大型异形双壁钢围堰大型异形双壁钢围堰 工程总概况工程总概况 武汉军山长江大桥主桥为五跨连续双塔双索面半漂武汉军山长江大桥主桥为五跨连续双塔双索面半漂浮体系钢箱梁斜拉桥，两个主塔墩基础均采用钢围浮体系钢箱梁斜拉桥，两个主塔墩基础均采用钢围堰施工方案。堰施工方案。 计计 算算 工工 况况 工况一：钢围堰外水位工况一：钢围堰外水位15.00m，簸箕形构造顶标高，簸箕形构造顶标高16.80m，圆形钢围堰顶标高，圆形钢围堰顶标高25.00m。 工况二：钢围堰外水位工况二：钢围堰外水位20.00m，簸箕形构造顶标高，簸箕形构造顶标高22.00m，圆形钢围堰顶标高，圆形钢围堰顶标高25.00m。工况三：钢围堰外水位工况三：钢围堰外水位20.00m。簸箕形构造顶标高。簸箕形构造顶标高22.00m，圆形钢围堰二号环块自标高，圆形钢围堰二号环块自标高14.80m切割至标切割至标高高21.00m处，钢围堰壁舱内灌水至标高处，钢围堰壁舱内灌水至标高15.50m，钢围，钢围堰内部灌水至标高堰内部灌水至标高11.00m。 抗抗 滑、抗滑、抗 倾倾 覆、抗覆、抗 浮浮 安安 全全 系系 数数 应应 力力 测测 试试 目目 的的 及及 实实 际际 状状 况况 钢围堰受力工况有：下沉状态、着床状态、最大抽水状态、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。一期切割完成、二期切割完成等。 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。力十分复杂。实实际际的的测测试试情情况况是是：承承台台施施工工完完成成后后，在在圆圆形形钢钢围围堰堰内内壁壁板板和和簸簸箕箕形形构构造造内内壁壁板板上上的的代代表表性性部部位位布布设设测测点点，在在分分期期切切割割施工的不同阶段进行测试施工的不同阶段进行测试。 测测 点点 布布 置置 原原 则则 选定一个钢围堰作为监控对象。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。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点选择在理论计算中应力较大且有代表性的区域。 测测 试试 元元 件件 安安 装装 测试元件采用表面式钢弦应变计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用电焊将元件焊于钢板壁面 ，焊接采用点焊。，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，元件导线顺钢内壁引至围堰顶，分点集中成束，以便观测。以便观测。 测测 试试 工工 况况 切割前最不利状态：切割前最不利状态： 江水水位江水水位15.7m，气温，气温 13，壁壁舱舱内内水水位位9.0m，围堰内积水约，围堰内积水约70cm。切切割割前前：江江水水水水位位15.5m，气气温温13.5，围围堰堰壁壁舱舱内内注注水水至高程至高程11.5m。第第一一期期第第1块块切切割割完完成成：江江水水水水位位15.3m，气气温温10，围围堰堰壁舱内水位壁舱内水位11.5m。第一期第第一期第2块切割完毕即第一期切割完成：江水水位块切割完毕即第一期切割完成：江水水位15.25m，气温，气温10.5，围堰壁舱内水位，围堰壁舱内水位11.5m。 测测 试试 时时 机机温度相对稳定的时段。温度相对稳定的时段。切割前切割前3d每每d测量测量1次。次。切割过程中增加测试密度。切割过程中增加测试密度。切割完成，减少测试次数。切割完成，减少测试次数。塔柱施工出水面，围堰注水前观测塔柱施工出水面，围堰注水前观测1次即可终止测量。次即可终止测量。 结结 果果 分分 析析直直接接测测试试结结果果仅仅为为自自布布设设测测点点之之时时的的工工况况起起到到测测试试时时的的工工况况止止圆圆形形钢钢围围堰堰内内壁壁板板和和簸簸箕箕形形构构造造内内壁壁板板某某些些部部位位的的垂垂直直或或水水平平向向的的应应力力变变化化值值。要要想想通通过过该该测测试试值值确确定定围围堰堰各各部的的最终应力值，必须作如下假定：部的的最终应力值，必须作如下假定：钢钢围围堰堰各各部部的的最最终终应应力力值值为为切切割割前前圆圆形形钢钢围围堰堰各各部部的的应应力力与切割后钢围堰各部应力增量的叠加。与切割后钢围堰各部应力增量的叠加。竖竖肋肋与与壁壁板板、环环板板与与壁壁板板在在局局部部构构成成组组合合断断面面分分别别共共同同承承受沿竖肋方向和水平方向的水压力，受力处于弹性阶段。受沿竖肋方向和水平方向的水压力，受力处于弹性阶段。根根据据实实际际情情况况进进行行了了（1）圆圆形形钢钢围围堰堰应应力力和和（2）异异型型钢钢围堰应力计算，并与设计计算结果相对比。围堰应力计算，并与设计计算结果相对比。 结结 论论 钢围堰一期第钢围堰一期第1块切割完成后，异型钢围堰处于最块切割完成后，异型钢围堰处于最不利状态时，但结构仍是安全的。不利状态时，但结构仍是安全的。钢钢围围堰堰一一期期第第1块块切切割割完完成成后后，切切割割区区边边缘缘应应力力变变化值较大，簸箕形构造内的应力变化值较小。化值较大，簸箕形构造内的应力变化值较小。钢围堰一期第钢围堰一期第2块切割完成后，结构是安全的。块切割完成后，结构是安全的。从从监监测测钢钢围围堰堰的的应应力力状状态态、评评估估钢钢围围堰堰整整体体结结构构安安全全度度、指指导导钢钢围围堰堰的的切切割割施施工工等等方方面面的的意意义义上上讲，此次钢围堰的应力监控是成功的。讲，此次钢围堰的应力监控是成功的。 异异 形形 钢钢 围围 堰堰 的的 采采 用用 首首 节节 钢钢 围围 堰堰 定定 位位 钢围堰圆形部分从下至上分成了刃脚段、加强段和标钢围堰圆形部分从下至上分成了刃脚段、加强段和标准段准段 。采用了定位船采用了定位船+单导向船单导向船+岸上锚碇的新型方式来锁定岸上锚碇的新型方式来锁定围堰。围堰。 采用采用250T浮吊整体吊装。浮吊整体吊装。 钢围堰接高、下沉和着床稳定钢围堰接高、下沉和着床稳定 每一节段均由每一节段均由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，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。以实现围堰的定位。然后均匀灌水，快速实施围堰刃脚的着床然后均匀灌水，快速实施围堰刃脚的着床 ，调节千斤顶以整平围堰。钢，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，同时围堰外堰外 周抛投足够数量的周抛投足够数量的 钢筋石笼和钢筋石笼和 石块，以牢石块，以牢 固地稳定围堰。固地稳定围堰。分节段整体起吊分节段整体起吊 钢围堰内清基、下放钻孔钢护筒、封底钢围堰内清基、下放钻孔钢护筒、封底 基采用一台空气压缩机（基采用一台空气压缩机（40m3/min）配置两台）配置两台250mm空气吸空气吸泥机进行泥机进行 。用拆装式杆件拼装钻孔钢护筒定位架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 。导管法浇注封底砼导管法浇注封底砼 围堰内抽水全貌围堰内抽水全貌 吸泥吸泥钢围堰工程数量汇总表钢围堰工程数量汇总表 钢围堰工程数量汇总表钢围堰工程数量汇总表 技技 术术 经经 济济 比比 较较结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！24