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1、深水基础双壁钢围堰下河计算与浮运定位技术摘要：以跨长江的某重载铁路大桥钢围堰辅助工程为背景，系统介绍了深水基础施工用双壁钢围堰施工设计要点，开展了钢围堰下河过程计算，分析了围堰下河速度及可能性，并通过分析高清视频影像得出了围堰下河入水深度和时间的关系曲线，为同类工程钢围堰下河设计计算提供参考。钢围堰浮运及定位测量结果表明，钢围堰稳定性良好，设计位置与实测位置相差普遍小于3cm,最大不超过5cm,满足设计及相关规范要求，为该大桥深水基础施工奠定了良好的基础。关键词：基础；双壁钢围堰；下河设计；浮运与定位1概述深水基础施工是
2、衡量桥梁施工技术水平的一个重要标志。国外经常采用双壁钢围堰(DoubleWallCofferdam,简称DWC)来施工桥梁深水基础、长度较短的码头和水中结构物。国外采用的双壁钢围堰主要有两种类型:钢板围焊的双壁钢围堰以及双壁钢板桩围堰，前者应用数量较后者少。双壁钢板桩围堰作为双壁钢围堰的一种类型，在欧洲和美洲以及亚洲的日本应用最为广泛。位于美国加州的Carquinez海峡大桥跨越萨克门托河，由于水太深，无法使用常规围堰，采用在陆地上预先制作双壁钢围堰，然后采用驳船浮运就位，使施工更加方便、安全，且效率更高，比合同工期提前
3、3个月完成。美国阿拉斯加州库钳河上的库钳大桥(CooperRiverBridge)^美国乔治尼亚州Brunsiwick港口附近的TheSidneyLanier大桥，哥斯达尼加的TempisqueRiver大桥等则是采用钢板桩双壁钢围堰进行基础施工的代表作。在国外，围堰不仅用于深水基础的新建工程，而且也经常用于既有结构物的修复。位于日本东京附近的KOU大桥在神户大地震期间受到损坏,为了缩短维修所用的时间，尽快恢复交通，承包商在下部结构的修复和加固中就采用了双壁钢板桩围堰，修复工作迅速而有效完成⑴2］o近年来国内外有关双壁钢
4、围堰的研究文献较为丰富。王书伟等重点探讨了深水基础围堰方案的选型.围堰(包括异形钢围堰)设计要素及海洋环境中的围堰应用［3-5］；并简要介绍了其受力检算重点；周文海等从施工的角度探讨了钢吊围堰的方案设计、加工制造要求、施工工艺等过程中的关注重点［6,7］；张开聪等重点探讨了不同形状及附加结构的钢围堰施工技术［8-10］；苏杰等则开展了钢围堰结构的三维有限元计算分析［11,12］；重点研究围堰的强度、刚度、稳定性以及封底混凝土，可以说涵盖了围堰受力分析的各个方面；张峰等则介绍了围堰施工中常见问题的处理方法［13］o已有的研
5、究成果，大多集中在围堰设计、受力计算及工艺流程上，而对围堰下水的设计计算研究则相对较少，工程类比及经验因素较多。基于这一现状，以某公铁两用长江大桥主墩的钢围堰为工程背景，探讨围堰下河设计计算及施工技术，以期对类似工程提供一定的借鉴依据O2围堰设计构造简介某长江公铁两用特大桥设计里程DK27+299.091DK33+616.763,全长6317.8m；主桥铁路按双线.公路按一级公路四车道设计。主桥为（98+182+518+182+98）m双塔钢桁斜拉桥（图1）。3#、4#墩为斜拉桥主墩，采用先围堰后平台施工方法。其中3#墩
6、采用双壁钢吊箱围堰，4#墩采用钢套箱围堰。3#墩双壁钢吊箱围堰设置为圆端形，平面尺寸为68・2m（横桥向）X40.0m（顺桥向）X18m（高），壁厚2m,初步拟定于枯水期施工承台，围堰最大抽水水位+34・0m,封底混凝土厚4.5m,围堰底高程为+11.0mo围堰由侧板、底板、底隔舱、内支架、吊挂系统和导环组成，钢材均采用Q235B,总重约3200吨。围堰井壁排水面积为351m2,为减少围堰自重吃水深度，围堰内设置双壁底隔舱，底隔舱排水面积为380m2,底节围堰在自重下吃水深度为3.96m（不包括底龙骨高度0.5m）o3#
7、墩围堰下河共布置01.2X15m气囊48条,先布置24条气囊作为支承气囊，围堰重量全部支承在24条气囊上时，气囊工作高度为0.72m,大于钢凳高度0.6m,钢凳可以安全移除。待钢凳全部移除后，再按照设计间距补充其余气囊，并充气，使48条气囊均匀受力气囊工作高度1.0mo3围堰入水速度及可能性分析3.1围堰入水过程计算假定（1）围堰自重忽略坡度影响；（2）围堰刚度相对很大，假定为一刚体；（3）气囊作用高度不变；（4）在较短距离里，围堰为匀变速运动，其加速度变化可忽略；（5）在较短距离里，围堰所受水阻力不变；（6）围堰入水过
8、程中，围堰入水角不变。3.2围堰入水计算原理（1）牛顿第二定律：即物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。（2）运动学定理，即位移与速度的关系式：（3）浮力计算：根据设计图纸，建立三维实体，结合各个工况下水长度截取体积。3.3计算分析3.3.1围堰入水前。围堰前端距
