第一節(jié)橋梁施工歷史回顧我國歷史悠久，是四大文明古國之一。我們的祖先在科學技術和文化藝術方面，創(chuàng)造了不少光輝燦爛的篇章。橋梁是科學技術和文化藝術的典型代表之一，在世界橋梁建筑史上，我們的祖先也占有重要的地位。我國的古代橋梁不僅數(shù)量多，而且類型也多種多樣，幾乎包含所有近代橋梁中的主要形式。據(jù)史料記載，在距今約3000年的周文王時，我國已在渭河上架設過大型浮橋。漢唐以后，浮橋的運用日益普遍。春秋戰(zhàn)國時期，在黃河流域已修建用木樁和木梁或石梁的多孔樁柱式我國也是公認的索橋的起源地，迄今至少有3000多年的歷史。在鐵索橋的設計施工上，我們的祖先掌握了先進的技術。據(jù)文獻記載，中國早在公元前50年就建成了跨度達百米的鐵索橋，而歐美直到17世紀尚未出現(xiàn)鐵索橋。1665年徐霞客的《鐵索橋記》詳細描述了建于1629年在貴州境內的一座長約122m的鐵索橋。法國傳教士于1667年出版了一本《中國奇跡覽勝》,書中也介紹了中國鐵索橋。這兩本書直接啟發(fā)了西方人建造鐵索橋的嘗試，但直到1741年，英國才建成歐洲第一座永久式鐵索橋(倜氏橋)。目前還存在的如大渡河鐵索橋等，是我國古代鐵索橋梁建筑技術成就的典型實例。在秦漢時期，我國已廣泛修建石梁橋。修建于1053～1059年的福建泉州洛陽橋(亦稱萬安橋)是世界上現(xiàn)在尚存的最長的、工程也最艱巨的石梁橋。它采用筏形基礎，并用牡蠣將基礎加固成整體，從而解決了在海灣上建橋的最大難題——橋梁基礎，它將生物工程技術運用到橋梁工程實踐中，體現(xiàn)了卓越的設計思想，是我國古代勞動人民在橋梁建筑歷史上的又一創(chuàng)舉。1240年建造的福建漳州虎渡橋，也是一座著明的梁式石橋，該橋是利用潮水漲落浮運架設，體現(xiàn)了我國古代高超的橋梁構件加工和安裝工藝。舉世聞名的趙州橋是我國古代石拱橋建筑的杰出代表，它建于隋朝(公元605年左右),距今已有1300多年的歷史，是世界上最早出現(xiàn)的敞肩式拱橋(空腹拱橋),比西方出現(xiàn)同類橋梁要早1200多年。該橋采用縱向并列方法砌筑拱圈，拱石表面鑿有斜紋，并安放腰鐵，拱背設置鐵拉桿，拱頂石采用剎尖方法等，這些措施完全符合拱橋受力特性，是其能完好保存至今的重要原因。在設計和施工上均體現(xiàn)出高超的技藝。18世紀歐洲的工業(yè)革命和中國封建王朝的閉關自守拉開了中國在科學技術方面和西方的差距。中國的橋梁建設和施工技術陷入了停滯不前的狀態(tài)。在工業(yè)革命時代，西方的橋梁建設技術得到了飛速發(fā)展。關于西方橋梁建設的發(fā)展歷史，這里不詳細論述，僅列出一些施工方法、施工機具和建材的出現(xiàn)年代，一方面可供參考，另一方面亦可看到西方橋梁建設技術發(fā)展的軌跡。1700年以前，建材主要為木材和石材1700年以后，鑄鐵和鍛鐵開始使用，1824年英國泥水工人J.阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明波特蘭水泥，1861年鋼筋混凝土結構的工作原理被發(fā)現(xiàn)，1886年，美國工程師P.H.Jackson發(fā)明預應力混凝土，20世紀40年代，部分預應力混凝土的概念出現(xiàn)，20世紀50年代，高性能混凝土、碳纖維混凝土等在工程中開始應用；在施工機具方面，1832年鉚釘開始應用，1838年發(fā)明蒸汽錘，1899年移動式空氣壓縮機出現(xiàn)，1903年滑動模板得到應用，1913年發(fā)明混凝土泵，1935年發(fā)明混凝土內振搗器，1948年發(fā)明光電測距儀，1954年發(fā)明高強螺栓，1959年直升飛機出現(xiàn)，1960年工程中開始運用活動腳手架和回旋圓鉆機，1962年發(fā)明各式千斤頂，1964年、1965年分別發(fā)明了電子測量儀具和激光測量儀具，1974年多功能橋梁升降機出現(xiàn)，1975年發(fā)明3000t浮吊1980年發(fā)明2000L/min水泥砂漿攪拌船；在橋梁工程施工方法上，1854年發(fā)明懸索橋空中送絲法，1874年懸臂法和氣壓沉箱，1917年浮運提升懸吊法，1964年頂推法，1965年整孔活動支架法，1969年預制懸吊法，1973年環(huán)梁頂柱法，1978年鋼管板樁沉井施工工藝，1979年PC橋的懸臂架設工藝和地下連續(xù)墻基礎，1980年鋼橋的浮吊架設工藝，1981年箱梁橋的移動支架施工工藝，1982年架設PC箱梁橋的PZ法。另外還有近年來發(fā)展起來的鎖口鋼管樁基礎和深水設置基礎。解放以后我國橋梁施工技術得到高速發(fā)展，建成了很多工程艱巨、技術復雜的橋梁。不僅懸索橋，而且這些橋梁在設計、制造及安裝技術方面均達到了世界先進水平。在武漢長江大橋施工中，深水管柱基礎施工技術開創(chuàng)了橋梁建設歷史新的一頁，蕪湖大橋作為矮塔斜拉橋的代表在世界同類橋梁中也具有重要的地位，江陰公路大橋為懸索橋，跨度為1385m,在同類橋梁中跨徑居第四位。在鋼筋混凝土與預應力鋼筋混凝土梁式橋方面，我國從20世紀50年代起就已廣泛采用速度。我國自行研制成功的新型架橋機(勝利型架橋機和紅旗型架橋機),既可架橋又能鋪軌，在建造大跨度預應力混凝土剛構橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋方面，無論是設計、施工工藝和施工機具的研制上，我國都已達到世界先進水平。1997年建成的虎門大橋輔航道連續(xù)剛構跨度達：270m,當時創(chuàng)世界之最(目前最大跨度為挪威的斯托爾馬橋，跨度為301m)。懸臂灌筑、懸臂拼裝和頂推法架橋等先進工藝和施工技術，已在各類橋梁施工中得到普遍應用。在斜拉橋方面，我國自1975年開始建四川云陽湯溪河橋(鐵路斜拉橋，跨度為76m)以來，全國已建成斜拉橋近80座，成為目前世界上建造這種橋梁數(shù)量最多的國家。在跨度方面也已達到世界先進水平，如已建成的南浦大橋(主跨423m)、楊浦大橋(主跨602m)、武漢長江二橋(主跨404m)、銅陵長江大橋(432m)、汕頭海灣橋(452m)、西陵長江橋(900m)、虎門大橋(888m)、江陰大橋(1385m)。珠海淇澳海灣大橋，其主跨320m,為雙塔單索面預應力混凝土斜拉橋，在同類型橋梁中為國內最大、世界第二；汕頭海灣橋主橋為預應力混凝土懸索橋。中孔跨度為452m,兩邊孔各為154m,兩端各以4孔25m預應力混凝土T梁與兩岸相接，在世界同類橋梁中占領先地位。在拱橋建筑方面，我國不僅歷史悠久，而且成就非凡。特別是近十多年來，各種新型拱橋更是層出不窮。在石拱橋方面，我國建成了跨度54m的鐵路石拱橋和跨度120m的公路石拱橋。鋼筋混凝土拱橋則有跨度150m的鐵路中承式拱橋和跨度240m的公路中承式橋梁。組合桁架拱的跨度最大已達：330mo鋼管混凝土拱具有強度高(套箍作用)跨度大、安裝重量輕、施工方便等優(yōu)點，因此成為近年來拱橋建設的一種熱門形式。我國已建成的跨度超過100m的鋼管混凝土拱橋已有幾十座。四川萬縣長江大橋是鋼管混凝土勁性骨架拱橋，跨度達420m,為世界第一跨徑。力量雄厚的設計、施工和科研隊伍在理論研究、施工工藝和實驗技術等方面均有了較大的發(fā)展但我們也應看到我們與世界發(fā)達國家建橋水平方面的差距，不斷吸取國外橋梁建筑的先進技術和經驗，為我國的橋梁建設事業(yè)作出更大貢獻。第二節(jié)橋梁施工方法簡介橋梁結構由兩大部分組成，即上部結構和下部結構。兩者的施工方法有著很大的不同。因下部結構的施工在以后章節(jié)中敘述，這里僅對橋梁上部結構的施工方法作一簡要介紹。橋梁上部結構的施工方法，20世紀70年代以后隨著預應力混凝土的廣泛應用，已經得到了迅速發(fā)展，并發(fā)生了重大的變革。在鋼筋混凝土橋梁的時代，可以說主要是現(xiàn)場澆筑的施工方法。由于橋梁類型增加與跨徑增大，構件生產的預制化，結構設計方法的進步、機械設備的發(fā)展，由此而引起施工方法的進步和發(fā)展，形成了多種多樣的施工方法。下面將介紹橋梁上部結構的施工方法，并概括各種方法的施工特點。(一)就地澆筑法就地澆筑法是在橋位處搭設支架，在支架上澆筑梁體混凝土，達到強度后拆除模板和支架。就地澆筑施工無需預制場地，而且不需要大型起吊和運輸設備，梁體的主筋可不中斷，橋梁整體性好。它的缺點主要是工期長，施工質量不容易控制；對預應力混凝土梁由于混凝土的(二)預制安裝法在預制工廠或在運輸方便的橋址附近設置預制場進行梁的制造工作，然后采用一定的架設方法進行安裝。預制安裝法施工一般是指鋼筋混凝土或預應力混凝土簡支梁的預制安裝。預制梁從預制場運送到施工現(xiàn)場的運輸稱為場外運輸，常用大型平車、駁船或火車運至橋位現(xiàn)場。而其在施工現(xiàn)場內的運輸稱為場內運輸，常用龍門軌道運輸、平車軌道、平板汽車運預制構件安裝的方法很多。在岸上或淺水區(qū)，預制梁的安裝可采用龍門吊機、汽車吊機及履帶吊機安裝；在深水或深谷時，常采用穿巷吊機安裝、浮吊安裝及架橋機安裝等方法。各自預制安裝法施工的主要特點：采用機械化施工：(3)能有效利用勞動力，并由此而降低了工程造價；(5)將構件預制后由于要存放一段時間，因此在安裝時已有徐變引起的變形。部分消除了徐變對橋梁結構受力的影響。(三)懸臂施工法我國在公元三世紀已開始修建伸臂木梁橋，這是懸臂施工法的最早雛形。1874年在西方早采用懸臂施工方法建造了主跨為185m的鋼筋混凝土大跨徑拱橋，1930年又由E.Baumgart用懸臂施工法建造了68m主跨的鋼筋混凝土大跨徑梁橋，但由于鋼筋混凝土結構容易開裂的材料特性，使其在懸臂施工中造成鋼筋的浪費，后來較少采用。國外從20世紀40年代末開始又將懸臂施工方法用于建造預應力混凝土橋梁。我國在20世紀60年代中期采用懸臂施工的方法建成第一座預應力混凝土橋梁，它是一座T型剛構橋。70年代以后修建了幾十座大中跨徑的預應力混凝土T型剛構橋，如1971年建成的福建烏龍江公路大橋，主孔跨為3×144m;1980年建成的重慶長江公路大橋，該橋共8孔，總長為1000m,最大跨徑為174m。隨后使用懸臂施工法還建造了預應力混凝土連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構橋、桁架拱橋和斜拉橋等。這里所說的懸臂施工法主要是指大跨徑預應力混凝土橋梁的施工方法。它是從已建成的橋墩開始，沿橋梁跨徑方向兩側對稱進行逐段現(xiàn)澆梁段或將預制節(jié)段對稱進行拼裝施工，前者稱為懸臂灌筑施工，后者為懸臂拼裝施工。它不僅在施工期間不影響橋下通航或行車，同時密切配合設計和施工的要求，充分利用了預應力混凝上承受負彎矩能力強的特點，將跨中正彎矩轉移為支點負彎矩，提高了橋梁的跨越能力。采用懸臂法進行橋梁結構施工時基本施工順序是：墩頂0號塊的澆筑、懸臂節(jié)段的預制安裝或掛籃現(xiàn)澆、各橋跨間合龍段施工及相應的施工結構體系轉換、橋面系施工等。懸臂拼裝施工包括塊件的預制、運輸、拼裝及合龍。預制的方法分立式和臥式兩類，立式預制分長線法和短線法，通常用于箱形梁段的預制，而桁架梁段常采用臥式預制法。塊件運輸?shù)姆椒ê芏啵筛鶕?jù)實際情況采用方便的方式進行。預制塊件的懸臂拼裝可根據(jù)現(xiàn)場布置和設備條件采用不同的方法來實現(xiàn)。當岸邊的橋跨不高且可在陸地或便橋上施工時，可采用自行式吊車、門式吊車來拼裝。對于河中橋孔，也可采用水上浮吊進行安裝。如果橋墩很高，或水流湍急而不便在陸上、水上施工時，就可利用各種吊機進行高空懸拼施工。懸臂澆筑法施工是橋梁施工中難度較大的施工工藝，需要一定的施工設備及一支熟悉懸臂澆筑工藝的技術隊伍。懸澆施工程序包括0號塊施工、梁墩臨時固結、施工掛籃、澆筑梁段混凝土、結構體系轉換、合攏段施工及施工控制等幾個方面。要實現(xiàn)懸臂施工，在施工過程中必須保證墩與梁固結，尤其在連續(xù)梁橋和懸臂梁橋施工中要采取臨時墩梁固結措施。另外采用懸臂施工法，很有可能出現(xiàn)施工期間的體系轉換問題，如對于三跨預應力混凝土連續(xù)梁橋，采用懸臂施工時，結構的受力狀態(tài)呈T形剛構，邊跨合龍就位、更換支座后呈單懸臂梁，跨中合龍后呈連續(xù)梁的受力狀態(tài)。結構上的預應力配置必須考慮施工階段的受力狀況。懸臂施工的主要特點：(1)橋梁在施工過程中產生負彎矩，橋墩也要承受由施工而產生的彎矩，因此懸臂施工宜在營運狀態(tài)的結構受力與施工階段的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用，如預應力混凝土T型剛構橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等；(2)非墩梁固接的預應力混凝土梁橋，采用懸臂施工時應采取措施使墩、梁臨時固結，因而在施工過程中有結構體系的轉換；(3)采用懸臂施工的機具設備種類很多，就掛籃而言，也有排架式、斜拉式、弓弦式和菱形掛籃等多種型式，可根據(jù)實際情況選用；(4)懸臂澆筑施工簡便，結構整體性好，施工中可不斷調整位置，常在跨徑大于100m的橋梁上選用，懸臂拼裝法施工速度快，橋梁上、下部結構可平行作業(yè)，但施工精度要求比較高，可在跨徑100m以下的大橋中選用；(5)懸臂施工法可不用或少用支架，施工不影響通航或橋下交通。(四)轉體施工法轉體施工是20世紀40年代發(fā)展起來的一種橋梁架設工藝，它將橋梁構件先在橋位處岸邊(或路邊等適當位置)進行預制，待混凝土達到設計強度后旋轉構件就位的施工方法。轉體施工其靜力組合不變，它的支座位置就是施工時的旋轉支承和旋轉軸，橋梁完工后，改變支承情況以達到設計要求。轉體施工將復雜的、技術性強的高空及水上作業(yè)變?yōu)榘哆叺年懮献鳂I(yè)，它既能保證施工的質量安全，也減少了施工費用和機具設備，同時在施工期間不影響橋位通航。轉體的方法可分成平面轉體、豎向轉體或平豎結合轉體，在梁橋中一般采用平面轉體施轉體施工的關鍵是轉體的實現(xiàn)，即要求正確的轉體設計，制作靈活可靠的轉體裝置，并布設牽引驅動系統(tǒng)。目前國內使用的轉體裝置有兩種，都是通過轉體實踐檢驗行之有效的構造措施。第一種是以聚四氟乙烯滑板構成的環(huán)道平面承重轉體，其轉體裝置由設在底盤和上轉盤間的軸心和環(huán)形滑道組成，具體構造見圖1—1(a);第二種是以球面轉軸支承輔以滾輪的軸心承重轉體，它的特點是整個轉動體系的重心必須落在軸心鉸上，球面鉸既起定位作用，又承受全部轉體重力，鋼滾輪只起穩(wěn)定保險作用，見圖1—1(b)。絞車軸心支點1G軌道板梁橋的轉動中心可設在橋墩底或墩頂，這與所采用的轉動驅動系統(tǒng)有關。轉動驅動系統(tǒng)一般都由卷揚機、倒鏈。滑輪組、普通千斤頂?shù)葯C具組成(圖1—2),即通過閉合的牽引主索由滑輪組牽引，在上轉盤產生一對牽引力偶克服阻力偶而使橋體轉動。另外也可利用液壓系統(tǒng)設計轉動的驅動系統(tǒng)，對此國內外均有施工范例。a絞車牽引主索古轉向輪3PR軸心轉向輪1長轉向輪2圖1—2牽引系統(tǒng)布置示意圖轉體施工的主要特點如下：(2)施工期間不斷航，不影響橋下交通，并可在跨越通車線路上進行橋梁施工；(4)節(jié)省木材，節(jié)省施工用料。采用轉體施工與纜索無支架施工比較，可節(jié)省木材80%,省施工用鋼60%:以及用于城市跨線橋；(7)大跨徑橋梁采用轉體施工將會取得較好的技術和經濟效益，轉體重量輕型化、多種工藝綜合利用，是大跨及特大跨橋梁施工方法的有力選擇。(五)頂推法施工頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設置預制場地，分節(jié)段預制梁段，并用縱向預應力筋將預制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體，然后通過水平千斤頂施力，將梁體向前頂推出預制場地。之后繼續(xù)在預制場進行下一節(jié)梁段的預制，循環(huán)操作直至施工完成。頂推法于1959年首次在奧地利的阿格爾橋上使用，該橋全長280m,為四跨一聯(lián)預應力混凝土連續(xù)梁橋，最大跨徑85m該橋分節(jié)段預制每段8.5m,段間采用10.5m現(xiàn)澆混凝土接縫，待全橋節(jié)段組拼完成后一次頂推施工。1962年在委內瑞拉建成的卡羅尼河橋，對頂推施工作了改進。該橋全長550m,主橋為六跨一聯(lián)的預應力混凝土連續(xù)梁橋，最大跨徑96m,采用了分節(jié)段預制、逐段頂推的工藝。它使預制場地固定，節(jié)約了大量施工現(xiàn)場，減少施工程序。同時該橋在頂推梁的前端設置鋼導梁，減小了梁在施工過程中的受力，并在最大跨的跨中設置臨時墩，使橋梁頂推施工時的跨徑減小到48m。從那以后，采用頂推法修建了近200座預應力混凝土連續(xù)梁橋，我國從1977年開始應用頂推法修建預應力混凝土連續(xù)梁橋，取得了不少成功的經驗，至今已有幾十座橋梁施工完成。沅陵沅水橋是我國采用此法的一個典型例子，它位于湖南省沅陵縣，跨越沅水，橋址處于五強溪水電站庫容區(qū)內。橋全長767.3m,橋寬16m,主橋52.4m,為雙肢薄壁柔性墩，雙肢中距6.8m引橋為9孔42m預應力混凝土連續(xù)梁。該橋主推法施工邊段；主橋預應力采用3000kNXM式錨具及無粘結預應力筋設計；用小噸位千斤頂張拉大噸位鋼索；引橋及邊段多點頂推選用特置新型盆式橡膠支座，施工時的滑道與永久支座合一；頂推施工中改進水平千斤頂裝置，并用微機控制頂推全過程；雙柱式墩采用無帽梁結構，在柱頂下0.5m處設一系梁，節(jié)省材料，方便施工；基礎采用?3.5m大直徑嵌巖鉆孔樁于1991年建成。湖南省交通規(guī)劃勘察設計院設計，湖南省路橋公司施工。頂推施工要點：(1)采用頂推法施工，要在沿橋的縱向臺后設置一個固定的預制場地。頂推由水平千斤頂(2)要想用有限的頂推力將龐大的梁體頂推就位，必須采用摩阻系數(shù)很小的滑移裝置。目前頂推施工常采用不銹鋼板滑道與聚四氟乙烯滑塊形成滑移，它們的摩阻系數(shù)為0.015~0.065,常用0.04~0.06。根據(jù)頂推施工法的測定表明：在頂推過程中，滑道的摩阻系數(shù)始終在不斷變化，靜摩阻系數(shù)要大于動摩阻系數(shù)。(3)分段預制。逐段頂推施工方法，宜在等截面的預應力混凝土連續(xù)梁橋中使用，也可在結合梁斜拉橋的主梁上使用。采用頂推法施工，設備簡單，施工平穩(wěn)，無噪聲，施工質量好，適用于深谷。寬深河道上的橋梁，高架橋以及同曲率的曲線橋和坡橋。(4)在頂推施工過程中，每個截面都要承受最大正彎矩和最大負彎矩，為頂推施工方法按水平力的施加位置和施加方法分單點頂推和多點頂推兩類。單點頂推是在全橋縱向只設一個或一組頂推裝置的施工方法。頂推裝置通常集中設置在梁段預制場附近的橋臺或橋墩上，而在前方各墩上設置滑移支承。頂推裝一種則是拉桿千斤頂法。豎直千斤頂和收回水平千斤頂?shù)幕钊麠U，如圖1—3所動水平千斤頂去頂推豎直千斤頂，由于豎直千斤頂下面在前進過程中帶動梁體向前移動。當水平千斤頂達到最大行程時，降下豎直千斤頂活塞，使梁體落在臨時支承拉桿千斤頂法是將水平液壓千斤頂布置在橋臺前梁體向前移動。滑移支承設在橋墩頂?shù)幕炷翂|塊上，墊塊上放置光滑的不銹鋼板或鍍鉻鋼板形成滑道，組合滑板圖1—3水平千斤頂與豎直千斤頂聯(lián)用頂推420mm,200mm×400mm,500mm×400mm等數(shù)種，厚度也有21mm,31mm、40mm等多種。頂推施工時，滑塊在前方滑出，通過在滑道后方不斷喂入滑塊，使梁身前移時始終支承在滑塊上為了防止梁體在頂推時偏移，通常在梁體兩旁隔一定距離設置導向裝置。也可在導向裝置上設水平千斤頂，在梁體頂推的過程中進行糾偏。單點頂推在國外稱TL頂推法，單點頂推力可達3000多點頂推則是在每個墩臺上均設置一對小噸位的水平千斤頂，將集中頂推力分散到各墩上，并在各墩上及臨時墩上設置滑移支承。所有頂推千斤頂通過控制室統(tǒng)一控制其出力等級，同步前進。由于利用了水平千斤頂，傳給墩頂?shù)姆戳ζ胶饬肆后w滑移時在橋墩上產生的摩阻力，從而使橋墩在頂推過程中承受著很小的水平力，因此在柔性墩上可以采用多點頂推施工。多點頂推通常采用拉桿式頂推裝置，它在每個墩位上設置一對液壓穿心式水平千斤頂，千斤頂中穿過的拉桿采用高強螺紋鋼筋，拉桿的前端通過錐形楔塊固定在活塞插頭部，后端有特制的拉錨器、錨旋板等連接器與箱梁連接，水平千斤頂固定在墩頂?shù)呐_座上。當用水平千斤頂施頂時，將拉桿拉出一個頂程，即帶動箱梁前進，收回千斤頂活塞后，錐形楔塊又在新的位置上將拉桿固定在活塞桿的頭部，見圖1—4所示。萬向接頭自動制動卡動卡滑塊拉桿支架圖1—4拉桿式頂推裝置多點頂推法也稱SSY頂推法，除采用拉桿式頂推系統(tǒng)之外也可用水平千斤頂與豎直千斤頂聯(lián)合作業(yè)法。對于柔性墩，為盡量減小對其作用的水平推力，千斤頂?shù)某隽Π茨ψ枇Φ淖兓确譃閹讉€級別，通過計算機確定各千斤頂?shù)氖┝Φ燃墸诳刂剖译S時調整頂力的級數(shù)，控制千斤頂?shù)某隽Υ笮?。多點頂推與單點頂推比較，可以免用大規(guī)模的頂推設備，并能有效地控制頂推梁的偏移；頂推時橋墩承受的水平推力小，便于結構采用柔性墩。在頂推彎橋時，由于各墩均勻施加頂力，能順利施工。在頂推時如遇橋墩發(fā)生不均勻沉降，只要局部調整滑板高度即可正常施工。采用拉桿式頂推系統(tǒng)，免去了在每一循環(huán)頂推中用豎直千斤頂將梁頂起和使水平千斤頂復位頂推法施工的特點：和高橋墩上采用，也可在曲率相同的彎橋和坡橋上使用；(2)主梁分段預制，連續(xù)作業(yè)，結構整體性好長度一般可取用10～20m;板、設備可多次周轉使用，在正常情況下，節(jié)段的預制周期7~10d。(4)頂推施工時，梁的受力狀態(tài)變化很大，施工階段梁的受力狀態(tài)與營運時期的受力狀態(tài)差別較大。因此在梁截面設計和布筋時要同時滿足施工與營運的要求，由此而造成用鋼量較(5)頂推法宜在等截面梁上使用，當橋梁跨經過大時，選用等截面梁會造成材料用量的不經濟，也增加施工難度，因此以中等跨徑的橋梁為宜，橋梁的總長也以500～600m為宜。(六)移動模架逐孔施工法逐孔施工是中等跨徑預應力混凝土連續(xù)梁中的一種施工方法。它使用一套設備從橋梁的一端逐孔施工，直到對岸。它隨著城市高架道路、輕軌交通的建設而發(fā)展來的，因為在這些工程中，中等跨徑的長橋越來越多地得到采用。它使施工單一標準化，工作周期化，并最大程度地減小了工費比例，降低了工程造價，自20世紀50年代末期以來得到了廣泛的應用和發(fā)展。(2)良好的施工環(huán)境可保證施工質量且一個模架可多次周轉使用，具有在預制場生產的優(yōu)(4)通常每一施工梁段的長度取用一孔梁長，接頭位置一般可選在橋梁受力較小的部位；(5)移動模架設備投資大，施工準備和操作都較復雜；(6)移動模架逐孔施工宜在橋梁跨徑小于50m的多跨長橋上使用。(1)采用整孔吊裝或分段吊裝逐孔施工。這種施工方法是早期連續(xù)梁橋采用逐孔施工的孔施工速度快的特點。(2)用臨時支承組拼預制節(jié)段逐孔施工。它是將每一橋跨分成若干節(jié)段，節(jié)段預制完成后在臨時支承上逐孔組拼施工。(3)使用移動支架逐孔現(xiàn)澆施工。此法亦稱移動模架法，它是在可移動的支架、模板上完成一孔橋梁的全部工序，即模板工程、鋼筋工程、澆筑混凝土和張拉預應力筋等。待混凝土有也隨之變化。逐孔施工的體系轉換有三種：由簡支梁轉換為連續(xù)梁，由懸臂梁轉換為連續(xù)梁以及由少跨連續(xù)梁逐孔延伸轉換為所要求的體系。在體系轉換中，不同的轉換途徑將得到不同的內力疊加過程，而最終的恒載內力(包括混凝土的收縮、徐變內力重分布將向著連續(xù)梁橋按照全聯(lián)一次完成的恒載內力靠近。1.整孔吊裝或分段吊裝逐孔施工整孔吊裝和分段吊裝的施工過程一般為：在工廠或現(xiàn)場預制整孔梁或梁段；預制梁段的起預制梁段采用后張法預應力混凝土梁。由于施工過程中結構受力的變化，布設在梁體內的預應力鋼束往往采用分階段張拉方式，即在預制時先張拉部分預應力束，拼裝就位后進行二次張拉。當然，在有些橋梁結構中，梁段預制時即將全部預應力鋼束一次張拉到位。張拉順序取決于根據(jù)施工方法確定的設計要求。在施工中可選用的吊裝機具有多種，可根據(jù)起吊重力、橋梁所在的位置以及現(xiàn)有設備和掌握機具的熟練程度等因素決定。梁段的預制、安裝類同于裝配式簡支梁橋。(1)采用分段組裝逐孔施工的接頭位置可以設在橋墩處也可設在梁的L/5附近，前者多為由逐孔施工的簡支梁連成連續(xù)梁橋；后者多為懸臂梁轉換為連續(xù)梁。在接頭位置處可設有0.5~0.6m現(xiàn)澆混凝上接縫，當混凝土達到設計強度后張拉連接預應力筋，完成體系轉換。(2)橋的橫向是否分隔主要根據(jù)起重能力和截面形式。當橋梁較寬，起重能力有限的情況下，可以采用T梁或工字梁截面，分片架設之后再進行橫向及縱向的整體化、連續(xù)化。橫向連接采用類似簡支梁的構造形式，也可在主梁的翼緣板間設0.5m寬的現(xiàn)澆接頭以增加橫向剛度。(3)對于先簡支后連續(xù)的施工方法，通常在簡支梁架設時使用臨時支座，待連接和張拉后期鋼束完成連續(xù)后拆除臨時支座，轉由永久支座支承整體結構。為使臨時支座便于卸落，可在橡膠支座與混凝土墊塊之間設置一層硫磺砂漿。(4)在梁的反彎點附近設置接頭，在有可能的情況下，可在臨時支架上進行接頭。2.用臨時支承組拼預制節(jié)段逐孔施工對于多跨長橋，在缺乏較大起重能力的起重設備時，可將每跨梁分成若干段，在預制廠生產，架設時采用一套支承梁臨時承擔組拼節(jié)段的自重力，并在支承梁上張拉預應力筋，將安裝跨的梁與施工完成的橋梁結構按照設計的要求連接，完成安裝跨的架梁工作；隨后，移動臨時支承梁至下一橋跨?；蛘卟捎眠f增拼裝法，從梁的一端開始安裝到另一端結束。(七)橫移法施工橫移施工是在擬待安置結構的位置旁預制該結構物，并橫向移運該結構物，將它安置在規(guī)定的位置上。橫移法施工的主要特點是在整個操作期間與該結構有關的支座位置保持不變，即沒有改變梁的結構體系。在橫向移動期間，臨時支座需要支承該結構的施工重量。橫向位移施工多用于正常通車線路上的橋梁工程的換梁。為了盡量減少交通的中斷時橫移施工也可與其他施工方法配合使用。對一座分離式箱梁橋，可先采用頂推法按單箱完成，再采用橫移法就位，之后在原位置上繼續(xù)進行另一單箱梁頂推施工，這樣可以使用一套頂推設備完成全橋的施工。橫移施工多采用卷揚機、液壓裝置并配以千斤頂進行。由于混凝土橋具有較大的自重，橫移法施工常在鋼橋上使用。(八)提升與浮運施工這是一種采用豎向運動施工就位的方法。提升施工是在未來安置結構物以下的地面上預制該結構并把它抬升就位。浮運施工是將橋梁在岸上預制，通過大型浮船移運至橋位，利用船的上下起落安裝就位的方法。采用提升和浮運的方法常選取整體結構，重達數(shù)千噸，使用該法的要求是：(4)該結構應該是平衡的，至少在提升操作期間是平衡的；(九)鋼梁的拖拉架設由于鋼梁具有良好的抗拉能力，因此在架設鋼梁時也可考慮采用拖拉法。鋼梁拖拉時所輪組和滑道等。河流中搭建施工輔助結構，不干擾水上運輸。可在基礎和墩臺施工的同時拼組鋼梁，加快施工進度，縮短工期。和懸拼法相比，大量減少了高空作業(yè)，比較容易保證施工安全。鋼梁孔跨較多時，在某些條件下比較經濟。但也存在缺點，主要是牽引滑道等設備較多。鋼梁跨度大時，需要一定數(shù)量的輔助結構，如臨時塔架或導梁等，還可能需要加固鋼梁。對簡支鋼桁梁可以單孔拖拉架設。對多跨簡支梁可臨時連接多孔同時拖拉。對連續(xù)桁梁也可幾聯(lián)連成一體同時拖拉。單孔鋼桁梁拖拉架設時，為保證拖拉過程中梁的縱向傾覆穩(wěn)定性，可在橋孔內搭建臨時中間墩架，以減少拖拉過程中梁的懸臂長度。當不容許搭建臨時墩架時，可配輕型鋼導梁。墩架和導梁均可由萬能桿件組拼。單跨桁梁加導梁拖拉時，除選用輕型導梁外，還可在鋼梁尾部加壓重以使重心后移，從而也可改善滑道前端處的鋼梁和滑道的受力狀態(tài)，提高縱向傾覆穩(wěn)定多跨連接拖拉架設，當梁的跨度較大時，也應配置一定長度的輕型導梁，其目的是改善鋼梁和滑道的受力狀態(tài)，從而可減少鋼梁加固工作量，并有利于拖拉施工。拖拉鋼梁的滑道，可以布置在縱梁下，也可布置在主桁下。當滑道布置在縱梁下時，橋頭穩(wěn)定性較差?；啦贾迷谥麒煜?，橫向穩(wěn)定性較好，但下弦桿抗彎能力低，上滑道只宜設在下弦節(jié)點處。實踐表明，拖拉工作的順利進行，上下滑軌面保持連續(xù)和平順至關重要，否則輥軸受力不勻，容易發(fā)生故障。因此下滑道標高應準確，滑道基礎應不發(fā)生沉陷。鋼梁拖拉時，牽引滑輪組應根據(jù)計算牽引力設置。制動滑輪組也應根據(jù)計算設置。在拖拉前進過程中必需隨時控制梁中線在橋梁中線上，發(fā)生偏差時應及時糾正。橋梁工程不僅造價昂貴，而且工程規(guī)模十分巨大，某些復雜水文、地質條件下的大跨度橋梁，往往是全線的控制工程。保證按期建成重點橋梁工程，常常是保證全線早日通車的關鍵。建設一座現(xiàn)代化、高水平的橋梁，除了依靠先進的設計計算用)和高強優(yōu)質的建筑材料之外，還必須依靠先進的施工技術難以付之實施，而且先進的施工技術還能夠影響和促進橋梁設計水平的提高和發(fā)展。橋梁施工是一項技術復雜而涉及面很廣的工作，需要有周密的計劃，完善合理的施工方法和精心的組織。合理組織施工往往是節(jié)約投資、縮短工期、提高綜合效益的關鍵。根據(jù)統(tǒng)計，近年來在橋梁建設中，材料費用在工程造價中僅約占30%～40%,而施工費用(制造費、運輸費、安裝架設費等)則占60%～70%。因此，認真研究施工問題就顯得特別重要。計制作施工過程中的臨時性結構對保證橋梁工程的安全施工和良好質量具有重要的意義，也在橋梁施工過程中，選擇或設計、制作施工機具設備是施工過程中一項重要的任務，這些施工設備因在施工過程中使用且使用過后大部分設備不能在下一次工程中運用，而被稱為施工臨時結構物。它包括很多類型：混凝土澆注時用到的支.的便橋，預應力混凝土懸灌時用到的掛籃，用于材料運輸?shù)睦|索吊，高墩施工時用到的滑動模板、爬模和翻模，深水基礎施工時用到的圍堰等。因此在進行不同類型的橋梁工程施工或一個橋梁的不同部分時，要設計的臨時結構是不相同的。在設計施工臨時結構時，不僅要考慮結構的受力性能，而且要考慮結構的使用性能。結構的受力性能必須滿足強度、剛度和穩(wěn)定性，而使用性能則要考慮施工過程中的各項事項，如施橋梁工程施工臨時結構物的設計基本步驟如下：1.收集臨時結構設計相關基本資料。如當設計圍堰結構時，必須收集地質、水文、氣象等以確定圍堰的尺寸；設計一個掛籃時則必須收集風速資料、橋梁結構細節(jié)和施工荷載等方面的2.確定結構的形式，并根據(jù)基本資料定出結構的具體尺寸。在收集基本資料的基礎上，選擇合理的臨時結構的形式，如在設計圍堰時要考慮采用何種類型的圍堰，在設計掛籃時也有很多種結構類型可以選擇，應根據(jù)工程實際情況選擇合適的臨時結構的類型，在結構形式確定后，根據(jù)基本資料初步確定結構的具體尺寸。3.進行結構計算圖示簡化，對結構受力進行分析。對具體結構進行簡化得到正確的計算圖示是進行結構力學分析的基礎，只有在確定了正確的計算圖示后才能進行計算。力學計算圖示簡化的難點在邊界條件和連接。在進行受力計算時，計算方法先前多采用手算，目前有限元的原理和計算程序已被廣大橋梁工作者掌握和應用，在臨時結構計算時也趨向于采用有限元法進行計算，尤其在一些大型復雜臨時結構設計時，用傳統(tǒng)的手算方法將不經濟且很復雜。但有限元計算也不是萬能的，如何對計算結果進行評估是有限元計算的關鍵。4.進行結構細部設計計算。結構的細部設計主要是指結構的連接形式(栓接或焊接)、結構的細小部位如吊箱圍堰的吊耳等進行設計。結構細部設計對保證結構的施工安全至關重要，在橋梁工程施工中因結構細部設計不合理而發(fā)生事故的例子也很常見，因此，必須引起足夠的重視5.對臨時結構進行必要的試驗或檢測及施工過程的測控。臨時結構的整體或部分構件加工完成后，進行檢測或試驗也是必須的步驟。如在圍堰施工時，有時應進行氣密性檢驗，在掛籃加工完成后應進行預壓以求得結構的變形值，有些特殊結構也應進行試驗以保證結構的安全。6.結合工程實際情況確定施工方案。合理施工方案的確定是保證結構安全施工的前提，必須結合工程的實際情況確定細致、周密、詳盡的施工方案。如用掛籃進行預應力混凝土梁的懸臂灌注施工時，在結構設計正確的前提下，也應對施工方案作詳盡的考慮，尤其是施工機具和建筑材料的堆放，這些細微之處也不能忽略，否則會引起施工事故?？傊?，在進行施工臨時結構設計時時，必須全面考慮各種因素，進行認真細致的計算分析并注意各種細小部位的設計，同時，也要做出符合工程實際的施工方案，并在施工過程中進行必要的試驗和監(jiān)控，確保結構施工的安全和質量。第二章圍堰設計和施工水中基礎施工時一般要修筑圍堰工程，以便進行排水挖基和砌筑基礎圬工。所謂圍堰，就是在基坑四周修筑一道圍護建筑物，把水隔開，以便在圍護建筑物內進行開挖基坑和砌筑基礎的工作。也可以說圍堰是修筑地下和水中建筑物時，所做的臨時性圍護結構，其作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍護結構內排水，開挖基坑，修筑建筑物。除設計規(guī)定作為永久性防護結構外，一般在墩臺身修出水面以后，基坑回填完畢時即予拆除，以免妨礙水流暢通，加劇河床的局部沖刷。圍堰法與其他水中基礎施工方法相比較，具有很多優(yōu)點，如施工方法簡便，技術性不復雜，工期較短，可以就地取材，造價低等。但圍堰法通常只適用于水不深，基礎較淺，并且地質不太復雜的情況。如水深超過6m(鋼板樁圍堰除外)或挖基深度超過8～10m,或地質較復雜時，則應考慮采用其他施工方法。但近年來隨著施工工藝水平的提高和施工機械的改進，鋼圍堰也已廣泛地運用在深水基礎施工中。第一節(jié)圍堰的分類通常把圍堰分為重力式圍堰、木制圍堰和鋼制圍堰三種，這種分類方法并不是太確切，作者認為分為重力式圍堰和輕型圍堰較好。重力式圍堰靠自身重量抵抗外側水壓力，只起防水圍堰可分為木制圍堰和鋼制圍堰，一般需沉入河床一定的深度，靠材料本身的強度來抵抗外側的水土壓力，故它不僅可以防水，還起擋土作用，可用于開挖較深的水中基礎的施工。結構形式命名的。例如利用下沉沉井作為防水圍堰，稱沉井圍堰。九江長江橋使用的雙壁鋼圍堰即屬此類。常用的圍堰有下列幾種：1.土石圍堰和草麻袋圍堰大于1mb拋投黏土圖2--1土圍堰用土堆筑成梯形截面的土堤，借它進行擋水，以便進行水中基坑的開挖和墩臺基礎施工，通常用砂質黏土填筑。土圍堰僅適用于淺水、流速緩慢及圍堰底為不透水土層處，見圖2—2。袋圍堰。在產石地區(qū)可做堆石圍堰，外被用土層蓋面，以防滲漏水，見圖2-2。拉桿t不深時，可用單層木板樁，內部加支撐以平衡外部壓力，見圖2—3;水較深時，可用雙壁木板樁，雙壁之間用鐵拉條或根木拉緊，中間填土。其高度通常不超過6～7m。若挖基較深，而條件又許可時，可采用多級木板樁圍3.木籠圍堰在河床不能打樁、流速較大，同時盛產木材和石料的地區(qū)，可用木籠做圍堰的堰木籠力基底中心線基底中心線土或混凝土堆置在木籠堰壁外側。也有用鋼筋混凝土預制構件裝配的籠式圍堰，見圖2—5。企口板樁填石企口板樁填石芒拋填砂石圖2~-5木籠圍堰4.鋼板樁圍堰鋼板樁圍堰是水中基礎施工時最常用的一種板樁圍堰。鋼板樁是帶有鎖口的一種型鋼，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各種大小尺寸及聯(lián)鎖形式。常見的有拉爾森式，拉克萬納式等。其優(yōu)點為：強度高，容易打入堅硬土層；可在深水中施工，防水性能好，能按需要組成各種外形的圍堰，可多次重復使用。因此，它的用途廣泛。在橋梁施工中常用于沉井頂?shù)膰摺⒐苤A、樁基礎及明挖基礎的圍堰等。這些圍堰多采用單壁封閉式，圍堰內有縱橫向支撐，必要時加斜支撐成為一個圍籠，見圖2—6。如中國南京長江橋的管柱基礎，曾使用鋼板樁圓形圍堰，其直徑21.9m,鋼板樁長36m,待水下封底混凝土達到強度要求后，抽水筑承臺及墩身，抽水設計深度達20m。而在剛建成的蕪湖長江大橋的深水航道中，主跨斜拉橋基礎采用了直徑達30.5m雙壁鋼圍堰結構，其抽水深度達43m,是我國橋梁建設中抽水最深的深水基鋼導梁定位樁×木導梁史定位樁5.鎖口管柱圍堰鎖口管樁圍堰也是一種深水基礎型式，見圖2—7。它的承載力大，又有鎖口鋼管樁作保臺填砂護，安全可靠，施工簡單，是一種較好的基礎形式。其原理是先在要修建的基礎周圍打入大型鎖口鋼管樁，形成一個圍堰，再以砂漿將鎖口處封閉，然后在圍堰內挖除土壤，到一定深度后再灌注水下混凝土進行封底，在圍堰中抽水后即可灌筑承臺臺填砂P—P型中國1957年在修建湖北省明山水庫時，將有鎖口的直徑為1.55m的鋼筋混凝土管柱聯(lián)成一排，作為防滲墻。60年代以后，日本發(fā)展的鋼鎖口管柱圍堰是將鋼管柱聯(lián)鎖成為一個整體，可建成任何形狀。若將它作為永久基礎使用，則稱鋼鎖口管柱沉井基礎，如1978年開始建造的大和川斜張橋，水中三個主墩就是用鎖口鋼管柱圍成直徑30~33m,入土達深40～50mP—P型國在寧波市甬江口修建的寧波大橋主塔橋墩基礎圖2—7鎖口管柱圍堰示意及鎖口類型采用了鎖口鋼管樁作為防水圍堰，也是我國在橋梁基礎施工中第一次采用這種基礎形式。6.鋼筋混凝土(或預應力混凝土)板樁圍堰一般在圍堰建成后仍需長期保留時才使用。板樁截面兩側用榫槽或鋼件連接，樁底部向一面傾斜，便于打入土層內，同時易使兩相鄰樁密合。主要用于港灣碼頭的駁岸及水工建筑的截水墻等。7.鋼筋混凝土地下連續(xù)墻鋼筋混凝土地下連續(xù)墻是用特制挖槽機械自地面向下在泥漿護壁的條件下進行開挖，形成一定槽段長度的溝，再將在地面上制作好的鋼筋籠放入槽段內，采用導管法進行水下混凝土澆筑，完成一個單元的墻段，各墻段之間用特定的接頭方式(如用接頭管或接頭箱做成的接頭)相互聯(lián)結，形成一道連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻。這種方法應用于城市土建工程中，作為開挖基坑的圍堰，可以靠近已有建筑物施工，又可作承重的基礎，截面形狀不受限制。已應用于水工建筑物如碼頭、防滲墻及橋梁施工中。圖2—8為地下連續(xù)墻結構示意圖。地下連續(xù)墻圍護呈封閉狀，在基坑開挖后，加上支撐或錨桿系統(tǒng)，就可擋土和止水，便利了深基礎的施工。如將地下連續(xù)墻作為建筑的承重結構則經濟效益更好。8.混凝土圍堰一般在河床無覆蓋層的巖面，且水壓較高處使用。它的主要特點是耐沖刷，安全性大，防透水性好，可以考慮作為永久性結構物的一部分，但施工較困難。一般主要用于水工建筑中，其他土木工程中較少采作墩臺模板。沉樁完畢即封底抽水，灌注承臺混凝土。使用吊箱圍堰的潛水工作量小，鋼板樁用量少，且可在岸上制作整體拼裝，故施工方便且防水性能好。鋼套箱的主要功能是滿足水中高樁承臺群樁基礎的水下混凝土封底固結，減少單樁計算長度和承臺排水施工，取代水中巨型設計工況是不排水吸泥下沉和封底后抽水施工承臺，而作用于套箱外壁的水平土壓力和水壓力則由內水平支撐桁架承載。鋼套箱不僅在水中下沉，而且還要入土下沉，其入土下沉原理與滿足施工要求。圍堰設計時一般應符合以下要求：①在材料強度、結構穩(wěn)定性及防止沖刷等方面應有足夠的可靠性；②盡量減少滲漏水；③水中圍堰的堰頂標高一般要求在施工水位0.5～0.7m以上。關于圍堰設計的具體要求將在下一節(jié)中敘述。第二節(jié)圍堰設計圍堰工程設計時應符合以下要求：1.圍堰頂面應高出施工期間最高水位0.5～0.7m;2.平面尺寸要考慮施工季節(jié)的流水斷面，盡量減少河床沖刷；3.圍堰要作到接縫嚴密，減少滲漏，并防止堰外沖刷；4.應滿足圍堰斷面的穩(wěn)定與強度要求；5.圍堰內面積應滿足基礎施工空間(主要由基礎尺寸決定)的要求；6要節(jié)約材料，結合當?shù)厮牡刭|情況，就地取材。在圍堰設計過程中，一般應考慮下列因素：(一)圍堰的高度一般情況下，圍堰頂面應比施工期間可能出現(xiàn)的最高水位高出0.7m,以免淹沒基坑，因此，施工前應向橋位附近的水文站、航運部門和當?shù)鼐用窳私夂褪占蛔兓闆r及有關水文資料。(二)圍堰的布置圍堰的總體布置，應與水流情況相適應。其原則是盡量減少壓縮流水斷面，因為河流斷面被圍堰擠壓縮小，會使流速增大，從而使引起河床的局部沖刷的可能性增大。在施工時應嚴格按照計劃安排，分期分批地修建水中基礎。除非確有把握，不可同時搞幾個圍堰，也不要搞大圍堰把兩個或兩個以上的基坑一起圍起來，這樣做會大大減少流水斷面，抬高水位，加劇河床的沖刷，同時也會給抽水帶來嚴重的困難，這是設計、施工時必須考慮的問題。因此，必須按施工季節(jié)，結合河水流量，及各墩臺基礎工作量大小和難易程度，需要工期的序的確定上，要慎重選擇。(三)圍堰內側輪廓尺寸與基坑的關系圍堰內、外側輪廓尺寸應分別與基礎輪廓及水流狀況相適應。設計時應盡量少壓縮流水斷面，但圍堰內側工作面的大小，也必須滿足基坑開挖、排水、砌筑圬工等施工活動的需要。同時為了確保圍堰的穩(wěn)定，圍堰內側坡腳至基坑頂邊緣之間應保留不小于1.0m的距離。如基礎較深、坑壁土質不良、滲水量大、邊坡(坑壁)容易坍塌，則圍堰內側坡腳至基坑頂邊緣之間的距(四)圍堰的斷面與穩(wěn)定性確定圍堰斷面時，應滿足防止滑動及傾覆的要求。土、草(麻)袋，竹籠卵石等圍堰均靠本身自重來抵抗外側水壓力對它造成的傾覆與滑移；板樁圍堰(木板樁，鋼板樁)由板樁打入土中的部分和板樁支撐來抵抗外側壓力。圍堰外側水壓力的大小，由水的深度來確定。所以土、草(麻)袋，竹籠圍堰的斷面尺寸應按水位高低確定，而板樁的入土深度及是否使用支撐，需通過力學檢算來決定。圍堰的滲漏應盡量減少，因為滲漏易發(fā)展擴大，往往影響基礎的施工進程，所以，施工時應特別注意圍堰的質量。圍堰漏水，主要是填料時夯填不密實，或是填土中混有其它雜質造成的，故應根據(jù)各種不同情況，采取相應的措施進行補救。有時是因為圍堰底部與河床覆蓋層之間或與河床巖石之間，由于石塊、樹根及其他雜物未清除干凈，造成圍堰底部與河床接觸不密貼，產生漏水，此時應檢查確定漏水部位，擬定處理的辦法。一般在圍堰的外側，拋撒鋸木屑、煤屑、泥土等，使其隨水流入滲漏的空隙，將空隙堵塞，達到不漏水或減少滲漏，以利排水。筑堰后流水斷面縮小，形成上游壅水。為了減緩急流直沖圍堰，圍堰上游應作分水尖、以減輕急流沖刷。同時采取適當措施，增強圍堰抵抗外側水流的沖刷能力。若圍堰外側為填土的坡面，為避免水流沖擊造成流失，可用草袋、竹席、樹枝等鋪在坡面上，防止沖刷。若流速大，由于圍堰的阻擋，有可能掏空圍堰底腳，危害圍堰的穩(wěn)定，可根據(jù)具體情況，在圍堰外側拋填大卵石或用竹籠卵石進行防護。若無效時，可在上游適當?shù)牡攸c作導流堤，將急流引開，不宜直接沖擊圍堰。土圍堰適用于水深較淺(約小于2m)流速緩慢(約小于0.5m/s),施工中無沖刷或沖刷作用很小，河床穩(wěn)定，且河底土透水性較小的情況。因此土圍堰常用于修筑河流兩岸淺灘，河水較淺的墩臺基礎。土圍堰的斷面，根據(jù)使用的土質成分和滲水程度以及圍堰本身在水壓力作用下的穩(wěn)定性而定。一般頂寬在1.5m以上，外側邊坡(靠水一面)不小于1:2,內側(靠基坑一面)邊坡不小于1:1,內側坡腳至基坑頂邊緣距離不小于1.0m。草(麻)袋圍堰適用于水深2.5m左右，流速在1.5m/s左右，河床透水性不強的情況。與土圍堰比較，能抵抗稍強的水流沖刷，有時與土圍堰配合使用。草(麻)袋圍堰的斷面，一般堰頂寬度為1～2m。如水深在1m左右，用單層草(麻袋作圍堰，頂寬1m;水深在1.5m以上時，需用雙層草(麻)袋，則頂寬為2～2.5m。有時為了利用堰頂作運輸?shù)缆?，還須適當加寬，在雙層草(麻)袋之間，用黏土填芯，外側邊坡1:0.5～1:1,內側邊坡1:0.5～1:0.2,圍堰內側坡腳至基坑頂邊緣的距離也不小于1.0m。2.竹籠卵石圍堰竹籠卵石圍堰適用于水深3～5m,流速2m/s左右，透水性不強的河床。因為當水深且流速大時，使用草麻袋堆碼有困難，故采用竹籠圍堰。但竹籠占用的面積大，壓縮河床流水面積竹籠圍堰由內外兩層竹籠與中間填土所組成。竹籠除抵抗水流沖刷外，還與中間填土共同抵抗外側水壓力作用而產生的傾覆與滑動。為便于裝填，竹籠應垂直放入水中，竹籠的直徑應根據(jù)水深(即竹籠的細長比)確定。頂寬(m)填土圍堰黏土，砂黏土草土圍堰黏性土及草草麻袋圍堰木(竹)樁編條圍堰不小于水深竹籬圍堰不小于水深堆石圍堰片卵石，黏性土木板樁圍堰適用于水深4.0m以上，黏土和砂土質河床，且土層中不含妨礙打板樁的大塊石和樹干等雜物。它比土圍堰體積小，防水性能好，但由于木材用得多，目前已基本不用。一般采用單層木板樁，必要時可用雙層木板樁中間填土，木板樁圍堰由導樁(定位樁)導梁(框)和木板樁三部分組成。一般單層木板樁外填黏土，雙層木板樁填黏土芯墻。形榫口，見圖2—9.三角形榫口長方形榫口圖2—9木板樁榫口木板樁的斷面尺寸與板樁入土深度、支撐布置及所受土壓水壓等因素有關應通過計算確定。水面河床面水下混凝土封底在河水較深及覆蓋層較厚的情況下，木板樁圍堰已經不能適應，應采用鋼板樁圍堰，鋼板樁適用于砂類土、半干硬黏性土、碎石類土等土層，并可打入風化巖面，板樁圍堰計算見圖2—10。水面河床面水下混凝土封底工字型，常用的是槽形。其特點分別如下：(1)平型鋼板樁斷面模量小，不宜用于承受水平力的圍堰，在承受拉力的圓形筑島圍堰中最適用，施工方便；(2)槽型鋼板樁斷面模量大，適用于防水及防(3)Z型鋼板樁特點同槽型，必須二塊或幾塊組成插打，施工較不方便；圖2—圖2—10板樁圍堰計算圖示槽型鋼板樁的截面模量較大，能抵抗較大的水、土壓力，而且插打方便，故在施工中采用較多。槽型鋼板樁的型號很多，目前常用的有槽型Ⅲ、槽型IV、槽型V等幾種，其規(guī)格及計算數(shù)據(jù)列于表2—2。斷面尺寸(mm)重量每米寬板樁截面模量(cm3)每米寬板樁容bhl槽型Ⅲ槽型IV槽型V為了能使鋼板樁拼聯(lián)為一體，每塊鋼板樁的兩側都碾壓有鎖口，鎖口的型式很多，主要有套型鎖口，環(huán)型鎖口及陰陽鎖口等幾種，如圖2—11所示。套型鎖口的防水性能較好，拉森型鋼板樁都是用這種鎖口。陰陽鎖口環(huán)形鎖口圖2—11鋼板樁鎖口類型套形鎖口鋼板樁圍堰根據(jù)實際需要，可作成圓形或矩形。矩形圍堰的角樁沒有現(xiàn)成的角樁板樁，須把一塊鋼板樁截開為兩個半塊，中間加一根角鋼焊接或鉚接，如圖2—12所示。鋼板樁的長度一般不超過20m,如需要20m以上的鋼板樁，可用同型號的鋼板樁接長。接長方法采用焊接。接頭的強度不能小于鋼板樁本身截面的強度。鋼板樁外面加勁板的下端應刨成楔形，避免插樁時碰到圍圖，圍圖鋼板樁外面加勁板的下端應刨成楔形，避免插樁時碰到圍圖，圍圖是鋼板樁圍堰內部采用的支撐。焊接時必須采取有效措施，嚴格保證鋼板樁中心線一致，并且做到整齊平直，為此應采用堅固的夾板，以防變形。首先將鋼板樁直接對焊，然后用小鋼板施焊加固。鋼板樁圍堰有單層與雙層兩種。雙層圍堰的夾層中，一般填黏土，特殊情況下，灌注水下混凝土以提高防滲能力。半塊板樁圍堰內邊線框架形式，使之能承受軸向壓力。圓形的導框可用鋼軌或型鋼彎制，或用木料拼制。鋼板樁圍堰的設計計算比較復雜，考慮的因素較多。為了方便起見，板樁常用簡化圖式進行計算，計算時取1m寬板材來考慮，作用于板樁上的土壓和水壓根據(jù)有關的公式計算。主動土壓的壓力系數(shù)，被動土壓的壓力系數(shù)，這里的應根據(jù)土的含水情況采用天然濕度下的內摩擦角或者用水浮力時的內摩擦角。各類圍堰使用條件見表2—3。表2—3各類圍堰適用范圍土石圍堰用于河邊淺灘處草土圍堰同上，但流速小于1.0m/s草麻袋圍堰水深小于3m,流速小于1.5m/s,河床透水性較小木(竹)樁編條圍堰水深小于3m,流速小于2.0m/s,河床透水性較小，可以打小木樁竹籬圍堰竹籠片石圍堰水深3~4m,較大流速，河床無法打樁堆石圍堰石塊就地取材，流速小于3.0m/s,河床堅實，透水性較小木質圍堰木板圍堰水深2m左右，流速小于0.3m/s,河床透水性較小木籠圍堰適用于深水，流速較大處。河床堅實平坦，不能打樁，或有少量流水的河流木套箱圍堰基礎埋設較淺，面積不大，流速小于2.0m/s木板樁圍堰水深3~4m,坑底到水面5m左右，河床透水性較大，但可以打樁鋼板樁圍堰水深4m以上，河床為硬土、卵石層或軟質巖層，適用于較深基坑，防水性能較好鋼筋混凝土圍堰有建筑物的安全第三節(jié)圍堰的施工方法1.填土圍堰先清除堰底河床上的樹根、石塊等雜物，這樣可以減少滲漏；填筑應自上游開始，然后兩側，至下游合攏。先填上游形成分水尖，處于岸邊的應自岸邊開始，填土適應將土倒在已出水面的堰頭上，再順坡送入水中，以免發(fā)生離析。水面以上的填土要分層夯實。土堰中宜用黏性土質不合適，也可考慮外運。流速較大時，應在外坡面加鋪草皮、柴排等防護。2.草土圍堰用麥秸、稻草或莖桿較長的雜草夾填黏性土，以一層土(厚20～30cm)夾一層草，分層鋪填夯實。其他同填土圍堰。3.草(麻)袋圍堰草袋圍堰是明挖基礎中最常用的一種圍堰，不僅施工簡使，取材較易，其適用范圍亦比土圍堰為廣。通常用于水深2.5m以內，流速1.5m/s以內的水流，且河床為透水性小的土壤，在特殊情況下也可用于更深的水中，但圍堰需要加強。草袋圍堰一般都采用雙墻圍堰，內外墻之間來填黏性土，其厚度約為0.5～1.0m以便更好地起隔水作用。堰頂寬度根據(jù)水深來考慮，一般不少于2m,需存機械時還要適當加寬。圍堰的內外兩側都要設一定坡度，使圍堰保持穩(wěn)定，其內側底部距基坑邊緣應不少于1.0m。圍堰較高時，為保持其穩(wěn)定，應每隔4~5m用短墻將內外側兩層草袋邊成一體。圍堰平面形狀大都做成矩形，在水流急的河流，上游側宜做成尖端形，以減少沖刷?？拷哆叺膰呖芍粐?，圍堰與河岸相連，既省麻袋又便于施工。其施工為用草袋(或麻袋)盛裝松散黏性土，土塊必須搗碎，必要時應過篩，因為若采用了未搗碎的土塊裝入袋中，孔隙率大，不易堆碼密實，會留下漏水的后患和不穩(wěn)定性因素。裝填量為袋容量的1/2~2/3,袋口用細麻線或鐵絲縫合。用黏土芯墻時，也可用砂性土裝袋。施工時要求土袋平放，上下左右互相錯縫堆碼整齊，以增強圍堰的整體性。水中土袋可用帶鉤的層草(麻)袋，中填黏土，則應先堆碼內外圈草袋，再填筑黏土芯墻。當內外兩層草(麻)袋堆碼堆碼的前端保持一定距離(約2m左右),以免填土超越草袋前端。若將新堆碼草袋放在浮土上，不僅會降低圍堰的穩(wěn)定性，同時還將降低圍堰抵抗水流沖刷的能力。填土不可填在草袋頂上，否則將在兩層草袋間夾一層土，使圍堰強度大受影響。填土出水面后應夯打密實。因水面以下的填土無法進行夯實，故填筑圍堰時，一般采用黏性土壤。在圍堰合攏后，預計填土沉落密實，即可進行試抽水。抽水時不可過猛，應使圍堰內的水位緩緩下降，以便使圍堰逐漸受力，并利用水位差所產生的水壓力，將圍堰擠壓密實。如發(fā)現(xiàn)雙層草(麻)袋圍堰局部開裂，應立即停止抽水，并及時采取措施進行搶救。最有效的措施是在內外兩層草袋中插打木樁，然后用4mm鐵線將內外樁頭聯(lián)結絞緊，并用黏土把裂縫填補塞滿，切實夯緊。試抽水時，當圍堰內的水位降到一定高度后就不再繼續(xù)下降了，這說明抽水量與滲漏的水水量，使基坑的水位徐緩下降，直至河底外露，達到無水施工或淺水施工的目的。竹籠卵石圍堰與草(麻)袋圍堰作法基本相同，只不過用竹籠卵石代替草(麻)袋。對竹籠孔眼的制作要依據(jù)選用卵石的大小考慮。由于竹籠垂直放入水中，無坡度，穩(wěn)定性較差，所以，下放竹籠前，應用圓木穿過竹籠并打入河床覆蓋層內，以增強穩(wěn)定和抗滑能力。內外兩層竹籠應聯(lián)成一體，并與相鄰竹籠相聯(lián)。竹籠圍堰距基坑坑頂邊緣的距離應相應增大，以滿足改變設計時的空間需要和減小基坑邊坡的壓力。流速較大處，外圍草袋可改用裝小卵石或粗砂，以免流失，必要時也可拋片石防護，或用竹簍或柳條筐盛砂石在堰外防護。在水不深而河床有一層透水層覆蓋時可在外圈圍堰完成后，先行抽水，挖去內堰底下的覆木籠系用方木或圓木縱橫疊制，用螺栓與立木相聯(lián)接，可在岸上或木筏上分段制作，每段長約2～4m,設有底板和鐵絲網(wǎng)格，外側釘企口防水板。將單個木籠排列起來，用纜索控制方很少使用。木板樁常用兩三塊拼成一組再插打，以求迅速及板縫密實。組合樁有合拼的樁尖、樁箍及樁靴。直，應采用兩道導框，先打定位樁，后裝圍堰(包為了保持板樁通過的浮擋、墊木在板樁插到位時拆除。圍圖轉角處的內導梁妨礙插板樁部分，在板樁插到適當位置時內導梁用螺栓固定在板樁后，即行鋸去。圍圖轉角須用角樁、縱橫導梁已檢查的鋼板樁堆置場已檢查的鋼板樁堆置場末檢查的鋼板樁堆置場絞車疊接于轉角處，在縱向或橫向內導梁長度不夠時，應采用對接并將縱橫導梁置于同一平面，互相支承。木板樁的插打與合攏有兩種方法。一種是先插后打。將圍堰的一邊或全圍堰的板樁都先插好、擠緊，插樁時可先將樁打下1m左右，使之能站穩(wěn)。插好后，對各樁分次輪流擊打，每次打下1～2m,直至全部打到設計標高。此法能保證合攏，但施工進度比較緩慢。另一種方法是分塊插打。由一角開始，用單塊或單個組樁插打，至設計標高后再插打第二樁，此法進度快，但合攏比較困疊接于轉角處，在縱向或橫向內導梁長度不夠時，應采用對接并將縱橫導梁置于同一平面，互相支承。至于定位樁的布置方式，有將定位樁布置在板樁墻的側面和將定位樁布置在板樁墻的中線上兩種。以前者容易獲得較好的緊密程度，因此是較好的方式。UU登記，鋼板樁的所有鎖口應以一塊長約1.5～2.0m的鎖口合乎標準的短鋼板樁，用人工拉短樁檢查。在條件許可時，也可制作鎖口檢查小車，用檢查小車來進行檢查，見圖2—13。如鎖口不合及樁身有破損，應加修整。修圖2—13檢查小車整工作按具體情況分別用冷彎、熱敲(溫度不超過800℃~1000℃)、焊補、鉚補、割除、接長等。樁的長度不夠時可用型號相同的板樁接長，接頭強度與其他斷面相同。焊接時先對焊，再鋼板樁一般系用3個單根的鋼板樁拼成一組。鋼板樁采用組樁插打時，組裝工作可在組裝平臺上進行。組樁的嵌縫用油灰及舊棉絮以鈍鑿嵌塞，必須小心起吊搬運及堆放，以防止鎖口的嵌縫脫裂，樁組變形。組樁的外側及單樁的兩側鎖口均應在插打前涂以黃油或混合油膏組樁組成后，應每隔4～5m加防止滑動，每組鋼板樁上端連接鎖口處均應用鋼筋點焊。為使圍堰合攏順利，應使每組鋼板樁上下口的寬度(鎖口中心距)一致，其誤差應組樁用木夾板，如圖2—15。圓形圍堰的夾板應為弧形，如圖2—16,AA—A彎制時應使用尺寸經過樣板核對的胎型。復式鋼導框矩形鋼板樁的圍圖導梁，可直接按設計尺寸下料。導梁接頭一般均安排在橫支撐點處，接頭用夾板螺栓連接者，可先鉆孔。圓圍堰的導框(在圍堰四周的導梁組成的延AA—A彎制時應使用尺寸經過樣板核對的胎型。復式鋼導框的放樣、下料及試拼工作，應力求準確。綴板可3.打樁機具打樁機具主要包括打樁錘和打樁架兩部分。打樁錘的重量一般大于樁重，如果錘重過輕則打樁效率不高，而且極易打壞樁尖與樁頭。選錘時可參考相關工程手冊中關于復打汽錘打單塊鋼板樁錘擊能表。4.圍圖安裝安裝圍圖時，應進行測量定位。水中圍圖距岸邊或已成橋墩(或施工便橋)較遠者，可有前方交會法定位。用一層導框做成的圍圖，一般是先打定位樁，再在定位樁上掛裝導框。平靜水面也時用浮式圍圖，將導框在岸邊組成，浮運到墩位以纜索錨定，并在開始插打板樁后，逐步將導框轉掛在已打好的板樁上。5.鋼板樁插打鋼板樁可采用逐塊(組)插打及全圍圖組插合攏后再逐步打的兩種方法。前者可用較矮的吊樁設備，樁架行走線路短，但不如后者能順利合攏。矩形圍堰一般先插打上游邊，在下游合攏，見圖2—17。每邊由一角插到另一角。圓形圍堰的插打次序如圖2—18所示的方法。合攏點1合攏點1開始點2合攏點2插打板樁，從第一塊開始，就保持不歪，插打第一塊或進行連系，然后再插其余板樁。在打鋼板樁中，如導向設備失效，則鋼板樁頂達到設計標高時的平面位置偏差，在水上打樁時不得大于20cm,在陸上打樁時不得大于10cm。為了加快速度，可另用一臺吊機或一艘吊船來承擔吊長的樁為防彎曲變形可采用兩點起吊。吊樁架高度不夠時，一吊點起吊也可將吊點移至樁頭不大于1/3樁長的范圖2—18合攏鋼板樁插打順序鋼板樁吊起后須以人力扶持插入前一塊的鎖口向下插。下插困難時，可用下列強迫插樁法，如將樁的吊繩猛松，使樁在自重作用下加速急下；用錘壓樁下插，必要時并以低錘慢打；用滑車組絞拉強迫插樁。砂礫層中打陰陽鎖口的樁時，應將陽榫朝前進方向。套形、環(huán)形鎖口應將前進方向的鎖口下方用木或鐵制的栓塞封閉，以免砂礫進入鎖口、妨礙插樁。打鋼板樁時，應防止因落潮而使圍堰內面水位高于外面。斜。如歪斜過度不能用拉擠辦法整正者，應拔起重插。防止與糾正均無效時，應特制楔形樁合攏。每塊楔形樁的楔度不超過0.02,如因楔度限制，一個合攏口用一塊楔形樁不夠時?？捎脙蓧K。兩塊楔形樁應各具一個垂直邊，其間至少夾一塊普通樁，見圖2—19。鋼板樁圍堰的防滲能力較好，但遇有鎖口不密、個別樁入土不夠及樁尖打裂打卷等情況時，仍發(fā)生滲漏現(xiàn)象。當鎖口不密發(fā)生滲漏時，可在抽水發(fā)現(xiàn)后以板條、棉絮等在內側堵塞，或圖2—19楔形鋼板樁在滲漏外側水面撒布大量細煤碴與木屑或谷糠等使水將其夾帶至漏縫處進行堵塞。漏縫較深時，也可將煤碴等裝袋至水下相當深度處(漏縫處)逐漸倒出。如在樁腳處滲水，則應查明原因和位置，然后采取相應的措施堵漏。堵漏的方法可采用在板樁底部外側堆麻袋裝土，水下灌混凝土，水下灌水泥漿及采用雙層板樁中間填土或混凝土等。7.拔除板樁板樁拔除前，一般應先將水下(或基坑中)的支撐系統(tǒng)拆除。拆除時應采取適當措施，保證人身安全。為減小拔樁的摩阻力，在拔樁前對樁略外導框)。對于樁尖打卷及鎖口變形的樁，可加大拔樁設備的能力，將相鄰的樁一齊拔出，必要時可進行水下切割。拔樁設備可用吊船、吊機、拔樁機、倒打汽錘、千斤頂及扒桿滑車組等?？捎瞄L卡環(huán)扣在樁孔上作為吊點。組樁成組拔除時，用拔樁扁擔。鋼壁圍堰一種新型的施工方法。該法不受施工水位限制，可承受很大的水土壓力，能安全渡用，當巖面傾斜時，還可做成高低刃腳。(1)鋼壁圍堰結構布置。根據(jù)水深和重量可分單壁圍堰和雙壁鋼圍堰兩種。雙壁鋼圍堰由內外壁板用豎向角鋼作為加勁肋及數(shù)層水平環(huán)形桁架組成一體，內外壁板間設有隔艙板，把雙壁鋼圍堰平面分成8等分互不通的艙，設置隔艙的目的是保證在水中灌水時圍堰穩(wěn)定，以及在沉入河床時能分艙灌水或混凝土，見圖2—20。制造時立面分若干層，平面分若干塊，其大小可根據(jù)制造設備、運輸條件和安裝起吊能力而定。當條件許可時，塊件宜大，以減少工地焊接，提高質量，加快進度。施工平臺A封底混模王Af圖2—20雙壁鋼圍堰示意圖(2)雙壁鋼圍堰施工主要工序。在拼裝船上拼裝→浮運→起吊下沉→→鋼壁接高并在殼內灌水或混凝土→→下沉到基巖面→→清基→安裝施工平臺及鉆孔護筒→封底→鉆孔灌樁→抽水灌注承臺(基礎)及墩身→拆除上部鋼壁→墩身繼續(xù)灌注到墩帽。施工中的注意事項。鋼殼在水中靠灌水壓重下沉；而在覆蓋層中靠灌水入填充混凝土壓重下沉。鋼殼的刃腳應全部穩(wěn)妥地支承于基巖面上以保證清基和順利鉆孔。鉆孔護筒頂面應高出封底混凝土面0.15～1.0m,下端應接近基巖面，并串聯(lián)固定連成整第四節(jié)設計實例一、鐘樣漢江特大橋59號墩鋼吊箱圍堰設計漢江特大橋59號墩位施工水位為39.8m,河床面標高33.7m左右，施工水深6~8m。承臺底設計標高為35.28m,承臺厚3.0m,順橋向8.29m,橫橋向12.94m。承臺支撐在6根直在鋼管、工字鋼搭設的鉆孔平臺上，振入鋼護筒，采用正、反循環(huán)旋轉鉆孔。承臺的施工是在拼裝焊接的帶底鋼吊箱圍堰內進行的。2.鋼吊箱圍堰的組成及構造59號墩鋼吊箱圍堰由吊箱框架、內支撐、吊點、導向撐、底板五個部分組成。吊箱框架為矩形結構，短邊厚度1.2m,長邊厚度為1.45m矩形內凈空平面尺寸為架總高8m,據(jù)施工時水位先安裝7m高框架。若水位上漲，再加高1m框架。三層。鉆孔樁位預留φ2.8m的孔，以便能套入鉆孔樁鋼護筒。制作喇叭狀的封底蓋板套在鋼護筒上，以封堵吊箱底板與鋼護筒之間的縫隙。其結構形式見圖2-21。鋼吊箱圍堰是為承臺施工而設計的臨時阻水結構，其(1)設計的工況條件根據(jù)鋼吊箱圍堰施工作業(yè)時段，設計受力狀態(tài)可按以下3個工況進行分析：①拼裝下沉階段；②封底混凝土施工階段；③抽水后承臺施工階段。(2)圍堰計算根據(jù)圍堰結構的受力特點，在分析時取橫向框架按平面體系用SuperSAP93進行計算。設計時考慮到施工時水位可能出現(xiàn)的變化，按10m深水位進行計算，因為在高度方向上各框架的受力隨著高度的增加而減小，故在設計時考慮在下5層框架內設內支撐。在實際施工時，因水位僅在7m左右，故僅設如前所述的三道內支撐。在框架受力合格的情況下，還對豎向槽鋼、鋼板、支撐角鋼和吊耳等進行檢算。在用SuperSAP93對結構進行計算時，可直接在它的圖形環(huán)境SDII下繪出框架的圖形，并用BEDIT工具箱施加荷載和支承，同時給定各桿件的截面特性值，有限元模型見圖2—22。運行SSAPO進行靜力計算。在SuperSAP93的新版本AlgorFEA2000中，這些操作可在一個圖形環(huán)境下完成，省去了繁瑣的操作步驟，大大方便了用戶的操作。圖2—22有限元計算模型該圍堰在2000年底順利完工，根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)兩者十分接近，表明設計是成功的。二、武漢軍山長江公路大橋異型鋼圍堰設計1.基本情況武漢軍山長江公路大橋主橋為48m+204m+460m+204m+48m的五跨連續(xù)雙塔雙索面半飄浮體系鋼箱梁斜拉橋，橋面凈寬(不含斜拉索錨固區(qū)寬度)33.5m,雙向6車道，鋼箱梁總寬38.8m。橋位處多年年平均水位17.49m(黃海高程，以下同),枯水期平均水位14.18m,歷年最大水位差17.96m,歷年平均水位差4.45m。1月份平均水位12.3m,7月份平均水位22.66m。設計斷面平均流速為2.21m/s。橋位處最高通航水位：27.1m,最低通航水位10.32m。主橋5號墩河床表層為松散狀粉細砂層，局部地段底部夾少量礫卵石，厚約0.75~1.30m,下伏基巖為粉砂質泥巖，巖面平緩，其中強風化層厚約2.78～5.74m;弱風化層厚約18.42～22.00m;微風化層基巖穩(wěn)定，無不良地質現(xiàn)象。強風化粉砂質泥巖容許承載力0.5~結合良好，其中強風化層厚約1.58～10m;弱風化層厚約22.86～25.80m;微風化層基巖巖AAC圖2—23鋼圍堰一般構造鋼圍堰一般構造詳見圖2—23。主塔墩基礎采用19根2.5m的鉆孔樁，見圖2—24。由經濟技術比較，決定主塔墩基礎采用鋼圍堰方案施工。鋼圍堰僅起主墩基礎的圍水結構、施工平臺的承重結構及減短基樁自由長度的作由于橋面很寬(居國內同類橋梁寬度之首),按常規(guī)設計，鋼圍堰的直徑將達到44m。為了減小鋼圍堰的規(guī)模、方便施工、節(jié)省造價，同時又能保證索塔造型的美觀，設計首次創(chuàng)造性地提出了異型鋼圍堰結構，即在圓形鋼圍堰上焊接2個簸箕形構造。該結構在承臺施工高水位差(圍堰內外設計水位差為22m)的情況下為圓形結構受力，這樣就充分發(fā)揮了圓形鋼圍堰結構受力條件好的特點。在下塔柱施工時，長江水塔柱塔柱承臺圖2—24基礎構造示意位已經降至16m(鋼圍堰內外水位差為8.5m),此時抽空簸箕形構造與圓形構造之間的水，切割與下塔柱相干擾的部分鋼圍堰，鋼圍堰就由圓形結構轉化成異型結構。鋼圍堰采用雙壁自浮式，材質采用Q235A級鋼材，平面圖為圓形外加2個簸箕形。鋼圍堰頂標高25m,高出7月份多年平均水位2.34m,刃角底標高~5.5m,總高度30.5m,內徑30m,外徑33m。簸箕形構造分二期制作安裝。簸箕形構造底標高5.352m,一期頂面標高16.8m,二期頂面標高22.0m,實際施工時二期簸箕形構造沒有制作焊接。圓形鋼圍堰分6個節(jié)段，1個刃腳段、1個標準節(jié)段、4個