双壁钢围堰立面图
双壁钢围堰施工工艺工法(后附图片)
双壁钢围堰施工工艺1 前言1.1 工艺工法概况我国在20世纪70年代修建九江大桥时，首创双壁钢围堰的围堰形式，在简化施工工序、缩短工期方面有了新的突破。
目前双壁钢围堰已成为我国桥梁深水基础施工广泛采用的工艺之一。
1.2 工艺原理双壁钢围堰是一个带有刃脚的圆形双壁水密井筒钢结构，它既是钻孔桩施工的作业平台，又是承台施工的隔水结构。
与无底钢套箱相同都无底板系统，双壁钢围堰的侧面双层壁板结构，通过刃脚直接插入河床，并通过吸泥下沉至设计标高。
由于双壁钢围堰刚度大，可直接在其顶部铺设钻孔工作平台，待钻孔桩施工完成后，浇筑封底混凝土、围堰内抽水，在无水状态下施工承台混凝土。
2 工艺工法特点2.1 结构刚性大、能承受向内、向外的压力，能承受较大水压，施工安全可靠。
2.2 圆形双壁钢围堰对内支撑要求不高，吸泥、灌水下沉和清基，较为方便。
2.3 钻机平台可直接放置在钢围堰的顶部，适宜于大型旋转钻机。
3 适用范围适用于各种河床的河流、湖泊、水库的深水基础施工。
4 主要技术标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10002.5）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415）《铁路桥涵施工规范》（TB 10203）《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1）《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB 10303）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50）5 施工方法根据设计图纸在工厂中分块加工,按互换件和对号入座的办法制成块件,检查格后运至现场，分层按号进行组装焊接,待检查合格后浮拖至墩位处，通过灌水、节段拼接下沉着床，然后采取配重、吸泥下沉至设计标高。
围堰精确定位后对围堰内部采用吸泥机进行基底清理，在围堰上铺设钻孔桩施工平台，埋设护筒，灌注水下封底混凝土。
进行钻孔桩施工；围堰内抽水，进行承台混凝土施工。
6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程双壁钢围堰施工工艺流程见图1。
图1 双壁钢围堰施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 双壁钢围堰设计1 水文地质技术参数的选择处于大江大河上的桥梁基础工程，墩位处往往水深流急，地质条件复杂，水流冲刷较深，施工难度会更大一些；目前在各类基础施工中多采用钢围堰作为承台施工的挡水结构，钢围堰施工具有易加工、速度快、周期短的特点。
MIDAS双壁钢围堰建模过程
MIDAS结构检算培训资料之双壁钢围堰操作例题一、项目简介1.1结构简介某特大桥采用（60.75+100+60.75）m大跨连续梁结构跨越秦淮新河，承台位于主河道，直为径17.4m，高4m，底标高-5.0m，施工最大水位为8.0m，河床以下主要为第四系全新统冲积层(Q4al)，下伏基岩为侏罗系上统西横山组(J3)钙泥质砂岩和凝灰质砂岩，承台处地址情况如下图：图1-1承台处地址情况图钢围堰为单双壁结合圆形钢围堰，内边线半径比承台半径大10cm。
钢围堰壁厚1.0m，外直径尺寸为19.6m、内直径尺寸为17.6m，壁高为15m。
钢围堰平面分为8块，立面分为5节，分节高度为4m+4m+5m+5m。
钢围堰壁板系统由内、外面板、面板纵肋、壁板桁架、水平环板、隔板组成。
双壁钢围堰内外壁采用6mm厚的钢板，内外壁间距为100cm。
每间隔1m设一道水平环形桁架，桁架采用∠75×6mm的角钢焊接而成。
竖向每间隔50cm设一道竖肋，竖肋采用∠75×6mm的角钢；横向加劲肋间距为50cm，采用厚15mm、宽180mm的钢板，围堰结构如图：图1-2 钢围堰立面图图1-3 钢围堰平面图1.2材料设计参数表表1.1 材料设计参数表序号材料规格材质容重（KN/m3）备注1 钢板厚6mm Q235 78.5 面板2 角钢∠75×6mm Q235 78.5 桁架3 混凝土C30 25 刃角砼4 混凝土C25 25 封底砼1.3. 材料设计强度值表1.2 钢材设计强度值（N/mm2）钢材抗拉、抗压、抗弯抗剪承压型号厚度或直径（mm）Q235≤16 215 125325 ＞16-40 205 120＞40-60 200 115＞60-100 190 110说明：设计强度按《钢结构设计规范》GB50017-2003取值。
1.4 模型单元采用Midas对结构进行空间仿真分析，双壁钢围堰内外壁6mm钢板采用平面板单元模拟，竖肋∠75×50×6mm的角钢和桁架∠75×75×6mm的角钢采用梁单元模拟；双壁钢围堰底部设为三向位移约束；在模型中施加流体压力荷载模拟水压和土压；在围堰内抽完水的工况下，钢围堰和封底混凝土受力情况均处于最不利状态，故对此工况下双壁钢围堰和封底混凝土进行分析计算。
大型异形双壁钢围堰
异形钢围堰详细结构图
结构分析
• 圆形钢围堰受力计 算；
• 钢围堰切割后异型 钢围堰的空间受力 计算；
• 钢围堰整体抗滑、 抗倾覆及抗浮稳定 性验算
异型钢围堰空间计算模型
计算工况
• 工况一：钢围堰外水位15.00m，簸箕形构造顶标高 16.80m，圆形钢围堰顶标高25.00m。
• 工况二：钢围堰外水位20.00m，簸箕形构造顶标高 22.00m，圆形钢围堰顶标高25.00m。
• 钢围堰各部的最终应力值为切割前圆形钢围堰各部的应力 与切割后钢围堰各部应力增量的叠加。
• 竖肋与壁板、环板与壁板在局部构成组合断面分别共同承 受沿竖肋方向和水平方向的水压力，受力处于弹性阶段。
• 根据实际情况进行了（1）圆形钢围堰应力和（2）异型钢 围堰应力计算，并与设计计算结果相对比。
结论
●钢围堰一期第1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。
• 工况三：钢围堰外水位20.00m。簸箕形构造顶标高 22.00m，圆形钢围堰二号环块自标高14.80m切割至标 高21.00m处，钢围堰壁舱内灌水至标高15.50m，钢围 堰内部灌水至标高11.00m。
抗 滑、抗 倾 覆、抗 浮 安 全 系 数
应力测试目的及实际状况
• 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。
测试时机
• 温度相对稳定的时段。 • 切割前3d每d测量1次。 • 切割过程中增加测试密度。 • 切割完成，减少测试次数。 • 塔柱施工出水面，围堰注水前观测1次即可终止测量。
结果分析
• 直接测试结果仅为自布设测点之时的工况起到测试时的工 况止圆形钢围堰内壁板和簸箕形构造内壁板某些部位的垂 直或水平向的应力变化值。要想通过该测试值确定围堰各 部的的最终应力值，必须作如下假定：
双壁钢围堰典型图2
双壁钢围堰施工工艺及方法
双壁钢围堰施工工艺及方法1.施工工艺钻孔桩施工完成后，移走活动平台、接高护筒在护筒顶组拼钢围堰，下放就位进行水下混凝土封底施工，钢围堰内抽水堵漏后进行承台施工。
双壁钢围堰施工工艺见图。
双壁钢围堰施工工艺框图2。
施工方法2。
1钢围堰制造钢围堰在钢结构厂分块加工，以方便运输为原则.钢围堰加工尺寸高度方向从下到上分节;水平向整个钢围堰每层分块段。
钢围堰在钢结构厂内加工制作成单元块件，套箱单元件在胎架上组拼及施焊，设置胎架的场地条件及胎架结构的刚度等应满足制作精度要求.钢套箱单元件出厂前严格保证套箱各部位焊缝的焊接质量，对关键受力焊缝应做探伤检验，对有水密要求的焊缝须进行煤油试验。
2.2钢围堰的组拼及下沉钻孔桩施工完成后在改造后的钻孔平台上设置钢围堰拼装平台,并接高钢护筒.在钢护筒顶设置千斤顶下放围堰.在平台上分块拼装钢围堰底节，并设置临时支撑，保证钢围堰稳定，在平台上拼装6。
0m钢围堰后，准备整体下放钢围堰。
下放前进行渗透性试验.钢围堰拼装完成后，在上下游钢护筒上设置导向及定位装置，防止在水流作用下造成钢围堰漂移。
利用钢护筒顶的千斤顶将钢围堰略微提升，拆除贝雷梁平台，同步下放钢围堰；钢围堰在自浮状态接高第二节；下放到河床时，及时将其与护筒进行临时固定,然后灌注刃角以上2。
5m高范围内的混凝土，然后接高上部钢围堰；围堰内吸泥下沉钢围堰，保证围堰顶高出高水位 1.0m；继续接高钢围堰。
接高完成后，灌注井壁混凝土至设计高度,然后在井壁内注水至距围堰顶 6.0m 进行压重；围堰内吸泥,掏空刃角土，进行围堰下沉.围堰下放过程中，根据情况必要时在围堰外侧进行射水辅助围堰下沉。
下沉过程中注意刃角范围内均匀掏空，防止围堰倾斜；当围堰略有倾斜时及时进行纠偏。
围堰下沉按照“定位正确、先中后边、对称取土、深度适当”的原则进行，使围堰底开挖的泥面形成锅底状态。
围堰取土下沉时，应对称分层均匀取土，取土深度高差应控制在设计要求和规范规定的范围内，使围堰保持均匀、平稳、缓慢下沉。
40墩双壁钢围堰承台施工汇报材料PPT培训课件
（3）采用双壁钢围堰进行承台施工，对围堰外土体扰动小，避免土 方跨塌，保证了承台施工时辅助平台和跨墩龙门的安全性。
（4）采用双壁钢围堰进行承台施工，避免了辅助平台和跨墩龙门重新 安装，缩短了施工周期。
40# 2、围堰现场拼装
墩承 3、围堰下沉、水下吸泥 台施 工 4、封底砼浇注
5、承台钢筋、砼施工
三、钢围堰结构
侧板 内支撑 导向结构
下放系统
钢围堰
钢围堰平面布置图
钢围堰竖向布置图
(1) 侧板
1）底节围堰刃角45°，局部入土深度10～13.7m，刃角采 用20mm钢板加强；刃角加筋板采用10mm钢板，间距35cm。
结论：综合以上理由，为确保承台时辅助平台 和便桥的结构安全，我部拟增加投入300万元，采用 双壁钢围堰进行40#墩承台施工。
二、工程概述 淮南市淮上淮河大桥主桥为矮塔部分斜拉桥，跨径组合
为98m+180m+98m，为塔梁固结体系。 主墩40#承台为矩形截面形式，平面尺寸29.1×22.85m， 承台厚7.5m。 承台底标高
40#:+3.009 承台顶标高 40#:+10.509
主墩构造图
三、 水文条件 （1）流速 根据《淮南淮上淮河大桥洪评报告》： 现状条件下（小于50年一遇）流速为0.41m/s。 100年一遇洪水时，流速为0.5m/s。 （2）水位 最高通航水位：+24.04m（20年一遇） 最低通航水位：+15.66m
(3) 导向结构
为控制围堰平面位置，以承台四角钢护筒为基准，安装 导向装置。
导向结构剖面图
双壁钢套箱围堰施工的方案.docx
鹤岗至大连高速公路小沟岭（黑吉界）至抚松段双壁钢套箱围堰专项施工方案编制：复核：审核：中交路桥鹤大高速公路ZT03标段项目经理部方案目录1 工程概述 (1)2 技术准备 (1)2.1内业准备 (1)2.2外业准备 (2)3 人员组织 (3)4 材料及制作要求 (4)4.1材料要求 (4)4.2双壁钢套箱制作拼装要求 (4)4.3壁钢套箱制作拼装允许误差 (4)5 主要设备、机具选型 (5)6钢套箱围堰专项施工方案 (5)6.1钢套箱施工工艺流程 (5)6.2双壁钢套箱的设计 (6)6.3钢套箱沉放系统设计及安装 (9)6.3.1 第一层钢套箱拼装下沉 (10)6.3.2钢套箱下沉步骤 (10)6.4钢套箱封底 (11)6.5钢套箱排水 (14)6.6拆除钢套箱悬吊系统及套箱回收 (14)7 钢套箱质量控制及检验标准 (14)7.1双壁钢套箱制作加工 (14)7.2双壁钢套箱沉放 (14)7.3封底混凝土 (15)8 钢套箱施工常见问题与处理措施 (15)围堰抗浮计算 (17)双壁钢套箱施工方案1 工程概述钢套箱顾名思义是套在永久结构外面的临时结构，起到围堰作用。
钢套箱为桥梁基础及下部构造水上施工作业中常用的一类围护结构形式，尤其适合于大河流中的深水基础，能承受较大的水压，保证基础全年施工安全度汛。
特别是在一些施工条件困难或受水文、地形、地质条件限制而无法采用钢板桩、筑岛围堰等围护结构的条件下，钢套箱更显示出了其优越性。
常用的钢套箱分单壁和双壁两种，由于单壁钢套箱刚度差，一般深水基础较少采用，实际工程中大部分情况下采用双壁钢套箱。
钢套箱围堰是一种无底结构，下沉后底部着床或嵌入河床，然后用水下混凝土封底，排水后形成围堰。
钢套箱平面形状可根据承台形状加工成圆形、矩形、也有其他形状。
立面分层，平面分块。
堰壁钢壳由有加劲肋的内外壁板和多层水平桁架所组成。
堰壁底端设刃脚，以利切土下沉。
在堰壁内腔，用隔舱板将其对称地分为若干个密封的隔舱，以利于下沉和排水。
柳江双线特大桥双壁钢围堰受力分析与施工风险控制
柳江双线特大桥双壁钢围堰受力分析与施工风险控制发布时间：2022-03-24T07:15:55.472Z 来源：《建筑实践》2021年9月第25期作者：姜政搏[导读] 随着桥梁施工基础的发展，双壁钢围堰在桥梁深水基础得到了广泛应用。
姜政搏中铁二十五局集团有限公司设计研究院，广东广州511458）摘要：随着桥梁施工基础的发展，双壁钢围堰在桥梁深水基础得到了广泛应用。
为使柳江特大桥钢围堰结构受力合理、确保施工安全，采用有限元软件midas Civil对钢围堰结构进行计算分析，并结合理论计算对钢围堰整体稳定性、内支撑稳定性及封底混凝土强度进行分析。
表明在封底混凝土达到设计强度，围堰内抽水完成这一最不利工况下钢围堰最大应力及变形出现在上、下两道支撑中间附近处，给出钢围堰加工制作建议。
同时对钢围堰各施工风险提出相关措施，以此保证钢围堰施工使用过程中结构的稳定性和安全性。
关键词：双壁钢围堰；仿真计算；受力分析；施工风险控制1 引言双壁钢围堰具有刚度大、承压能力强以及整体稳定性好等优势，在桥梁深水基础及下部结构施工中得到广泛应用，已成为桥梁深水基础施工较为理想的临时结构[1]。
但是，双壁钢围堰自身构造复杂，所处地下恶劣环境，使得施工阶段结构受力复杂。
本文运用有限元及理论分析相结合的方式，以柳江双线特大桥钢围堰整体为研究对象，对其施工过程结构受力性能进行分析研究。
柳江双线特大桥跨越柳江、黔桂铁路、柳太公路而设。
全长1688.573m，采用（60+5×104+56）m连续梁上跨柳江，17～22#号桥墩位于河道中，柳江河施工水位+78.5m，钢围堰顶面标高设计为+79.374m，承台底标高均为69.371m。
基础采用10根直径为2.0m钻孔灌注桩，承台为圆端形承台，尺寸为12.0×16.4×4.0m。
依据承台布置形式及地质水文条件，水中墩承台采用双壁钢围堰施工。
2 双壁钢围堰的设计2.1 结构形式及布置钢围堰采用双壁哑铃形截面，高11.0m，外壁直径顺桥向为14.3m，横桥向为18.7m，直线段为4.4m，壁厚为1.0m，如图1。
4#墩围堰锚碇施工技术交底汇总
商合杭铁路芜湖长江公铁大桥4#墩锚碇施工技术交底中铁大桥局商合杭铁路芜湖长江公铁大桥项目经理部二〇一五年四月一、工程概况4#墩基础采用双壁钢套箱围堰施工，围堰平面尺寸49.9×21.9m，壁宽2m。
围堰顶高程+11.0m，围堰底高程-19.0～-21.3m，围堰高度30m，抽水水位+8.5m。
钢套箱底节高12.78m（不含单壁围挡），中节高度13.3m。
图2.1：4#墩围堰立面结构图桥址处水流呈单向流态，到达墩位的围堰采用无导向船的锚碇系统定位方案。
前后定位船采均采用1艘400t铁驳，定位船起到确定、调整钢套箱的位置，并对钢套箱具有安全防护作用，定位船上布置有马口、将军柱、固定座、卷扬机、滑车组等设备。
锚碇系统布置详见下图。
图2.2：4#墩围堰锚碇系统结构图锚碇定位系统组成：①主锚：采用6个200t混凝土重力锚，6×37-φ60钢丝绳。
②边锚：每侧各采用4个200t混凝土重力锚，6×37-φ60钢丝绳；前定位船边锚两侧各采用2个6t霍尔式铁锚，φ40mm锚链，6×37-φ32钢丝绳，后定位船边锚与前定位船布置相同。
③尾锚：采用2个200t混凝土重力锚，6×37-φ60钢丝绳。
④拉缆：前、后定位船与底节钢套箱之间均设有拉缆，前拉缆采用4根6×37- φ60钢丝绳，后拉缆采用2根6×37-φ60钢丝绳，其作用是将钢套箱所受外力传递给主锚和尾锚。
底节围堰上设置有前后拉缆和前后边锚，顶节围堰上设置有前拉缆和前后边锚，所有锚绳均在定位船上进行收锚。
围堰精确调整位置后，在舱壁内注水下沉到河床面，抄平底面，准备封底施工。
二、施工技术方案围堰在工厂整节制造，浮吊吊装下河，船运至墩位，在墩位处用浮吊起吊下水。
将拉缆和边锚锚绳过到底节围堰上，预拉收紧拉揽及锚绳，完成围堰初定位，接高围堰，继续过缆边锚及拉缆，预拉收紧拉揽及锚绳，精确定位围堰，注水下沉并接高围堰，准备封底施工。
双壁钢围堰施工
双壁钢围堰施工一、施工程序加工钢围堰→同时拼组龙门船→在龙门船上拼组围堰底节→围堰接高→钢围堰浮运下沉就位→潜水员水下堵漏→在钢围堰上搭设封底工作平台→导管法灌注水下封底混凝土→钻孔灌注桩施工→拆除工作平台→围堰内抽水→破桩头→绑扎承台钢筋→承台立模→浇筑承台混凝土→墩身立模→浇筑墩身混凝土→围堰内注水→水下割除钢围堰→拆除龙门船。
双壁钢围堰的施工工艺流程图如下:1 施工工艺1.1 钢围堰加工制作钢围堰加工制作工艺流程：设计钢围堰→下料→制作刃脚和水平角钢桁架→按单元制作水平桁架→按单元拼装骨架→按节拼装骨架→检查、校正骨架→围堰内、外壁板焊接→检查焊缝质量→水密试验→焊制吊环、锚环、划高度标尺→成品检查验收→吊运接高。
钢围堰用钢材为Q235钢，水平加劲板（□12×160mm）与竖向加劲角钢相交处，水平加劲板开孔板（□54×78mm）处均对水平加劲板补偿焊接。
焊缝高度按设计尺寸焊够，竖向加劲角钢、水平加劲板与壳板之间为双壁间断焊缝75（150）mm，即焊缝长150mm，断开75mm，两侧交错焊，焊缝高度6mm。
水平桁架的弦板（水平板）、竖向桁架的弦杆、隔舱板与钢围堰壳板之间以及水平桁架、竖向桁架各杆件之间均采用双面连续焊缝，焊缝高度8mm。
隔舱板与壁板要求水密，隔舱板加工时按水平板位置切出相应缺口，待安装水平板后电焊密封，各单元在胎架上制造，制造误差±3mm，保证结构拼装尺寸及焊接质量。
水平板与壳板的焊缝，两端各留出250mm，待各拼装单元之间拼组之后再焊接。
制作注意事项a.水平桁架、竖向桁架及其它骨架在胎架上组拼，不符合精度要求的用顶杆校正，焊接时先点焊，再从一端向另一端推进，依次进行。
b.电焊前将焊缝处油污及锈蚀物清除干净，严格按照有关电焊操作工艺进行，为减少焊接应力及变形，除正确制定焊接顺序及工艺外，还要根据焊缝方向及部位，适当加设骑缝板或临时拉板，减少变形。