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9#$#G%Y&9&9$$#;!*\"##=式中!N为圆板的计算W为圆板上作用的均布荷载’半径’泊松比&%+为混凝土的侧向变形系数%
#!桩基约束模型
上述模型公式虽然简单\"但计算结果偏大=在计没有考虑围堰施工的工艺流程\"在文献#$算过程中\"\"中\"列出了钢板桩围堰和双壁钢围堰法的施工过程=
可以看出\"在围堰抽水前\"封底混凝土和桩基础已经固结在一起\"桩对封底混凝土有约束作用=在抽水后\"整个围堰体系处于受力平衡状态=
由此\"可以建立桩基约束模型!假设混凝土板在周边及内部桩基孔边缘处为固定支承\"整个结构承受向上的均布水压力及混凝土自重=由于混凝土的
%$
容许剪应力#比混凝土和钢围堰)护筒的粘结力大\"#$从安全角度考虑\"采用粘结力$=>\"EV+@作为浮力
%&#
%&?
式中!=为围堰宽度’<为封底层每延米断面的截面模量’#$为水下混##*;\"G分别为混凝土容重及水容重’
凝土的容许弯曲应力\"一般用;>\"2;!$混凝土%!%!%!!周边支承双向板模型公式
封底混凝土被看作是支承在围堰底部的刃脚面上\"按周边支承双向板计算%在均布荷载[下\"其
#$内力参照表>计算\"应力不超过容许拉应力#\"*$
的控制计算=在用有限元求解前\"先按混凝土板不上再和有限元求出的厚度值浮这一条件求出厚度值\"比较\"取计算结果的较大者=
由此计算出混凝土厚度%
表>!周边支承双向板计算内力
>97$>!=:2)&95+’&()’+2A’9597**;’&2)6’:955)6)*1*@@#!A(==9:$%\"$$%\"\"$%%$$%%\"$%@$$%@\"!有限元法求解
基于B9可以采取:I:软件进行有限元求解\"两种方法=
方法>!将封底混凝土板的厚度作为设计变量\"混凝土的体积作为目标函数\"利用B9:I:有限元
使最大拉应力*达到设计优化技术\"L+d小于容许值\"变量的最优化=
方法!!取单位厚度的混凝土板\"在其上面作用
T$
单位大小的均布力\"通过构建有限元模型#\"求出其
@9$%$K%\"$%$TK!$%$T!$$%$@\"$$%$%T#$%$%!$@:$%$>@?$%$!>$$%$!?!$%$!@>$%$!K%$%$#>@(==9:@9@:$%T$$%$\"%>$%$##?$%T\"$%$\"$%$%$#?T$%K$$%$?\"%$%$#\"T$%K\"$%$?>$$%$#%?>%$$$%$#%T$%$#%T!
\"其中\"==取==!!弯矩\"表>系数E[9和:中的较
小者%对其他支承情况\"可参阅文#$中的有关数据%?
!%!%#!周边简支圆板模型公式
在均布荷载W作用下\"板中心的弯矩@可用如下公式
#$
最大应力值*考虑实际水压及混凝土自重\"利用L+d\"
求出满足容许应力条件的混凝土厚度=平截面假定\"
下面是不同围堰内径和不同桩基根数条件下混凝土内的最大拉应力统计%只为比较结果\"在计算中不考虑混凝土自重&假设混凝土的弹性模量为!=@=$
!
\"板厚>=板底面承受>$(的均$L\"$$=$9LNV+
计算\"该位置的应力不超过#\"由此计算*$
出混凝土厚度为
N%#&+&
@\"W>%
!
%&\"
表!!混凝土板内的最大拉应力
>97$!!09F\"3;32):*\"5)*2&)**’+(’:(&)2)*597
围堰内径(L
>@>T>K!$!>!!
混凝土板内的最大拉应力(HV+
通用模型公式%&\"
T%=@K@=!>$T=#>!$=$>#!=#>?\"=!
>根桩基#\"=#$@?>=$>!?%=K@@\"#=TT%\"\"=!KT\"\"=%$%
!根桩基!\"=>#%!K=T!!##=#K??$=%?\"?>=#\">?#=$?\"
?根桩基>?=>?\">@=!?!!$=!>\"!#=%>?!%=%>K#>=$\"@
%根桩基>!=K?@>#=\"?>>\"=?T>>@=TK?!>=@$@!?=K@!
K根桩基\"=@!$@=@%KK=#?%>>=#>@>!=!!>>?=!?#
万方数据 #!兰州交通大学学报!自然科学版\"
第!\"卷
布水压力#钻孔钢护筒直径#=桩水平$竖向间$L#距为=采用有限元法的计算数据如表!所示#$L#桩基根数对应力的影响见图!#围堰内径对应力的影响见图#=
和通用模型公式相比#桩基约束模型可以降低混凝土的应力值#从而减少了封底混凝土厚度=同时考虑到封底混凝土可能与土的掺和$离析$顶面的浮浆等#用有限元法得出的数值再增加$=\"L为施工厚
&
度%=
\"!结论
\"基于B9>:I:的有限元方法可以解决基底为任意断面的情况=
\"当基底坡度较大时#桩基约束模型还能起到!
对整个围堰体系的抗滑作用=参考文献!
图!!混凝土最大拉应力与围堰直径关系曲线!\"$!!09F\"3;32):*\"5)*2&)**’+(’:(&)2)(;&J)#
A\"2828)6\"93)2)&’+(’++)&693
%&孙学先=桩基承载能力的可靠性分析计算研究>!张兆宁#
%&兰州交通大学学报#!\"’&=!$$?#!#%?!??=!
%&基础工程%北京’中国铁道出版社#!E&=>KK#=!李克钏=%&基础工程%第!版=北京’中国铁道出版#E&=!李克钏=
社#!$$$=
%&桥梁地基和基础%北京’人民E&=!铁道部第三设计院=
铁道出版社#>K@T=
%&桥梁深水基础%北京’人民交通出版社#\"E&=!刘自明=
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%&王效通=结构设计原理%北京’中国铁道出%E&=!黄!棠#
版社#>KK$=
%&钢管砼结构%北京’科学出版社#@E&=!$$$=!韩林海=%&北TB9:I:@=$基础教程与实例详解%E&=!博弈创作室=
京’中国水利水电出版社#!$$#=
图#!混凝土最大拉应力与桩基数量关系曲线!\"$#!09F\"3;32):*\"5)*2&)**’+(’:(&)2)(;&J)#
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’((D)’&6*^)1F6;’--6)F+L;’*72)(;21’*(^’22’L1*’*;)626201;H*677-1*1266,6L6*2L620’F7’,(21’*33;1A
万方数据 围堰施工中封底混凝土厚度的有限元法求解
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
李胜臣， 朱东生， Li Shengchen， Zhu Dongsheng兰州交通大学,土木工程学院,甘肃,兰州,730070兰州交通大学学报
JOURNAL OF LANZHOU JIAOTONG UNIVERSITY2006，25(3)2次
1.张兆宁.孙学先 桩基承载能力的可靠性分析计算研究[期刊论文]-兰州交通大学学报 2004(06)2.李克钏 基础工程 19933.李克钏 基础工程 2000
4.铁道部第三设计院 桥梁地基和基础 19785.刘自明.王邦楣.陈开利 桥梁深水基础 20036.黄棠.王效通 结构设计原理 19907.韩林海 钢管砼结构 2000
8.博弈创作室 ANSYS7.0基础教程与实例详解 2003
1.期刊论文 江越胜.JIANG Yue-sheng 压密注浆技术在桥梁围堰施工中的应用 -山西建筑2007,33(17)
对压密注浆技术在特殊地质下围堰施工中的灵活应用及技术参数的选取作了简要叙述,并对其施工工艺进行了阐述,指出桥梁围堰施工用压密注浆加固软土可有效抑制土层翻浆,优化围堰结构,对围堰成本、工期和安全有积极意义.
2.会议论文 纪尊众.刘长勇.李小和 深水基础套箱围堰施工综述 2000
就深水基础套箱围堰的几种结构形式及特点进行了论述,并介绍了相应的应用情况,为类似工程的施工提供了有益的经验.
3.期刊论文 钟振云.Zhong Zhenyun 深水基础围堰施工方案比选 -铁道建筑2009,\"\"(2)
就深水基础围堰的几种结构形式及特点进行了论述,并重点介绍了深水基础钢板桩围堰、双壁钢套箱围堰的应用情况,为类似工程的施工方案比选提供有益的经验.
4.期刊论文 叶兰洲.于明聪 双壁钢套箱围堰施工分析 -现代商贸工业2010,22(7)
随着桥梁科学技术的不断发展,在水深、流急、复盖层厚的水文、地质条件下修建桥梁基础时,近年来设计了一种双壁钢围堰的防水结构.介绍双壁钢围堰的基本特点及技术创新.
5.期刊论文 佟达彪.TONG Da-biao 青岛海湾大桥海中承台混凝土套箱围堰施工 -北方交通2009,\"\"(8)
以青岛海湾大桥施工为例,重点介绍采用混凝土套箱围堰方法施工海中桥梁承台的技术特点.
6.期刊论文 蔡镇生.陈思文.CAI Zhen-sheng.CHEN Si-wen 广珠西线珠江特大桥主桥承台钢板桩的围堰施工 -广东交通职业技术学院学报2006,5(2)
承台钢板桩围堰施工是桥梁施工当中比较少采用的方法,文中通过介绍广珠西线珠江特大桥承台钢板桩施工成功的经验,经过对钢板桩围堰的精心设计与组织施工,达到了项目的预期效果,不仅保证了质量,缩短工期,且大大的节约成本.
7.期刊论文 李清 中山小榄水道特大桥深水钢板桩围堰施工工艺 -科技风2009,\"\"(9)
笔者从广(州)珠(海)城际轨道交通工程小道特大桥196#主墩钢板桩围堰施工工艺入手,详细阐述其施工过程,具体分析其过程中遇到的各种问题及解决方法.对其他同行在进行同类施工时起到可借鉴之处,改进施工工艺,促进施工质量,使这一施工技术更加完善和普及.
8.期刊论文 蔺敬跃.Lin Jingyue 容桂水道特大桥中主墩承台钢套箱围堰施工 -施工技术2009,38(2)
容桂水道特大桥为广珠城际轨道交通控制工程,主跨为目前世界最大跨度无碴轨道铁路刚构桥,其中主墩位于深10m的水道内.经过多方案比较,主墩承台采用单壁钢套箱施工方案,介绍了钢套箱的设计原则和施工过程.通过具体工程实践,采用自制的钢套箱节约了工期及成本,取得了成功.
9.会议论文 肖跃文.陈璋.裴炳志.石勇.于志兵.徐国挺 荆岳长江大桥北主塔深水基础施工技术 2007
目前国内大型桥梁深水基础施工技术渐趋成熟,但不同的地理环境、水文地质条件、基础结构形式以及可利用的施工设备等都会使其施工方案和工艺有着较大的差异。本文介绍了湖北荆岳长江公路大桥北主塔深水基础施工,着重阐述了钢平台的设计、施工、钻孔成桩施工技术和分离式双壁钢围堰施工等。
10.期刊论文 林朝 钢吊箱围堰施工综述 -中国新技术新产品2009,\"\"(19)
近年来,随着我国桥梁建设的不断发展,跨越大江大河以及深海的桥梁也越来越多.在深水承台施工中,钢吊箱围堰作为临时阻水结构被广泛应用.其作用是通过吊箱侧板和底板上的封底混凝土隔水,为承台施工提供无水的施工环境.本文从钢吊箱围堰的组成和施工进行了阐述.
1.方诗圣.丁仕洪 钢围堰封底混凝土与桩基钢护筒间的粘结力研究[期刊论文]-合肥工业大学学报（自然科学版）
2009(2)
2.许成林.郭靖宇.方诗圣.孙会民 深水基础钢围堰结构受力分析[期刊论文]-安徽建筑工业学院学报（自然科学版） 2007(3)
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下载时间：2010年9月14日
