为上、中、下三节，标准段上、中、底节围堰侧板高度分别为3.0m、6.0m、6.0m，高低刃脚处底节侧板高度由2.23m向6.0m过度。经计算围堰下放到位后须浇筑2.0m厚封底混凝土，围堰隔舱内需浇筑4.0m高混凝土（包括刃脚混凝土）。围堰平面分24块，平面分块原则及钢围堰的外形结构同12#墩双壁钢围堰。围堰设计按施工步骤中的控制工序进行检算，详细计算情况见“双壁钢围堰计算说明书”。由于围堰内岩面高低不平，故需采用高低刃脚使刃脚与岩面吻合，使围堰落在不平的岩面上不致倾斜。对此根据现场提供的耒河特大桥12#、13#墩基岩摸底情况进行13#墩双壁钢围堰高低刃脚的设计。图二 13#墩双壁钢围堰总图三.双壁钢围堰制造与施工1.围堰制造双壁钢围堰是一个厚1.2m空壁的矩形带圆弧倒角焊接结构，由型钢加劲的内、外壁板、隔舱板及环形水平桁架组成。围堰水平及竖向要合理分块，便于施工。围堰结构要求水密，以适应钢围堰在下沉过程中各种工况的需要。钢围堰非圆弧过度段采用常规制造方法进行焊接加工，设置加工制造平台，加工焊接平台的平整度要求至关重要。钢板的下料：壁板采用=6mm厚的钢板，钢板的下料用氧焰切割，切割的毛边用砂轮打磨，钢板误差按1mm控制；角钢的下料：角钢的下料用砂轮锯切割，下料精度按1mm控制。节与节之间、块与块之间连接角钢螺孔间距的精度必须符合规定范围。制作每一块套箱板块时，首先将加工好的角钢构件焊成骨架。焊接时分两次进行，先点焊，形成骨架后检查其尺寸和垂直度，合格后，再将焊缝补焊完，骨架形成后，再将钢板焊在骨架的两侧。焊钢板时，为了防止变形，也需要分两次焊接，先点焊，将钢板与骨架固定后再补焊。钢围堰圆弧过度段采用按设计分块在胎架上加工制造。胎架要能保证各分块的成型加工精度，且组拼方便，焊接容易，减少仰焊，加快施焊进度。组拼顺序大致为：外壁板外壁板加劲型钢水平桁架内壁加劲型钢内壁板脱模翻身焊接。2.双壁钢围堰施工2.1 12#墩双壁钢围堰施工2.1.1 钢围堰拼装下放围堰加工制造完成后，运至墩位处拼装，拼装利用墩位钻孔平台进行，在原墩位平台基础上加焊支撑型钢，构成拼装平台。先拼装底节带刃脚钢围堰，拼焊好后，进行全面质检，对内外壁板焊缝及隔舱板焊缝进行煤油渗透试验。刃脚部分制造组拼完后考虑进行灌水试验，对重要焊缝进行超声波探伤抽查，确保围堰水密，结构安全。底节拼装完毕，安装围堰起吊设备（包括起吊梁、5门滑车组、卷扬机及钢丝绳等）。卷扬机布置在护筒顶或平台上，须保证其安全稳固。滑车组通过简易提升吊架将底节围堰提升，先提高1m以后割除拼装平台，清除有碍于围堰下放的结构。利用卷扬机将围堰底节缓慢下放至水中，下放过程中须保证各卷扬机下放的同步，保证各点按相同的下放速度入水。围堰底节入水初步阶段起吊设施不松钩，保持起吊下放状态。大致调整围堰平面位置，浇筑1.6m厚刃脚混凝土，随围堰下沉松放起吊钢丝绳，混凝土浇筑停止后围堰结束起吊下放状态，围堰完全水中自浮。将围堰与墩位平台进行临时连接。快速运输、并对称安装中节钢围堰侧板，中节拼装完毕后进行质检及水密试验。经检查合格后，去除底节围堰与墩位平台临时连接，在围堰舱壁内浇筑刃脚及舱壁混凝土下沉，根据下沉情况决定是否采取舱壁内注水，协助围堰下沉。按照相同的施工方法拼装上节钢围堰，并在隔舱中继续注水下沉或灌注水下混凝土逐步下沉。2.1.2 钢围堰着床围堰下沉过程中要采取有效措施，保持其平面位置，防止涡流影响。下沉至围堰刃脚距河床面23米时，准备着床。由于围堰到位后,到着床尚有一段时间,因水流作用,形成围堰上游冲刷、下游淤积,给围堰的精确定位着床带来很大困难。围堰着床前一段时间,必须每天测量河床冲刷情况,据此确定围堰着床前的精确定位位置以及抛碎石的范围,在此期间围堰逐渐向下游溜放,所以围堰下放时需设值一定的预偏值。围堰着床是通过向围堰井壁内快速大量地灌水压重的办法来实现的。在着床前必须准备好吸泥机、水泵、压风机等设备,着床时同时启动水泵均匀对称地向各隔舱内灌水,使围堰刃脚尽快着床。同时要随时测量围堰的位置、状态和河床冲刷情况。着床初期如围堰刃脚有部分已着床而有部分仍然悬空,此时应开动吸泥机,在河床高处局部加强吸泥,使刃脚逐步地全部沉入河床。围堰下沉至一定深度后，就定期测量围堰下的河床冲淤变化，分析研究何时再接高围堰，是否需要整治河床，如何整治河床，确定围堰着床时的位置，制定着床计划。整治河床的目的是让围堰不产生过大倾斜，平稳着床。整治河床一般采用高处加速吸泥，低处回填的方法进行，可在上游或冲刷较深的部位抛填碎石或卵石，以减缓冲刷，在下游淤高部位加大吸泥力度，降低河床高差。围堰着床务必保证位置准确，围堰倾斜应满足规范要求。如着床精度达不到要求，则应在围堰壁舱内抽水让围堰自行上浮后，重新着床。围堰着床位置，根据着床前河床等高线图而定，一般情况着床位置应向河床高处适当偏移，以抵消围堰下沉过程中因土压力不平衡可能发生的位移。预设偏移要考虑覆盖层厚度，当覆盖层薄时，围堰在下沉过程中调位的余地很小，设偏须谨慎。围堰刃脚距河床11.5m时，河床上冲下淤现象加快。为防止围堰下沉着床时倾斜，要求加快围堰下沉速度，加快河床高处吸泥速度。为此要配备足够数量的水泵，向围堰壁舱内大量灌水压重（须注意围堰舱壁内外水头差不得超过设计限值），同时配备吸泥机迅速吸走河床高处泥沙，使围堰快速顺利着床。2.1.3 钢围堰在覆盖层中下沉围堰下沉的速度取决于围堰内外吸泥的速度，根据围堰下土质情况需决定吸泥时采用高压射水。在围堰吸泥下沉过程中,应特别注意向围堰内不断补水,使围堰内水位不低于江水水位,防止由于内外水头相差过大而引起翻砂。另外在吸泥时也要注意防止在刃脚附近吸泥过深 (超过刃尖 ),因为吸泥过深容易造成翻砂,而翻砂往往会导致围堰产生较大的倾斜或位移。围堰内往往有沉积物，如地质钻具、沉落片石、铁件等杂物，施工时应配备潜水设备及相关人员必要时进行清理。围堰在覆盖层中下沉必须注意以下几点：（1）围堰在下沉初期最易发生倾斜和位移。下沉时先以调整位移为主，后再纠正倾斜。调整位移可采用倾斜下沉法，让围堰先向偏移方向适当倾斜然后转正，让围堰向正确位置移动。（2）对围堰内泥面详细测量，根据河床高差及时移动吸泥机的位置。刃脚下泥面不宜低于刃脚，以免翻砂。（3）围堰下沉初期，在大量吸泥的同时，要用水泵向钢围堰内大量补水，以保证围堰内水位不低于围堰外水位。（4）遇有阻碍下沉情况，应及时设法探明，必要时须潜水探摸。2.1.4 封底混凝土浇筑封底混凝土的施工采用垂直导管法分块分层浇筑,水下混凝土靠自身流动性向四周摊开。在钢围堰顶部设置工作平台，封底混凝土的浇筑应遵循由低到高、从周围到中间的原则,以免浮泥及封底顶面的浮浆集中在围堰边缘。同时在浇筑过程中,要随时测量浇筑高度,以防超浇或欠浇。施工完封底混凝土后进行钢围堰内抽水。抽水过程要分阶段,并及时观察钢围堰有无渗漏、变形、移位、上浮,若有异常应及时停止抽水,并分析原因。严禁抽水一步到位。抽水至围堰内支撑位置时，即刻安装围堰圈梁及内支撑，内支撑的安装顺序由上至下进行。抽水完成后,分别进行承台和墩身的施工。2.2 13#墩双壁钢围堰的施工13#钢围堰拼装下放与12#墩施工方法大致相同，仅底节钢围堰拼装稍有不同。由于河床岩面不平，根据现场测量得到耒河特大桥12#、13#墩基岩摸底情况，进而将底节围堰设计成高低刃脚。拼装时需对较高刃脚处进行抄垫，使之与正常刃脚段处于同一平面，以利围堰拼装焊接。围堰在下放后由于自重不均匀产生一定倾斜，此时在围堰隔舱内注水调整，使围堰顶面水平，与中节围堰顺利拼装。围堰的着床、下沉与12#墩围堰施工方法基本相同，在围堰下沉至距岩面1m左右时，与围堰刃脚接触段河床岩面开始清基（在能保证围堰封地混凝土厚度河床段不用清基）。清基应细致，其目的：一是清楚干净堰内岩面上泥沙，使之与封底混凝土密贴；二是让围堰能平稳着落在岩面上。清基时应防止围堰内翻砂或倾斜，并经常探摸刃脚下情况。清基工作按以下方法进行：（1）高压水管上标出尺度，探明围堰刃脚附近岩面高程。与刃脚高程比较，根据刃脚脱空尺寸，决定清基办法。（2）清基后潜水工下水，认真检查情况，避免存在厚度大于3cm的成片砂层，尤其小范围砂层不得串通围堰外砂层。清基合格后浇筑水下封底混凝土，其后续工作堰内抽水、安装内支撑等与12#墩内容相同。3.承台混凝土浇筑围堰抽水并安装内支撑后，进行承台施工。割除钻孔桩钢护筒，凿除桩头，绑扎承台钢筋后立模，浇筑承台混凝土。承台混凝土浇筑按大体积混凝土施工，布设冷却装置。承台混凝土养生达到规范要求后拆除模板，准备墩身施工。4.围堰拆除墩身施工出水后，利用枯水期水位较底时段拆除双壁钢围堰。拆除前围堰内注水直至围堰内外水位大致相同，潜水人员下潜至封底混凝土顶面位置进行水下切割。切割时纵、横向均按拼装时分块进行切割，切割完毕利用围堰内预留钢管桩将起顶装置实施起吊，并拖拽至栈桥侧，利用50t履带吊机吊至栈桥桥面运离施工现场。四、双壁围堰计算说明书1.总说明12#、13#墩是耒河特大桥中的两个深水墩，墩位处有约6m的覆盖层，覆盖层下为风化岩层。12#墩中心里程为DK1724+100.05m，13#墩中心里程为DK1724+172.05m。12#、13#墩河床面均高于承台底面，为满足承台施工和受力需要，均采取矩形双壁钢套箱内填砼的围堰辅助施工。2.设计依据建筑结构静力计算手册钢结构设计手册钢结构设计规范（GB17-88）土力学和基础工程3.基本资料3.1 12#墩资料3.1.1原始资料钻孔桩直径2.0米，钻孔桩钢护筒外径2.4米。围堰封底混凝土厚度为2.2米；12#承台平面尺寸35.8m18.2m(外轮廓尺寸，四角为圆弧形)，承台厚4.5m，承台顶标高+49.154米，承台底标高+44.654米围堰施工时设防水位+59.35米。水流流速为V=2.54m/s。3.1.2围堰总体结构12#墩采用矩形双壁钢套箱围堰，围堰四角做成圆弧形，双壁间距1.2m，围堰顶标高为59.85m，底标高为42.15m，围堰高18.0m。分三节拼装，底节、上节和中节均为6.0m。底节刃脚内灌注高4m的混凝土。12#墩围堰总体结构图见“ 12#墩围堰总布置图”3.2 13#墩资料3.2.1原始资料钻孔桩直径1.8米，钻孔桩钢护筒外径2.2米。围堰封底混凝土厚度为2.0米；13#承台平面尺寸33.6m17.6m(外轮廓尺寸，四角为圆弧形)，承台厚4.0m，承台顶标高+51.62米，承台底标高+47.62米（在原设计标高45.82基础上提高1.8m）围堰施工时设防水位+59.35米。水流流速为V=2.54m/s。3.2.2围堰总体结构13#墩采用矩形双壁钢套箱围堰，围堰四角做成圆弧形，双壁间距1.2m，围堰顶标高为59.85m，底根据实际地形加工成阶梯形，最低标高为44.85m，围堰高15.0m。分三节（6m、6m、3m）拼装，底节刃脚（高2.2m）内灌注高4m的混凝土。13#墩围堰总体结构图见“13#墩围堰总布置图”4.主要计算工况、内容及结果：4.1 12#墩围堰计算4.1.1工况一及其说明此种工况为围堰封底后开始抽水，并且现场对围堰标高58.85m处安装一道临时内支撑，当抽到第一层内支撑位置时停止抽水，在第一层内支撑安装之前围堰为最不利受力状态。此时围堰内外水头差为3.5m。围堰承受主要荷载为在水流方向承受水流冲击力和四周内外侧的静水压力。（1）、荷载计算a、水头差以3.5米计（外部比内部高3.5米），取围堰1米宽、14.696米高计算，水压力计算: Q13.5t/m2=0.035N/mm2b、水流流速为V=2.54m/s水流冲击力为：F=KA V2/2g=1157.8KN（2）、计算模型利用大型有限元通用程序建立围堰整体有限元模型，模型中包括梁单元、面单元和实体单元。计算立体模型见下图“工况一计算立体模型”：工况一计算立体模型（3）、计算结果通过有限元通用程序对围堰整体模型的计算，各单元的计算结果如下：a、围堰壁板（=6mm），计算模拟为面单元。 max=52.5Mpa b、围堰竖向肋1，计算模拟为梁单元。max=65.9 Mpa min=-165 Mpa（临时撑位置）c、围堰竖向肋2，计算模拟为梁单元。max=65.5 Mpa min=-81.7Mpad、围堰水平肋，计算模拟为梁单元。max=48.3 Mpa min=-79.8 Mpae、围堰桁架杆，计算模拟为梁单元。max=131.2 Mpa min=-150Mpa（临时撑位置处14）对于受压杆14计算长度取为1.5m，两端按固接简化计算，属b类受压截面。A=2131mm2 Ix=6094000mm4 Iy=612000mm4 Iy=（612000/2131）1/2=16.9mm刚度计算:=L/ iy=15000.5/16.9=44.5=150 满足要求稳定计算: 由x=44.5查表得=0.880=-150/0.880=-170.4Mpa f、围堰临时内支撑及圈梁，计算模拟为梁单元。max=27 Mpa min=-141.3Mpa g、围堰双壁内水封砼为C30,计算模块为实体单元，在围堰内形成砼圈梁，厚1.2米，高4米。计算后最大压应力为：max=6.96 Mpa h、围堰挠度结果fy=12.0mm fx=4.3/-6.6 mm从以上计算结果可知，各构件均满足要求。4.1.2工况二及其说明此种工况为当围堰第一层内支撑安装好后继续抽水，并且临时支撑保留，当抽到第二层内支撑位置时停止抽水，在第二层内支撑安装之前围堰为最不利受力状态。此时围堰内外水头差为5.5m。围堰承受主要荷载为在水流方向承受水流冲击力和四周内外侧的静水压力。（1）、荷载计算a、水头差以5.5米计（外部比内部高5.5米），取围堰1米宽、14.696米高计算，水压力计算: Q15.5t/m2=0.055N/mm2b、水流流速为V=2.54m/s水流冲击力为：F=KA V2/2g=1157.8KN（2）、计算模型利用大型有限元通用程序建立围堰整体有限元模型，模型中包括梁单元、面单元和实体单元。计算立体模型见下图“工况二计算立体模型”：工况二计算立体模型（3）、计算结果通过有限元通用程序对围堰整体模型的计算，各单元的计算结果如下：a、围堰壁板（=6mm），计算模拟为面单元。 max=61.0Mpa b、围堰竖向肋1，计算模拟为梁单元。max=100 Mpa min=-140.8 Mpa（临时撑位置）c、围堰竖向肋2，计算模拟为梁单元。max=112 Mpa min=-90.0Mpad、围堰水平肋，计算模拟为梁单元。max=80.9 Mpa min=-103.8 Mpae、围堰桁架杆，计算模拟为梁单元。max=141.2 Mpa min=-102.4Mpaf、围堰临时内支撑及圈梁，计算模拟为梁单元。max=11.7 Mpa min=-150.3Mpa g、围堰双壁内水封砼为C30,计算模块为实体单元，在围堰内形成砼圈梁，厚1.2米，高4米。计算后最大压应力为：max=6.2 Mpa h、围堰挠度结果fy=12.74mm fx=7.4/-8.8 mm从以上计算结果可知，各构件均满足要求。4.1.3工况三及其说明此种工况为围堰封底后抽完水，此时围堰内外水头差为14.696m。围堰承受主要荷载为在水流方向承受水流冲击力和四周内外侧的静水压力。（1）、荷载计算a、水头差以14.696米计（外部比内部高14.696米），取围堰1米宽、14.696米高计算，水压力计算: Q114.696t/m2=0.14696N/mm2b、水流流速为V=2.54m/s水流冲击力为：F=KA V2/2g=1157.8KN将水压力与水流冲击力合力简化为面荷载，如下图所示。围堰荷载简化图示（2）、计算模型利用大型有限元通用程序建立围堰整体有限元模型，模型中包括梁单元、面单元和实体单元。计算立体模型见下图“工况三计算模型”：工况三计算模型（3）、计算结果通过有限元通用程序对围堰整体模型的计算，各单元的计算结果如下：a、围堰壁板（=6mm），计算模拟为面单元。 max=75.8Mpa 满足要求。b、围堰竖向肋1，计算模拟为梁单元。max=103 Mpa min=-165 Mpac、围堰竖向肋2，计算模拟为梁单元。max=162 Mpa min=-123 Mpad、围堰水平肋，计算模拟为梁单元。max=160 Mpa min=-143 Mpae、围堰桁架杆，计算模拟为梁单元。max=118 Mpa min=-145 Mpa f、围堰内支撑及圈梁，计算模拟为梁单元。max=36 Mpa min=-144 Mpa g、围堰双壁内水封砼为C30,计算模块为实体单元，在围堰内形成砼圈梁，厚1.2米，高4米。计算模型如下图示“忍脚混凝土圈梁计算模型“计算后最大压应力为：max=3.81 Mpah、围堰挠度结果fy=12.7mm fx=11.8/12.9 mm由以上计算可知，结果均满足要求。（4）封底混凝土厚度检算：封底混凝土厚度为2.2米，计算模拟为实体单元，计算模型见下图示。由计算结果可知，混凝土最大弯拉应力为max=0.512 Mpa0.57 Mpa计算模型见下图 “封底混凝土计算模型“。刃脚混凝土圈梁计算模型封底混凝土计算模型混凝土稳定性计算。封底混凝土自重为：（517-4.5221-320.3）2.223=20871.5KN封底混凝土承受水浮力：（517-4.5221）1060.1669610-3=70470 KN混凝土与钢护筒，围堰侧板粘结力（按140KN/m2计算）140（7.542.221+92.42.2）=77227.9KN混凝土抗浮稳定性计算：（20871.5+77227.9）/70470=1.391 满足要求。（5）围堰下沉计算围堰底节先在平台上拼装好后再入水，入水后浇注刃脚（刃脚高2.2m）内混凝土，通过吊机辅助围堰平衡；通过围堰的自浮继续拼装第二、三节。围堰自重按220kg/m2计算，刃脚按135kg/m2计算，围堰入河床（河床标高约45.4m）后土的平均摩阻系数取25kpa，刃脚混凝土按23KN/m3计算。要使得围堰第二节能顺利安装上去，就必须保证围堰在第一、二节围堰和刃脚混凝土自重作用下两节之间的接缝能在水面以上一定高度，取为0.6m。第一节入水后需浇注混凝土高度为h。混凝土高度h计算围堰承受浮力为：V=（632.6-517.2）（6-2.2-0.6）+1/22.21.296.2=496.3m3F=gV=100010496.310-3=4963.0KN围堰自重为：（220（6+6-2.2）96.2+1352.296.2）1010-3=2359.8KN 允许混凝土自重为4963.0-2359.8=2603.2KN混凝土允许方量：2603.2/23=113.2m3刃脚内混凝土方量：1/22.21.296.2=126.9m3113.2m31/21.2h2/2.296.2=113.2h=2.08m取2.0m即第一节入水后可以浇筑刃脚内2m高混凝土，约105m3。可以保证第二节能顺利拼装。第二节拼好后，再浇筑刃脚内余下的约230m3混凝土。第三节围堰自重220696.21010-3=1269.8KN不考虑河床的影响假设第三节围堰拼好后围堰露出水面高度L100010115.4（6+0.6-L）10-3=23023+22096.261010-3L=0.9m18-59.85-45.4=3.55m说明围堰在拼装第三节过程中已经接触河床，此时需要开始注水帮助围堰下沉。取1.2倍的下沉系数。围堰下沉过程中受土的阻力N入土深度为45.4-（59.85-18）=3.55m，围堰外侧吸泥需向下吸（3.55-h ）m深则 N=h99.925=2497.5h KN围堰到位后受到浮力FF=100010（18-0.5-2.2）115.4+1/21.22.296.2）10-3=18926KN围堰自重GG=3850KN刃脚混凝土（126.9+115.41.8）23=7696.3KN围堰内注水达到标高58m（注水深度为12m），则注水重 10001012115.410-3=138481.2（2497.5h+18926）=7696.3+3850+13848计算得h=0.9m围堰外侧吸泥深度为 3.55-0.9=2.65m，达到标高约42.75m处。4.2 13#墩围堰计算4.2.1计算工况及其说明13#墩围堰参照12#墩围堰的计算工况可以分为以下3个主要工况：工况一：围堰封底完后开始抽水，并安装临时支撑（58.85m），当抽到第一层内支撑往下约0.5m位置时，停止抽水，再安装第一层内支撑（56.85m）。最不利情况为支撑未安装时。工况二：当围堰第一层内支撑安装好后继续抽水，当抽到第二层内支撑位置时停止抽水，再安装第二层内支撑（53.85m）。最不利情况为第二层内支撑未安装时。工况三：当围堰第二层内支撑安装好后继续抽水，抽干水后此时围堰内外水头差最大。4.2.2荷载计算围堰在施工及抽水过程中主要受水流冲击力和静水压力。a、 静水压力计算工况一：内外水头差3.0m工况二：内外水头差6.0m工况三：内外水头差12.03mb、水流流速为V=2.54m/s水流冲击力为：F=KA V2/2g=1145.1KN4.2.3计算模型利用大型有限元通用程序建立围堰整体有限元模型，模型中包括梁单元、面单元和实体单元。计算立体模型见下图“13#墩围堰计算立体模型（工况三）”：13#墩围堰计算立体模型（工况三）4.2.4主要计算结果a、围堰结构各杆件应力（Mpa）杆件工况面板竖肋1竖肋2水平肋桁架杆内支撑混凝土圈梁挠度（mm）fx/fy工况一40.241.880/-78.665.2/-87120/-140.3-130.55.36.5/5.3工况二48.552.3116.2/-92.1102/112.6110./-138.7-142.24.87.9/6.5工况三55.169.7/-140130/-93.5130/-13591.9/-142.5-145.62.78.3/6.7b、封底混凝土厚度检算封底混凝土稳定性计算：混凝土自重：（463-3.1421-320.3）223=17823.2KN混凝土受浮力：（463-3.1421-320.3）0.14103=54244.4 KN混凝土与钢护筒粘结力：（按140KN/m2计算）（83.7+6.2821）2140=60362.4 KN抗浮稳定性（17823.2+60362.4