摘 要

本项目为钢板桩围堰计算，水下施工，为确保富水特大桥18#、19#号墩施工过程中质量合格、安全达标、进度满足工期要求，特编制本专项方案。桥梁起止里程为K45 195.72～K46 633.72，桥梁中心里程为K45 914.72，全长1438m；围堰采用钢板桩拼装的形式，每个围堰都设置五个围囹，中间设3道对撑，采用直径螺旋钢管。设计手段主要采用计算机辅助设计，应用软件包括迈达斯设计软件、以及CAD软件。设计图纸包括桥型图、桥梁围堰设计图、设计说明书。根据地质条件和实际情况，拟定不同的方案。通过计算机模拟，计算出不同方案围堰模型在荷载的作用下内力，变形，应力和应变。根据所得数据来分析钢围堰的刚度，强度和稳定性。最终在确保水下施工的安全性的前提下，选出最经济最合理的方案。

关键词：钢板桩；迈达斯设计软件；内支撑；钢围堰模型的建立；水下施工

Abstract

This project is the calculation of steel sheet pile cofferdam, underwater construction, in order to ensure that the water quality bridge 18 #, 19 # pier construction process quality, safety standards, progress to meet the duration requirements, specially prepared this special program. The length of the bridge is K45 195.72 ~ K46 633.72, the center of the bridge is K45 914.72, the total length is 1438m; the cofferdam is made of steel sheet pile, and each cofferdam is set up with five bars, , Using a diameter of 630 × 10mm spiral steel pipe. Design tools are mainly computer-aided design, application software, including Midas design software, and CAD software. Design drawings include bridge type, bridge cofferdam design drawings, design specifications. According to geological conditions and the actual situation, the development of different programs. The internal forces, deformation, stress and strain of different cofferdam models under load are calculated by computer simulation. According to the data obtained to analyze the rigidity, strength and stability of steel cofferdam. And ultimately to ensure the safety of underwater construction under the premise of selecting the most economical and most reasonable program.

Key words: Steel sheet pile; Midas design software; internal support; steel cofferdam model establishment; underwater construction

目 录

1 绪论 1

1.1 课题来源研究的意义 1

1.1课题研究意义 1

2 工程简介 2

3 钢板桩围堰结构形式 3

3.1内支撑合理布置间距 3

3.2 18#墩钢围堰结构形式 3

3.3 19#墩钢围堰结构形式 5

4 荷载计算 8

4.1恒载 8

4.2 活载 8

4.3计算参数 8

4.4计算结果分析 8

5 18#墩钢板桩围堰计算 9

5.1 结构概况 9

5.2计算模型 9

5.2 基本参数 10

5.2.1 钢板桩截面特性 10

5.2.2 地质资料 10

5.3 计算结果 11

6 19#墩钢板桩围堰计算 23

6.1 结构概况 23

6.2计算模型 23

6.2 基本参数 24

6.2.1 钢板桩截面特性 24

6.2.2 地质资料 24

6.3 计算结果 25

7 结论 37

参考文献 38

致谢信 39

1 绪论

1.1 课题来源研究的意义

我国地域广阔，江河纵横，水域面积大。很多路网规划都要求在大江大河和沿海修建规模较大的桥梁。除此之外，铁路建设对工程的沉降和刚度要求越来越高，桥梁以其刚度大，沉降小等特点在铁路建设中所占的比重也越来越大。国内中东部地区经济发达，交通压力大，是铁路建设发展较快的区域；但是，该地区又正是江河纵横的地带。大部分河流都呈现水深，流缓，岸滩淤高，同时，东部地区雨量充沛，防洪防汛风险大，因此有必要对水下基础施工进行研究，以满足该地区桥梁建设的要求。

水下施工因为其难度大，安全风险高，施工周期长的特点，所以称为大跨度桥梁建设的关键环节。水下基础的施工，直接受到了水下环境的影响，并且水越深，未知的影响因素也越多，施工难度也会急剧的增加。上世纪五十年代，我国首次在铁路桥梁中使用钢板桩，近些年来随着国民经济的发展，钢板桩这种高效、快捷、环保的工法在许多大工程种得到广泛的应用，并且取得了良好的社会经济效益。其中，钢板桩围堰是一个较大的应用领域。

1.1课题研究意义

通过本次毕业设计，系统地巩固本科期间的学习内容，将基本理论和专业知识综合运用于设计过程培养学生分析和处理实际问题的能力，做到学以致用。了解现行的行业设计规范，掌握一般钢板桩围堰的设计原则及方法，计算原理，从而深入了解钢板桩围堰的一般设计流程，为毕业后从事桥梁技术工作打下基础。提高读图及绘图能力，学会查阅中外文献，使用规范手册，编写技术文件及计算机辅助设计等基本技能。熟练掌握CAD ，Midas，Word等计算机软件的使用方法。了解Midas的建模过程和功能，利用它进行钢板桩围堰的计算和分析以及施工过程对工序的模拟。并能熟练的利用CAD准确绘制工程图。培养严谨认真，实事求是，刻苦钻研，勇于创新的精神，为日后的桥梁基础建设工作奠定基础。

2 工程简介

富水特大桥，桥梁起止里程为K45 195.72～K46 633.72，桥梁中心里程为K45 914.72，全长1438m，全桥孔跨布置：设计为3（430m） 50m (435m) (70 120 70) 50m 4（430m） 330m的预应力混凝土T梁和预应力现浇连续箱梁的结构形式，桩基为嵌岩桩，桩基直径分别为1.5米，1.8米和2.0米，下构采用柱式墩台。主桥上部结构设计采用（70 120 70）m预应力混凝土变高连续钢构，桩基采用钻孔桩基础，按嵌岩桩设计，砼采用C30水下混凝土，其中12#、13#、21#墩桩基直径Φ200cm，合计12根。17#、20#墩、0#台、40#台墩桩基直径Φ150cm，合计32根。1-11#、14、15、16、18、19#、22-39#墩桩基直径Φ180cm，合计152根，总计196根。主桥边墩身采用实心板墩、主桥主墩采用实心双板墩，桥台采用双肋板桥台。