钢围堰毕业设计.docx
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钢围堰毕业设计
2011届学院
专业
学号
学生姓名
指导教师
完成日期2011年6月3日
学生姓名
学号
班级
专业
毕业设计题目
桥梁临时结构设计
指导教师姓名
指导教师职称
评定成绩
指导教师
得分
评阅人
得分
答辩小组组长
得分
成绩:
院长(主任)签字:
年月日
毕业设计任务书
题目
专业
班级
姓名
承担指导任务单位
导师
姓名
导师
职称
讲师
一、设计内容
(1)结合工程实际,确定双臂钢围堰的结构形式及主要尺寸;
(2)各施工工况荷载计算;
(3)钢围堰面板、竖肋、环板、横向桁架、内撑及封底混凝土设计;
(4)围堰整体稳定和抗浮计算;
(5)围堰加工及下沉施工工艺。
二、基本要求
(1)论文中语言要通顺、书写要规范、结构要合理;
(2)毕业设计中包括不少于3000字的外文翻译(与桥梁有关);
(3)绘制A3图纸3张(其中手工绘制不少于1张);
(4)设计过程中严格按照规定时间独立完成相关的设计任务;
(5)其他未尽事宜请参照毕业设计有关要求;
(6)本设计须结合手算和电算进行,电算可使用(Ansys、Midas或桥梁博士)进行计算。
三、主要技术指标
(1)承台尺寸:
圆端形,长11.9m×宽14.4m×厚(2+4)m,圆端处半径为7.2m,桩径1.5m
(2)水深:
9m;水流速度:
1.5m/s
(3)河床面到承台顶高:
6.0m
(4)河床面以下土质:
密实细砂
(5)围堰设计平面形状:
圆端形
四、应收集的资料及参考文献
(1)刘自明编.桥梁深水基础.北京:
人民交通出版社,2003
(2)交通部第一公路工程公司编.公路施工手册(桥涵).北京:
人民交通出版社,2004
(3)陈伟编.桥梁临时结构设计.北京:
中国铁道出版社,2002
(4)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
(5)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
(6)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)
(7)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
五、进度计划
第1周—第2周:
查阅相关资料,完成外文翻译;开题报告
第3周—第8周:
初步拟定围堰各主要尺寸;各施工工况内力计算;
第9周—第14周:
完成围堰各组成构件的设计计算;整理计算书;完成围堰的施工工艺;
第15周:
答辩
教研组主任签字
时 间
年 月日
题 目
桥梁临时结构设计
学生姓名
学号
班级
专业
一、研究背景:
桥梁墩台基础,大多位于水中,修建水中基础,最常用的方法就是围堰法。
围堰的作用主要是防水挡土,使基础的施工能在排水或静水的环境中进行。
围堰的发展主要经历了土石围堰、木板桩围堰和钢围堰这样的过程。
土石围堰主要适用在2m水深以内、流速0.5m/s以下、河床土层不透水或渗水较小的情况。
木板桩围堰适用于水深4m以内,河床为土层,且无防碍打板桩的大块石、树干等杂物的情况。
钢围堰形式多样,在国内主要有拉森型钢板桩围堰、钢吊箱围堰和双壁钢围堰。
由于钢围堰强度高,容易打入坚硬的土层,防水性能好,能按需要组合成各种外形,并可多次重复使用的优点,在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰、管柱基础、桩基础等。
深水基础的修建,其核心问题在于防排水。
因为深水环境对基础的设计理论和施工技术都会带来一些特殊问题。
然而随着科学技术的发展,解决深水施工的技术措施亦得到迅速地提高和发展。
双壁钢围堰就是在这种情况下应运而生的。
双壁钢围堰常为圆形,也有为适应基础形状而作成异形的。
其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,以利于切土下沉。
在堰壁内腔,用隔舱板将其对称地分为若干个密封的隔舱,以便利于不平衡的灌水来控制其在下沉时的倾斜。
双壁钢围堰同其它基础施工方法和工艺相结合,优势互补,也是桥梁基础施工的一个重大突破。
双壁钢围堰施工的优势是深水、岩石河床,并且河床覆盖层薄,这样,围堰易趋于稳定,辅助措施少、费用低。
同其他深水基础施工技术相比双壁钢围堰施工有着明显的优势:
(1)结构简单、刚度大,施工方便,工期短,可以在完全下沉就位后作为大面积承载的基础的一部分;
(2)采用双壁钢壳其强度更高,可受更大的内外水位差产生的压力;(3)能适应各种基础的的形式,同时有更大的作业空间。
(4)双壁钢围堰施工基本上不受墩位处水深的限制,若配合使用空气幕下沉等工艺,还可将围堰下沉到更深的覆盖层内。
即双壁钢围堰能在深水、厚覆盖层的条件下采用;当岩面倾斜时,还可做成高低刃脚以防止其倾斜。
(5)在围堰混凝土封底以前的工序简单;抽水及渡洪均不受施工水位限制,也不受季节限制;(6)适用于多种地质条件,切割后还可使用。
这不仅有利干设备的利用,还能重复使用双壁钢围堰的,可充分发挥材料的利用率,降低成本,也便于施工管理。
这就是双壁钢围堰技术这些年来运用越来越多的主要原因。
二、国内外研究现状:
(1)国内研究现状:
在我国,双壁钢围堰的施工方法,以浮运施工和缆索吊机吊运施工最为常见,尤其是浮运法施工。
最初的双壁钢围堰的形状是圆形,但是为了适应承台多变的形状,达到节约材料的目的,许多异形围堰被应用于桥梁建设中,如南京三桥北主塔基础承台施工采用的是哑铃形双壁钢围堰,同时矩形双壁钢围堰被许多桥梁所选用。
随着建设需求的增长,双壁钢围堰的施工方法也得到了不断的改进,以前是先将双壁钢围堰下沉就位封底混凝土,接着施工钻孔桩,最后再抽水施工桩基承台;但现在可以先施工钻孔桩,用钻孔桩的钢护筒,作为双壁钢围堰定位下沉的导向、支撑装置,最后再做混凝土封底、抽水施工桩基承
指导教师签字
时间
年 月日
毕业设计开题报告
摘要
近年来我国修建了不少跨越大江大河甚至跨越海湾的桥梁,取得了很大的成就。
桥梁深水基础的施工需要在无水环境下进行,通常采用双壁钢围堰和钢吊箱围堰来提供无水环境。
双壁钢围堰构造简单,施工方便,能承受较大的水压力且防水性能好,因此在桥梁深水基础中得到了广泛应用。
本设计就是对双壁钢围堰进行结构和施工的设计。
根据承台尺寸及水深拟定围堰结构尺寸,在不同的施工工况荷载作用下对围堰的壁板、竖肋、水平环板和水平桁架等围堰各组成部分进行受力分析和验算,然后运用MIDAS软件对围堰建模进行有限元分析并将结果与手算结果进行对比分析,最终确定出围堰的各部件的尺寸。
最后针对围堰的各步施工工艺进行了必要的说明。
关键词:
双壁钢围堰有限元分析施工工艺深水基础
Abstract
InrecentyearsmanybridgesovercrossinggreatriverseventhebayareconstructedinChinaandreachgreatachievement.Thebridgedeepwaterfoundation'sconstructionneedstocarryonundertheanhydrousenvironment,Usuallyusesthedouble-wallsteelcofferdamandthesteelhangstheboxcofferdamtoprovidetheanhydrousenvironment.Thedouble-wallsteelcofferdamhassomeadvantages,Forexample,thestructureissimple,theconstructionisconvenient,canwithstandthebighydraulicpressureandthewaterproofperformanceisgood,thereforeobtainedthewidespreadapplicationinthebridgedeepwaterfoundation.Thisdesigniscarriesonthestructureandtheconstructiondesigntothedouble-wallsteelcofferdam.Accordingtothecapssizeandthewaterdepthdrawsupthecofferdamstructuresize,underthedifferentconstructionoperatingmodeloadfunctiontocofferdameachconstituentsandsooncofferdamstavesheet,verticalstrokerib,horizontallinkboardandhorizontaltrusscarriesonthestressanalysisandthecheckingcalculation,thencarriesonthefiniteelementanalysisandtheresultandthehandusingtheMIDASsoftwaretothecofferdammodelingcalculatedthattheresultcarriesonthecontrastiveanalysis,determinesthecofferdamfinallyvariousparts'size.Finally,itcarriedontheessentialexplanationaimedatthecofferdameachstepconstructioncraft.
Keywords:
double-wallsteelcofferdamfiniteelementanalysisconstructioncraftdeepwaterfoundations
第1章绪论
1.1国内外应用现状
桥梁墩台基础大多位于水中,修建水中基础,最常用的方法就是围堰法。
围堰的作用主要是防水挡土,使基础的施工能在排水或静水的环境中进行。
围堰的发展主要经历了土石围堰、木板桩围堰和钢围堰这样的过程。
土石围堰主要适用在2m水深以内、流速0.5m/s以下、河床土层不透水或渗水较小的情况。
木板桩围堰适用于水深4m以内,河床为土层,且无防碍打板桩的大块石、树干等杂物的情况。
钢围堰形式多样,在国内主要有拉森型钢板桩围堰、钢吊箱围堰和双壁钢围堰。
由于钢围堰强度高,容易打入坚硬的土层,防水性能好,能按需要组合成各种外形,并可多次重复使用的优点,在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰、管柱基础、桩基础等。
深水基础的修建,其核心问题在于防排水。
因为深水环境对基础的设计理论和施工技术都会带来一些特殊问题。
然而随着科学技术的发展,解决深水施工的技术措施亦得到迅速地提高和发展。
双壁钢围堰就是在这种情况下应运而生的。
双壁钢围堰常为圆形,也有为适应基础形状而作成异形的。
其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,以利于切土下沉。
在堰壁内腔,用隔舱板将其对称地分为若干个密封的隔舱,以便利于不平衡的灌水来控制其在下沉时的倾斜。
双壁钢围堰同其它基础施工方法和工艺相结合,优势互补,也是桥梁基础施工的一个重