Midas 培训之围堰篇
midas详细操作过程-GTS土石坝有限元应力变形计算
1
http://gts.midasit.co.kr
MIDAS/ GTS Training Course
MIDAS IT Co., Ltd.
3
导入iges
文件 > 导入 > iges...
在主菜单中依次选择 文件 > 导入. > iges... 确认选择'土石坝.igs'. 点击打开.
确认取消"捆绑为群" 点击确认.
混凝土
弹性
22500000
0.167
24.5
确认属性生成后点击关闭.
4
http://gts.midasit.co.kr
MIDAS/ GTS Training Course
MIDAS IT Co., Ltd.
4. 生成网格 3.
7
自动划分平面网格
网格 > 自动网格划分 > 平面…
在主菜单依次选择网格 > 自动网格划分 > 平 面… (F7) .
midasgts内置的非线性邓肯张模型可以很好的用于土石坝的应力变形计算坝体位移应力分布较为合理
MIDAS/ GTS Training Course
MIDAS IT Co., Ltd.
1.启动GTS
确认选择"2D" 1
新建空白文件
点击 "
"
打开GTS. 点击文件> 新建. 2
项目设置
确认选择"kN" 点击确认.
380
530 254 350 376 388
0.11
0.12 0.1 0.15 0.1 0.29
0.3
0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
第十一期施工技术管理培训：钢板桩围堰施工设计(主讲：黄锋)
基床系数法
• 在计算桩的水平抗力的时候，一般采用 线弹性地基反力法（基床系数法），即 假设桩侧土为Winkler离散线性弹簧，不 考虑桩土之间的黏着力和摩阻力，假定 土的抗拉强度为零，既弹簧只受压而不 受拉，可以得出任一深度桩侧土反力与 该点的水平位移成正比。即： • p=k(z)*y*b0
基床系数法
计算荷载
计算荷载
计算荷载
计算荷载
修正系数
• 计算土压力强度时，应考虑板桩墙与土的 摩擦作用，将板桩墙前与墙后的被动土压 力分别乘以修正系数，为安全起见，对主 动土压力则不予折减。
土的内摩 擦角φ K K’ 40° 2.30 0.35 35° 2.00 0.40 30° 1.80 0.47 25° 1.70 0.55 20° 1.60 0.64 15° 1.40 0.75 10° 1.20 1.00
单锚深埋
图中ab梁一端固定一端简
a a
a
等值梁原理
b b
支，弯矩图的正负弯矩在 c点转折，若将ab梁在c 点切断，并于c点加一自 由支承形成ac梁，则ac
c
c
梁上的弯矩将保持不变，
即称ac梁为ab 梁上ac段 上的等值梁。
单锚深埋
A Ra
B y P0
t0
C D
t
t-t0
x
为简化计算， 常用土压力 等于零点的 位置来代替 正负弯矩转 折点的位置， 并设为铰接 点。
拉森钢板桩型号
钢板桩材质
围堰构造
板桩墙 圈梁（围囹）
内支撑
封底混凝土
围堰构造
内支撑为型钢桁架形式
破坏原因
• • • • • • • • 1、在结构的设计和安装过程中，缺乏对细节的关注 2、对水位和环境的可能变化缺少考虑 3、对开挖过程中遇到的新情况，没有及时校核 4、超挖 5、支撑设计不当或者支撑力不足（数量和强度） 6、在设计中没有考虑作用在支撑构件上的荷载 7、结构构件上的意外损坏没有及时修复 8、板桩入土深度不足，不能预防管涌或隆起，没有考虑管涌或隆起 对土压力的影响 • 9、交底不够充分 • 很多情况下，工程事故可能是以上多种因素共同作用的结果。
围堰
围堰是指在水利工程建设中,为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。
其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水,开挖基坑，修筑建筑物。
一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。
草袋围堰的断面型式如图所示。
围堰的双面或单面叠放盛装土料的草袋或者编织袋.中间夹填粘性土或在迎水面叠放装土草袋。
背水面回填土石。
这种围堰适用于施工期较短的小型水利工程的施工。
围堰概述围堰围堰：是指在水利工程建设中,为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构.其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑,修筑建筑物。
一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。
在桥梁基础施工中，当桥梁墩、台基础位于地表水位以下时，根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在水较深且流速较大的河流可采用木板桩或钢板桩(单层或双层）围堰，目前多使用双层薄壁钢围堰.围堰的作用既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁。
围堰的工作特点:临时性挡水建筑物围堰的要求：①结构上要求稳定、防渗、抗冲和强度②施工上构造简单，便于施工、维修、撤除方便③布置上使水流平顺，不发生局部冲刷④围堰接头、与安珀联接处要可靠，避免因集中渗漏等破坏作用引起的围堰失事⑤经济合理修筑地下和水中建筑物时，所做的临时性围护结构.其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水,开挖基坑，修筑建筑物。
除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。
围堰应符合以下要求：①在材料强度、结构稳定性及防止冲刷等方面应有足够的可靠性；②尽量减少渗漏水；③水中围堰的堰顶标高一般要求在施工水位0。
5～0.7米以上.围堰可用土、石、木、钢、混凝土等材料或预制件修建,在基础工程中并冠以材料命名,也有以结构形式命名的.例如利用下沉沉井作为防水围堰，称沉井围堰.中国江西九江长江桥使用的双壁钢围堰即属此类。
常用的围堰有下列几种：土围堰用土堆筑成梯形截面的土堤,迎水面的边坡不宜陡于1：2(竖横比，下同）,基坑侧边坡不宜陡于1：1.5，通常用砂质粘土填筑。
围堰计算最终版
第二部分水中拉森板桩围堰计算1 工程概况天津吉兆桥采用4墩3跨方式跨越海河，跨径布置为55+90+55m，4 #、5#号为水中墩，位于河道中，结构形式相同，每墩基础为16根直径1.8m的钻孔桩，桩长75m；承台为埋入式，底标高为-10.0m，平面尺寸为41.1m×7.7m，厚度为3.0m；承台上设板式墩身。
具体结构如下图：+1.5-10.04#、5#墩结构图2 钢板桩围堰布置主墩基础施工拟采用钢板桩围堰法。
钢板桩采用拉森Ⅵ型钢板桩，材质SY295，单根长度为22m，围堰平面尺寸为43.2×9.6m，共设置三道内支撑。
围堰顶高程为+2.5m，围堰底高程为-19.5m，承台底高程为-10m，封底混凝土厚3m。
钢板桩围堰施工步骤：（1）钻孔桩施工结束后拆除钻孔平台，在靠近承台侧定位桩上焊接牛腿，安装第一道内支撑作为钢板桩插打导向围檩；（2）依次插打钢板桩至合拢；（3）围堰内抽水至-3.4m，在-2.4m处安装第二道内支撑；（4）第二道内支撑安装后围堰内加水至围堰外水位，水下吸泥、清淤至-13.0m；（5）搭设封底施工平台、布置封底砼导管,水下浇筑封底砼；（6）待封底砼达到设计强度后，围堰内抽水至-7.3m，在-6.3m处安装第三道内支撑；（7）抽光围堰内水后凿除桩头，施工承台；（8）承台模板拆除后，向钢板桩与承台间间回填细砂并在顶部浇注40cm 厚C30砼圈梁，拆除第三道内支撑；（9）施工第一节墩身至第一道内支撑下方（顶标高不低于+0.5m）；（10）向围堰内注水至-3.0m，拆除第二道内支撑；（11）继续向围堰内注水至+0.0m，拆除第一道内支撑；（12）继续施工余下墩身；（13）依次拔出钢板桩。
3 计算假设及基本参数3.1 计算假设（1）由于4#墩河床较5#墩河床高，围堰受力较5#墩更不利，使用本设计取4#墩围堰进行计算；（2）计算时取1m宽单位宽度钢板桩；（3）假设钢板桩在封底砼面以下0.5m处固结。
双壁钢围堰培训-ppt
钢围堰分析
桥梁结构通用有限元分析与设计软件
三、边界条件
弹性连接：类似于梁单元的弹簧单元
一般类型：一般弹性连接（6个自由度） 刚性：刚性连接单元；弹性连接刚度不是无穷大，是整个模型中最大刚度的10^5倍 只受拉：只受拉弹性连接 只受压：只受压弹性连接
刚性连接：纯粹的边界条件，节点自由度耦合的一种方式 释放梁端约束：梁两端的梁端释放条件（铰接、滑动、滚动， 节点和部分固定） 一般支承：约束选定节点的自由度
板单元查看应力或者内力结果时有单元节点平均和取被激活节点的平均值三项其中按单元输出时数值选项又分为最大值和单元中心值这些值都代表什么含义呢
双壁钢围堰施工分析
桥梁结构通用有限元分析与设计软件
培训提纲
• 基本知识讲解
• 双壁钢围堰建模分析
• 建模注意事项
钢围堰分析
桥梁结构通用有限元分析与设计软件
一、程序介绍
前处理：节点和单元、边界条件、荷载
分析：静力分析、屈曲分析、水化热分析等
后处理：反力、变形、内力、应力
钢围堰分析
桥梁结构通用有限元分析与设计软件
二、单元类型的选择
常用单元：梁单元、桁架单元、板单元、实体单元
梁单元：该单元是由2个节点构成，它具有拉、压、剪、弯、 扭的刚度。梁单元每一个节点都具有三个方向的平 动位移和三个方向的旋转位移，即每个节点具有6个 自由度。 桁架单元：该单元由2个节点构成，它只能传递轴向的拉力 和压力。桁架单元只具有轴向刚度，即只有x轴 有意义，它是确定结构变形的基准。
钢围堰分析
桥梁结构通用有限元分析与设计软件
四、截面特性计算器（SPC）
截面特性计算器：有效、快速计算复杂截面特性的工具。
Plane（厚、薄壁截面） 应力函数积分方法
桥梁施工经济性分析案例(midas)
中铁九局集团有限公司
北京迈达斯技术有限公司
内部技术资料
忠县长江大桥主桥
悬空支架在高墩横梁施工中的应用 - 悬空支架方案既能保证结构受力合理明确, 安 全可靠, 又能保证施工质量, 降低工程成本, 加快工程进度, 极大地减少工作量和减轻工人 的劳动强度 鱼洞长江大桥二期工程连续刚构桥0#段托架设计 与施工技术 - 在二期工程0#块施工计算阶段, 考虑了已成型 砼槽型梁自身的承载作用, 二期项目承担的两 个0#块施工, 同比一期0#块托架节约资金60余 万
北京迈达斯技术有限公司
内部技术资料
工箱梁自重大、工期紧等特点, 提出军用梁+ 支架法悬臂浇筑施工方案, 介绍了采用的施工 设备和具体实施方案。与常用的挂篮悬臂浇筑 方案对比, 此方法具有用钢量少、 通用程度高、 技术难度小、节约工期等优点, 客运专线双线32m整孔箱梁移动模架造桥技术 - 经过多种施工技术方案的比较, 采用自行研制 的MZ900SB型上行式移动模架造桥机原位整孔 浇筑箱梁, 并通过建模仿真分析, 提出了上行 式移动模架的提前过孔工艺。 兰州中山桥5跨简支钢桁梁整体提升关键技术 - 采用计算机同步控制提升技术及合点提升技术 对钢桁梁进行整体提升。 利用千斤顶进行预压方案的设计与施工 - 利用油压千斤顶对支架的反压来替代传统方式 的堆沙袋的预压 千斤顶贝雷反力梁在牵索挂篮预压中的应用 - 砂袋堆载法相比，千斤顶贝雷反力梁预压新方 法操作工序少，施工简单，操作方便，加载、 卸载速度快，大大节约了工期，而且预压结果 可靠，具有良好的经济效益和社会效益。 浅水中V型箱梁0#块索栓支架技术 - 在浅水中, 通过计算分析, 直接设置钢平台, 避免了在墩身或承台中预埋钢构件, 经济方 便。 轻型三角形挂篮在大跨度悬臂施工中的技术经济 性分析 - 总结了降低挂篮制作安装成本的措施， 证明该
MIDASGTS隧道开挖建模培训课件
考步骤2.13中的扩展，长度输入“16” 9. 几何 > 曲面 > 缝合... 10. 参考步骤2.14中的缝合，缝合新建的2
3. 选择“小截面”实体
4. 点击[选择方向]，选择Y轴
5. 输入“15”
3
6. 点击[确认]
7. 在工作树目录中点击鼠标右键
4
7 5
6
MIDASGTS隧道开挖建模培训MIDAS Information Technology Co., Ltd.
midas GTS
步骤 2.8
1
变截面隧道的开挖
1. 在工作树目录中点击鼠标右键 ，选择“透明度”
4
MIDASGTS隧道开挖建模培训MIDAS Information Technology Co., Ltd.
midas GTS
步骤 2.19
变截面隧道的开挖
1. 几何 > 实体 > 分割... 2. 参考步骤2.15分割实体“小断面-上”和“小断面-
下”
2
MIDASGTS隧道开挖建模培训MIDAS Information Technology Co., Ltd.
5. 选择“线”，选择图中红线
6. 选择Y轴
7. 输入“31”
3 8. 点击[适用]
9. 选择“线”，选择图中绿线
10. 选择Y轴
5，9
11. 输入“16”
12.点击[确认]
5，9
7，11
大型桥梁水下深基坑钢板桩围堰设计与施工
大型桥梁水下深基坑钢板桩围堰设计与施工摘要：在桥梁基础水下深基坑施工中，钢板桩围堰是保证桥梁质量的可靠技术，也直接影响施工人员的生命安全。
文中以某跨河特大桥1#主墩承台钢板桩围堰设计为例，介绍了水下深基坑钢板桩围堰结构设计与施工方法，为同类工程提供借鉴。
关键词：桥梁；水下深基坑；钢板桩围堰；设计与施工前言钢板桩围堰是水下深基坑施工中最常用的一种板桩围堰，其具有强度高、接合紧密不易漏水、施工效率高、可多次重复使用等优点，是大跨径跨河桥梁水下基础施工中合理可行的临时辅助措施，近年来在桥梁施工中得到广泛应用。
本文以某座跨河特大桥工程的1号主墩基础施工为例，介绍了水下深基坑钢板桩围堰的结构设计及施工，并根据深基坑承台围堰施工中出现的各种不利工况，运用Midas/civil软件对钢板桩及支撑系统的内力等指标进行了验算，为桥梁深水承台钢板桩围堰施工提供经验借鉴。
1 工程概况该特大桥主桥为三跨连续变截面组合桁架梁桥，其跨径布置为80m+130m+80m，总长290m，主桥1#、2#墩位于主河道内（本文仅以1#墩为例进行分析）。
下部结构采用“承台+群桩”基础，每个承台尺寸为46.75mx14.5mx4m，一个墩位处布置钻孔灌注桩48根，桩径1.5m，桩长70m。
海河常水位1.5m，50年遇水位2.73m。
1号墩位处河底淤泥顶标高-1.45m，常水位水深 2.95m，50年遇水深4.15m。
承台全部位于河床下，承台顶标高-7m，承台厚4m，封底混凝土为1.0m，基坑底到河底淤泥顶为10.55m，到50年遇水位为14.73m。
2 钢板桩围堰设计结合场地条件、桥梁施工工艺、工期、地质情况等因素，工程基坑采用钢板桩+五道钢支撑的支护体系。
支护体系宽为16.152m，长47.402m（承台边距钢板桩0.6m），深度15.2ｍ（包括封底厚度1.0ｍ），钢板桩长27m，桩底标高-23.8m，入土深度11.8m。
五道支撑中第一道支撑标高1.5m，到设计水位1.23m，第二、三、四、五道撑标高分别为-1.3m、-3.8m、-6.3m、-9.1m。
围堰设计与施工PPT课件
第二节 钢围堰的一般构造
钢围堰由于高度大、平面尺寸大，因而其重量大，抗扭曲变形的能力不强。因此，大型钢围堰一般采用分节接 高成形，逐渐下沉的方式安装、就位。为了减少安装重量，已成形部分在水中下沉的围堰应能自浮。所以深水大 型钢围堰的堰壁一般采用可自浮的双壁形式。为使围堰能在土层中下沉，围堰必须要有足够的重量，故采用双壁 形式，为在堰壁内填充必要的填充物提供了可能。
围堰的关键作用之一是起施工平台的作用。 围堰的另一个重要的作用是在堰内抽水后的抗水头差。 基础的承台施工，一般是根据围堰内抽水的情况下进行的。基础承台混凝土的浇筑施工，也可以利用围堰壁作 为承台的侧模板。
第一节 围堰的结构形式和特点
1.2 桥梁深水基础的特点
（1）基础所受的水平力，如水流冲击力、船舶碰撞力、水压力、水撞力、波浪力等，要比陆上或浅水基础大的多。 （2）深水基础的稳定性与安全性，一般常受水文条件控制，所以对桥梁深水基础来说，水文条件与地质条件具有
第一节 围堰的结构形式和特点
1.4 深水基础围堰的结构形式和特点
（4）钢套箱围堰 主要施工顺序是：
钻孔施工作业平台 埋设钢护筒 成桩 钢围堰施工。
这样的好处是避免了首节钢围堰大规模的水上运输和定位工作，利用钻孔施工作业平台和钢护筒做导向，提高了钢 围堰定位下沉和着床精度。另外封底混凝士和钢护筒的黏结作用提高了钢围堰抗浮能力，封底混凝土抗弯曲强度也大 大提高。因为先成桩，此钢围堰常称为钢套箱（无底）或钢吊箱（有底）围堰。
3.2 钢围堰施工的一般工序
3.2.2 拼接块件的制作 双壁钢围堰块件制作较好的方法是立式靠模制作方法，即模拟围堰及围堰块件在基础位的立式放置状态，设置
块件靠以定型的模架，使制作成形的块件可不经翻转而能吊至钢围堰进行拼装块件的制作。 围堰的分节高度即块件高度应根据吊装能力及使板材下料尽量减少浪费的要求确定。
midas Civil在水上施工设施上的应用
目录
① 强涌潮水域大型水上钻孔平台 ② 钢围堰拼装平台 ③ 水上基础综合性施工平台 ④ 钻孔平台顶板分析 ⑤ 施工平台计算机仿真分析
2.深水桥梁钢围堰拼装平台设计与施工技术(中铁十七局集团第二工程有限公司)
目录 ① 强涌潮水域大型水上钻孔平台 ② 钢围堰拼装平台 ③ 水上基础综合性施工平台 ④ 钻孔平台顶板分析 ⑤ 施工平台计算机仿真分析
1. 钢管桩制作、插打 2. 平台搭设
① 平联施工 ② 平台主次梁制造 ③ 平台梁安装 ④ 贝雷架安装 ⑤ 分配梁安装 ⑥ 面板及护栏安装 3. 钢护筒插打 ① 钢护筒定位 ② 钢护筒制造 ③ 钢护筒的运输及吊装 ④ 钢护筒插打 ⑤ 护筒支承牛腿焊接 4. 平台上使用设施、设备安装 ① 钻孔施工平台动臂塔吊安装 ② 混凝土工厂设备安装 ③ 供电设备
结论： ➢ 利用MIDAS对单片贝雷片桁梁进行建模分析，次梁变形跨中最大挠度262
mm，主梁变形跨中最大挠度173mm。 ➢ 沅江大桥钢围堰拼装平台，结构简单、拼装方便快捷，解决了有限施工
场地环境下，底节钢围堰拼装的施工难题，不仅大大加快了施工进度， 而且有效地降低了施工成本，为深水基础施工提供了新的思路。
1.强涌潮水域大型水上钻孔平台的设计(广东省长大公路工程有限公司)
目录 ① 强涌潮水域大型水上钻孔平台 ② 钢围堰拼装平台 ③ 水上基础综合性施工平台 ④ 钻孔平台顶板分析 ⑤ 施工平台计算机仿真分析
1.强涌潮水域大型水上钻孔平台的设计(广东省长大公路工程有限公司)
目录 ① 强涌潮水域大型水上钻孔平台 ② 钢围堰拼装平台 ③ 水上基础综合性施工平台 ④ 钻孔平台顶板分析 ⑤ 施工平台计算机仿真分析
目录
① 强涌潮水域大型水上钻孔平台 ② 钢围堰拼装平台 ③ 水上基础综合性施工平台 ④ 钻孔平台顶板分析 ⑤ 施工平台计算机仿真分析