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青島永泰長榮

標(biāo)題: 圍堰氣囊法下河的工藝計(jì)算及實(shí)際應(yīng)用 [打印本頁]

作者: jimosea 時(shí)間: 2023-12-23 16:23
標(biāo)題: 圍堰氣囊法下河的工藝計(jì)算及實(shí)際應(yīng)用
圍堰氣囊下河法因?yàn)檫m應(yīng)性強(qiáng)，投入少等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁基礎(chǔ)施工中得到越來越多的應(yīng)用。但是，其目前的理論研究還不完善，急需進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
本文首先對氣囊的特性進(jìn)行研究，得到簡化模型。在此基礎(chǔ)上，對圍堰下河過程進(jìn)行靜力與動(dòng)力的理論推導(dǎo)與計(jì)算，從而得到圍堰下河過程中的入水角度、前端入水深度以及運(yùn)動(dòng)速度等信息。并通過實(shí)例計(jì)算，驗(yàn)證本文理論算法的可行性與準(zhǔn)確性。最后進(jìn)行參數(shù)分析，提出坡道初始角度、斷纜位置以及水下開挖等方面的建議措施。
關(guān)鍵詞 :圍堰:氣囊;下河:入水角度:入水深度:坡道

第1章緒論
1.1簡介
現(xiàn)代橋梁一般采用樁承臺基礎(chǔ)，其由樁和連接樁頂?shù)某信_所組成，依靠樁將作用在承臺上的荷載傳至地基。在橋梁的修建過程中，經(jīng)常要在水中進(jìn)行基礎(chǔ)的施工。而承臺通常采用大體積現(xiàn)澆混凝土，其施工需要在無水條件下進(jìn)行。圍堰就是橋梁墩臺基礎(chǔ)施工中用于防水、擋土的臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖 .1-1 所示。圍堰一般用完即拆除回收，也有不拆除而與承臺成為永久性結(jié)構(gòu)的。在橋梁深水基礎(chǔ)的承臺施工中，目前中多使用雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)。

圍堰的種類按照材料劃分，主要有土石圍堰、木質(zhì)圍堰和鋼圍堰。鋼圍堰中，鋼板樁圍堰、鋼管樁圍堰以及雙壁鋼圍堰是目前使用最為廣泛的三種圍堰。

圍堰施工的方案不同，下水的方法也不盡相同。目前對于雙壁鋼圍堰，較為經(jīng)濟(jì)與常用的方法是氣囊法下水。圍堰拼裝時(shí)在下方布置氣囊，拼裝完成后氣囊充氣抬高，在一定坡度(通常為 8%~12%)的坡道上將圍堰斷纜自由下放，圍堰依靠重力的分力加速下滑下水。在下水之前要先進(jìn)行設(shè)計(jì)與驗(yàn)算，合理布置現(xiàn)場條件(如坡度、坡道長度、圍堰增加浮力措施等)，這也是本文研究的內(nèi)容。

目前圍堰下河方法
圍堰下河方法與圍堰尺寸大小、重量、施工環(huán)境、當(dāng)時(shí)所具備的起吊裝備能力有關(guān)[。主要有以下幾種。
1.2.1千斤頂系統(tǒng)起吊下放
在基礎(chǔ)施工中運(yùn)用此方法，先建立鉆孔平臺，進(jìn)行鉆孔施工;鉆孔完成后，在平臺上拼裝圍堰，并接高護(hù)筒;再拆除部分平臺，利用千斤頂起吊系統(tǒng)進(jìn)行圍堰的下放!7。
如圖 1.2.1-1，為某工程的鋼套箱圍堰構(gòu)造圖，該墩臺基礎(chǔ)工程采用的是“先平臺后圍堰”的施工方法。即先搭設(shè)鋼棧橋、鉆孔平臺，進(jìn)行樁基施工，隨后利用鉆孔平臺焊接牛腿支承作業(yè)平臺，進(jìn)行圍堰的拼裝，并利用千斤頂起吊系統(tǒng)進(jìn)行圍堰(套箱)的起吊和下放，最后進(jìn)行圍堰基礎(chǔ)清理、封底、抽水以及承臺的
施工。施工流程圖如 1.2.1-2 所示。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:無需投入浮運(yùn)圍堰的大型機(jī)械設(shè)備，相對而言比較經(jīng)濟(jì):缺點(diǎn)是拼裝時(shí)間較占用工期，對在關(guān)鍵線路上的基礎(chǔ)工程施工要充分考慮工期要求。

1.2.2整體起吊法
整體起吊下河，就是先拼裝好圍堰結(jié)構(gòu)，再利用大型浮吊將其運(yùn)至施工位置.整體起吊下水的方法。這種方法有以下適用條件:
表 1.2-2 整體起吊法下水的適用條件
下水方法
適用條件
1、圍堰必須在便于浮吊站起吊的地點(diǎn)事先組拼好，
整體起吊法
2、吊船各項(xiàng)參數(shù)(起吊重量、吊高、吊距)滿足施工要求
3、符合要求的浮吊能夠順利行駛進(jìn)入作業(yè)水域
4、圍堰結(jié)構(gòu)滿足起吊受力和變形要求，通常需要加設(shè)內(nèi)支撐

因此，先搭建鉆孔平臺進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工、后下放圍堰從而施工承臺和墩(塔)身的場合比較適合用整體起吊下河方法。根據(jù)調(diào)查，目前能夠進(jìn)入長江中、下游的大型浮吊最大起重能力約 1200 噸，但是由于長江上的橋梁等一般有通行高度及寬度限制，因此可用浮吊完成下河的施工用大中型圍堰重量只能在 1000 噸左石。
這種方法的缺點(diǎn)是:大型浮吊使用需要提前預(yù)約:受沿途所通過橋梁凈空的限制，事前應(yīng)當(dāng)充分調(diào)查清楚:由于使用時(shí)間短，其進(jìn)出場費(fèi)用高，成本較大。

1.2.3 沉船法
沉船法，就是在拼組船上拼裝好圍堰，經(jīng)水密性檢查合格后，向拼組船各船艙內(nèi)均勻?qū)ΨQ壓重、灌水，使圍堰連同船只一起徐徐平穩(wěn)下沉入水，直至圍堰達(dá)到自浮狀態(tài)并脫離拼組船只[8]。這種方法有以下適用條件:
1船主同意駁舶做沉船使用且船體質(zhì)量可靠、密封性能好:
2)駁船上高出刃腳將軍柱及所有雜物等清理干凈:
3)船時(shí)水流應(yīng)平緩:
4)沉船位置應(yīng)選擇在砂層或巖面，不能選擇在黏土層，且覆蓋層不能太厚。
同時(shí)提前對沉船處海灘河床面不平問題加以處理。

沉船法優(yōu)點(diǎn)是投入機(jī)械設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)實(shí)用;缺點(diǎn)是對船體質(zhì)量要求高且船主同意沉船，此外對沉船位置的河床也有一定要求。

1.2.4底節(jié)氣囊下河法
由于橋梁建設(shè)的規(guī)模加大，圍堰尺寸與重量也隨之增加，且施工工期縮短，之前提到的許多方法不再適用。受到船舶氣囊下水法的啟發(fā)，我國特大型、超大重量圍堰下河方法取得了重大突破，非控制下放的圍堰斷纜氣囊法整體下河技術(shù)解決了特大型圍堰快速下河難題，實(shí)現(xiàn)了快速施工7。斷纜氣囊法整體下河技術(shù)

原理:在具有平行邊圍堰壁的長邊井壁下方，布設(shè)能夠滾動(dòng)前行的圓柱狀氣囊支承圍堰，圍堰依靠坡道形成的重力分力在氣囊承托下自行快速向前移動(dòng)滑入水中自浮，瞬間完成圍堰下河

適用條件
1、圍堰本身具備平行邊井壁結(jié)構(gòu)，底面為平面形狀
2、圍堰拼裝、下河處場地須緊鄰水邊，并且有 3%~6%的自然坡度，
氣囊法
入水口水深滿足圍堰下河后吃水深度要求
3、河岸地面條件較好，能滿足氣囊支承承載力需要
4、所選場地有施工用吊機(jī)、汽車等設(shè)備進(jìn)出的道路，電力供應(yīng)充足

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:適應(yīng)大尺寸、大噸位圍堰下河，下河快速安全;投入機(jī)械設(shè)備少且能重復(fù)使用:所需施工配合費(fèi)用少，節(jié)省成本，效益明顯。缺點(diǎn)是:對下水口的水深要求高，須事先予以清理;增設(shè)的滑道設(shè)施，入水后較難打撈。

1.2.3國內(nèi)外圍堰下河發(fā)展現(xiàn)狀
1
國外深水橋梁基礎(chǔ)(主要是歐美尤其是日本)多以沉井、沉箱基礎(chǔ)、管柱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)為主。沒有類似工程雙壁鋼吊(套)箱施工實(shí)例。
2
國內(nèi)大型鋼圍堰通常采用底節(jié)鋼圍堰軌道滑行下水、整體起吊下水或現(xiàn)場分
塊拼裝的方法施工，其余節(jié)段采用現(xiàn)場分塊拼裝、分節(jié)接高下放:整體吊裝:分塊制造、墩位組拼成整體后下放的方法施工

1)蕪湖長江大橋的 10#、11#主塔墩，采用大直徑雙壁鋼圍堰兼作鉆孔平臺法施工，圍堰直徑為 30.5。10#墩圍堰第一、二節(jié)總重量 189.84t，采用滑道法下河:11#墩圍堰第一、二節(jié)總重量 167.18t，采用前端牽引后端地龍控制速度的氣囊滾動(dòng)法下河和圍堰分片下水、水中對拼等方法，鋼圍堰采用導(dǎo)向船進(jìn)行定位。2)南京長江二橋的南、北兩主塔為 21 根3m，長度分別為 102，87m的鉆孔澆筑樁。承臺基礎(chǔ)采用了圓形雙壁鋼圍堰導(dǎo)向船定位施工法，圓形雙壁鋼圍堰外徑 36m，內(nèi)徑33m，圍最大高度為65.5。鋼圍采用塊件拼接的方式拼裝和下沉，即鋼圍堰在岸上制作底節(jié)，底節(jié)沿滑道下水，浮運(yùn)至墩位，然后在底節(jié)上逐步拼接塊件接高圍堰，壁倉灌水，通過壁倉水位調(diào)整圍堰與重力平衡，使圍堰下沉至河床。
3)潤揚(yáng)長江大橋索塔基礎(chǔ)由上游承臺和下游承臺通過系梁連成整體，整個(gè)結(jié)構(gòu)平面呈啞鈴型。單個(gè)承臺平面尺寸為 21.6x21.6，系梁平面尺寸為19.837mx12m，承臺、系梁厚度均為 6.0m。承臺及系梁采用雙壁鋼吊箱作為臨時(shí)擋水結(jié)構(gòu)。鋼吊箱采用整體拼裝、整體吊裝的施工方法。
4)南京長江三橋北主塔承臺采用啞鈴形雙壁鋼圍堰施工，雙壁鋼圍堰高19.1mm，總重1709.0t。首節(jié)鋼圍堰重 446.355t，整體吊裝入水，鋼圍堰水上接高、吸泥輔助下沉。
5)蘇通長江公路大橋的主塔墩為群樁基礎(chǔ),高承臺，平面尺寸113.75mx48.1。采用先搭設(shè)鉆孔樁施工平臺，鉆孔樁完成后在鉆孔平臺上現(xiàn)場拼裝鋼吊堰，圍堰總重量近 5000t，采用了鋼吊箱，通過千斤頂控制同步吊放下沉。
6)天興洲長江大橋的主塔墩位于長江主河槽，2#主墩 32 根3.4 鉆孔樁，采用雙壁吊箱圍堰(57.6x31.20mx14.5m定位施工技術(shù)，3#主墩 40根03.4m 鉆孔樁，采用雙壁吊箱圍堰(69.5mx44.x15.0m)底節(jié)下河采用氣囊法7)南京大勝關(guān)長江大橋的主墩采用鋼吊(套)箱施工，鋼吊(套)箱平面尺寸為 80mX38m(長X寬)，高度 26.，總重量6200t(5000t)，分為底節(jié)、中節(jié)和頂節(jié)三個(gè)分段，底節(jié)圍堰高為 14.5m，重量 3100t(2900t)，采用氣囊法下河。
8)安慶長江鐵路大橋 3#墩基礎(chǔ)施工采用雙壁鋼圍堰方案，圍堰直徑達(dá)56m3號墩底節(jié)圍堰高 20.08，采用底節(jié)氣囊法下河。在堰內(nèi)設(shè)置 2道鋼承重梁結(jié)構(gòu)和底托架結(jié)構(gòu)，作為氣囊法整體下河上滑道，滑道下方采用 36 只 1.8X8.0m 規(guī)格的承托氣囊。圍堰下河后臨時(shí)錯(cuò)泊，以便完成落放托架和浮運(yùn)編隊(duì)工作。
9)蒙西華中鐵路洞庭湖大橋 4#墩圍堰為雙壁圓鋼結(jié)構(gòu)，外徑 50.5m，內(nèi)徑46.5m，底節(jié)高 10，圍堰底端設(shè)置兩條底托架作為滑道，共重 852，采用氣囊法下河。下河后浮運(yùn)墩位接高下沉。
由于氣囊下河法具備適應(yīng)大尺寸、大噸位圍堰下河，下河快速安全，投入少等諸多優(yōu)勢，在橋梁基礎(chǔ)施工中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

1.3論文研究的目的與內(nèi)容
1.3.1 論文研究的內(nèi)容
由上一節(jié)的比較分析可以看出，圍堰氣囊下河法是今后水下基礎(chǔ)施工方法的大方向，非常值得研究與發(fā)展。實(shí)際應(yīng)用中，氣囊法下水是圍堰斷纜后依靠自身的重力的分力加速下滑，這個(gè)過程是非控制下放的，不可控因素很多。而且，由于這種方法還未建立完善的理論，下河的布置主要依靠下河公司的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。目前已經(jīng)施工的圍堰中，有部分圍堰下河失敗，失敗的原因主要是理論研究不夠，單純依靠經(jīng)驗(yàn)很難把握下河過程的重要影響因素。
圍堰氣囊法下水主要關(guān)注兩個(gè)問題:第一，圍堰下河過程中前端最大吃水深度，這直接說明圍堰是否能夠下水成功，以及能夠下水成功時(shí)水下開挖的深度:第二，圍堰后端會不會擱淺在岸邊和水下邊坡上，這主要表現(xiàn)在氣囊的受力應(yīng)當(dāng)小于其承載力，以及圍堰后端脫離岸邊時(shí)的速度不能太小。本文主要從以下 4 個(gè)方面對圍堰下河過程進(jìn)行理論研究，討論上述兩個(gè)問題:
1、建立氣囊受壓模型，研究受壓前后的高度變化與內(nèi)壓、承載力的關(guān)系，并結(jié)合實(shí)際情況簡化模型，得出氣囊承載力與受壓后高度的簡化曲線，為后續(xù)圍堰下水計(jì)算提供依據(jù)。
2、對圍堰下水過程中的入水角度與前端入水深度進(jìn)行研究，并計(jì)算圍堰下水過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。并通過參數(shù)分析，得出坡道參數(shù)對圍堰下水的影響。
3、通過圓形圍堰的實(shí)例計(jì)算，驗(yàn)證計(jì)算方法的準(zhǔn)確性與可行性。
4、通過前述的計(jì)算與研究分析，得出圍堰下河的布置要求
1.3.2論文研究的目的
本文的主要研究目的有以下方面:
1、通過下水過程的分析計(jì)算，幫助理解氣囊法下水的過程，為實(shí)際工程提供可視化的下水角度與前端入水深度曲線，并得到重要的參數(shù)值。
2、通過計(jì)算與分析，研究下水布置要求，在現(xiàn)有下水經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上為工程提供參考，推動(dòng)圍堰下水理論模型的建立與完善。

第2章氣囊的受力性能分析
由于圍堰氣囊下水法是引自船舶氣囊下水的方法，因此氣囊的標(biāo)準(zhǔn)也是參考船舶下水用的氣囊標(biāo)準(zhǔn)《CBT 3837-2011 船用氣囊上排、下水工藝要求》。本章主要包括了氣囊的參數(shù)與規(guī)格定義、氣囊受壓模型的建立、以及氣囊的選用原則。
2.1圍堰下水所用氣囊簡介
2.1.1下水所用氣囊定義
圍堰下水所用氣囊是船舶氣囊下水專用的下水設(shè)備，其在陸地上移動(dòng)大型構(gòu)件和在水中打撈沉船等也有廣泛應(yīng)用。氣囊有起重氣囊與滾動(dòng)氣囊兩種:起重氣囊主要用于垂直起升或下降船舶、圍堰等大型產(chǎn)品，滾動(dòng)氣囊則主要用于配合并保證船舶、圍堰等大型產(chǎn)品順利實(shí)現(xiàn)縱向滑移。
氣囊所用的材料主要有橡膠和簾線。橡膠是基礎(chǔ)材料，采用品質(zhì)較好的橡膠可以提高與簾線的粘接強(qiáng)度，提高氣囊耐磨性和抗老化能力，提高氣囊使用壽命等，而簾線的布線方向決定了下水氣囊的結(jié)構(gòu)，對于多層結(jié)構(gòu)來說，其囊壁的強(qiáng)度在各個(gè)方向均的衡性非常重要，下水氣囊在不同的工作高度下，其主應(yīng)力方向也不相同，當(dāng)主應(yīng)力的方向與簾線的布線方向不一致時(shí)，布線薄弱的方向就決定了氣囊的承載強(qiáng)度[12]因此，多層簾線的分布要盡量保證氣囊各向強(qiáng)度的均衡性以適用于保證不同的主應(yīng)力方向。
2.1.2氣囊的規(guī)格尺寸
下水氣囊的尺寸定義如圖 2.1.2-1 所示。其中，D 為氣囊的公稱直徑，L 為氣囊總長度:ab 段為囊頭，cd 段為囊尾， bc 段為囊體。

圍堰下水所用氣囊，其規(guī)格主要由公稱直徑 D 與囊體長度 Le 決定?，F(xiàn)今使用的氣囊，公稱直徑 D 一般有 0.8m，1.0，1.2，1.5，1.8 與 2.0 六種尺寸，囊體長度主要有 8m，12，14m，1m等規(guī)格。
2.1.3氣的技術(shù)參數(shù)
氣囊在正常工作時(shí)由于其內(nèi)壓的改變，其高度也會發(fā)生改變，氣囊被壓縮后的實(shí)際高度，稱為氣囊的工作高度，記為 H[2。氣囊通過自身壓縮而使船舶、圍堰等升墩，達(dá)到該大型產(chǎn)品下水時(shí)所需工作高度時(shí)的內(nèi)部壓力，稱為氣囊的工作壓力[12]，記為P;。
圍堰下水所用的氣囊，有以下種類:
表2.1-1氣囊的種類
種類工作壓力
低壓氣囊 0.03/D~0.069/D MPa
中壓氣囊 0.07/D~0.099/D MPa
高壓氣囊 0.10/D~0.14/D MPa

2.2氣囊受壓模型
2.2.1基本假定
氣囊是非平衡態(tài)高彈體，其受壓的過程是非常復(fù)雜的。為了便于對其承載性能進(jìn)行研究、分析與簡化，本文作了以下幾個(gè)基本假定:
2.2氣囊受壓模型
2.2.1基本假定
氣囊是非平衡態(tài)高彈體，其受壓的過程是非常復(fù)雜的。為了便于對其承載性能進(jìn)行研究、分析與簡化，本文作了以下幾個(gè)基本假定:

基本假定
1.氣囊為圓柱形平衡彈性體。由于圍堰尺寸較大，氣囊長度一般在 8m左右，而氣囊兩端錐體部分占的比例較小，故可以不考慮錐體的影響而將圍堰視為圓柱體
2.氣囊材料均勻，各向受力平衡，徑向周長在受壓時(shí)不發(fā)生改變3.氣囊是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，內(nèi)部空氣是理想氣體，受壓時(shí)質(zhì)量不變4.受壓時(shí)，氣囊的橫截面與圍堰接觸的部分水平，承擔(dān)圍堰施加的全部四荷載:沒有與圍堰接觸的部分仍然保持圓柱體的形狀，具體如圖 2.2.1-1所示

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第3章圍堰氣囊下水法過程計(jì)算
3.1圍堰氣囊下水法的過程分析與施工難點(diǎn)
3.1.1下水過程分析
圍堰氣囊下水法施工工藝流程如圖 3.1.1-1 所示
施工準(zhǔn)備
地錯(cuò)埋設(shè)
圍堰底節(jié)拼裝
圍堰下氣囊布置、充氣
拆除圍堰拼裝支承點(diǎn)
氣囊位置、數(shù)量調(diào)整
近江側(cè)邊坡?lián)Q填、平整
近江側(cè)邊坡調(diào)整
近江側(cè)邊坡氣囊布置
下河范圍內(nèi)的河床清淤
放松錯(cuò)繩、圍堰起滑
斷錨繩、放滑入水
拖輪綁定鋼圍堰
放困堰下墊板、收惜，氣囊法回拉墊板
場地清理，進(jìn)行下步工作
圖 3.1.1-1圍堰囊工藝流程以某工程的圍堰(圓端形)下河為例，具體說明氣囊法下河的工藝流程

1施工準(zhǔn)備
結(jié)合現(xiàn)場的地質(zhì)條件與水文條件等，確定圍堰下河的施工方案。方案內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括施工現(xiàn)場條件布置、下河過程的計(jì)算與分析、施工隊(duì)伍的選擇以及應(yīng)急預(yù)案等
2、地錯(cuò)埋設(shè)
地錯(cuò)主要提供圍堰在正式斷纜下滑之前的后拉力。因?yàn)閲咄？康奈恢镁哂幸欢ǖ钠露?，在加工時(shí)為了不讓圍堰下滑，需要用錨繩固定其位置。此外，當(dāng)圍堰在水中實(shí)現(xiàn)完全自浮之后，圍堰下的底托板與底托架需由地錯(cuò)配合卷揚(yáng)機(jī)用氣囊法拉起回收。
地錯(cuò)布置在拼裝圍堰的后方(靠岸邊)，根據(jù)圍堰的下滑分力確定所需的錯(cuò)繩數(shù)量與錯(cuò)固位置。地錨結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土埋置式，頂與地面平齊，錨力通過外露的錯(cuò)環(huán)傳至錯(cuò)體內(nèi)。地錯(cuò)需及早布置，有基坑開挖、鋼筋安裝、鹼澆注、等待齡期強(qiáng)度等工序，其中錨環(huán)受力安全系數(shù)要求不低于 2。如案例說明的工程，其后方有兩根錯(cuò)繩，距離圍堰約 30m，每個(gè)地錯(cuò)提供約 100t 的錯(cuò)固力。
3、底節(jié)圍堰的拼裝
按照設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行底節(jié)圍堰的拼裝。按先后順序安裝鋼凳、拼裝圍堰外壁安裝底托架與底隔艙，同時(shí)按照圍堰下河及捆綁、浮運(yùn)、拖拉等要求，布置其它的相關(guān)結(jié)構(gòu)。
4、圍堰下氣囊布置、充氣

圍堰拼裝完成后，在圍堰下的支承點(diǎn)間按設(shè)計(jì)要求布置氣囊。如本案例，在直線段按每 2.8m 空布置一個(gè)、每 4.2 空布置兩個(gè)氣囊方法設(shè)置，如圖 3.1.1-3所示。
氣囊在充氣前，必須先布置好地錯(cuò)及卷揚(yáng)機(jī)等裝置，將圍堰錯(cuò)固牢靠，使其在被頂起后不向前滾動(dòng)。

5、拆除圍堰拼裝支承點(diǎn)
當(dāng)圍堰下的氣囊充氣后，圍堰被抬起至設(shè)計(jì)高度，圍堰拼裝時(shí)的支承點(diǎn)(鋼凳，混凝土柱等)已經(jīng)托空，可以進(jìn)行拆除。支承點(diǎn)需清理干凈，并作地面平整，以不影響后序的氣囊滾動(dòng)。

6、氣囊位置、數(shù)量調(diào)整
實(shí)際中，圍堰支承點(diǎn)的位置與高度關(guān)不嚴(yán)格是按設(shè)計(jì)要求，而且工人對氣囊進(jìn)行充氣時(shí)也會存在一些人為誤差，會導(dǎo)致氣囊的方向可能存在偏差、數(shù)量不夠、工作高度偏大或偏小。因此拆除支承點(diǎn)后，必須對氣囊的位置、數(shù)量以及工作高度等進(jìn)行調(diào)整，使其與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相符，滿足下滑要求。
7、近江側(cè)邊坡?lián)Q填、平整
圍堰在前端入水之后，圍堰前端會出現(xiàn)先下栽后上浮的過程，即入水角度先變大，后變小的情況，這樣圍堰下方的氣囊受力會出現(xiàn)不均，入水角度變大時(shí)前方氣囊受力急劇增大，入水角度減小時(shí)后方氣囊受力急劇增大。一般氣囊的受力能夠滿足設(shè)計(jì)要求，但是邊坡的承載力也因此要有足夠的富余度。
江邊一般的原有邊坡處的自然土為粉質(zhì)砂土，近水處的 6m 左右范圍內(nèi)幾無承載力，需用較細(xì)塊的建筑垃圾換填，深度一般應(yīng)在 0.5~l 左右，寬度范圍對應(yīng)于圍堰不少于 80m，以免圍堰下滑方向出現(xiàn)偏差時(shí)擱淺。壓實(shí)后應(yīng)表面平整無大塊尖銳物，以免傷及氣囊影響下滑。
此外，在水下的邊坡，也應(yīng)當(dāng)按照計(jì)算要求進(jìn)行開挖，同時(shí)滿足圍堰下滑的最大深度與最大角度及規(guī)范規(guī)定的邊坡開挖要求。
目前，圍堰下河過程中的入水角度與入水深度變化還沒有理論算法，這一方面主要還是以經(jīng)驗(yàn)為主。而開展理論計(jì)算的研究，正是本文的內(nèi)容之一。

8、近江側(cè)邊坡調(diào)整
圍堰下滑的坡道一般有三部分，圍堰拼裝停留的坡道、過渡坡道以及回事下滑的坡道。過渡坡道一般設(shè)計(jì)成拋物線，這樣在下滑過程中底托板會自動(dòng)適應(yīng)拋物線段坡度的變化此項(xiàng)工作在圍堰下滑前完成即可。

9、近江側(cè)邊坡氣囊布置為準(zhǔn)備接應(yīng)滾動(dòng)過來的圍堰，在鋼圍堰近水端需提前布置氣囊，范圍自鋼圍堰處至水線向上8m的邊坡區(qū)域氣囊間距考慮氣囊受力后相間有 0.5-1米的間隙。
10、放松錨繩，圍堰緩慢下滑
所有上述準(zhǔn)備工作完成，經(jīng)相關(guān)檢查及手續(xù)后，即可放松錨繩，起動(dòng)圍堰緩慢下滑。速度非常慢且均勻。如果不能下滑，要用事先準(zhǔn)備的挖機(jī)從后方助推，

使圍堰前進(jìn)至加速坡道
11、斷纜、放滑入水
在圍堰緩慢滑動(dòng)到設(shè)計(jì)的斷纜位置處時(shí)，由工人把后方的錯(cuò)繩鎖扣敲開，圍堰開始加速下滑，利用其下滑力達(dá)到一定的速度，前端入水至至后端完全入水，達(dá)到自浮狀態(tài)并在水中向前滑行一段距離。
12、拖輪綁定鋼圍堰
入水后的鋼圍堰會受江水流動(dòng)的影響而漂移，為控制圍堰位置，待命的拖輪應(yīng)及時(shí)靠近并拴綁，使其穩(wěn)定，不至漂浮及擱淺
13、放圍堰下墊板、收錨，氣囊法回拉墊板鋼圍堰運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，即可放下鋼圍堰底部的鋼墊板，進(jìn)行回收。

14、場地清理，進(jìn)行下步工作

3.1.2施工難點(diǎn)
自 2006 年來，國內(nèi)陸續(xù)進(jìn)行過許多圍堰下水的工作。從最初的氣囊法控制下放，到如今的氣囊法非控制下放，總結(jié)了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。但不容忽視的是，也存在著一些失敗的案例。
本人通過反復(fù)觀看圍堰下河的視頻與實(shí)際觀測圍堰下河的現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)圍堰下河不成功的主要原因有以下 4 點(diǎn):
1、圍堰下滑方向偏離坡道方向，導(dǎo)致其偏出坡道而在岸上擱淺。
2、圍堰加速坡道的角度設(shè)置有問題，或者圍堰結(jié)構(gòu)問題致其浮力過小，下水過程中圍堰角度變化過大，引發(fā)氣囊相繼破裂，從而導(dǎo)致下水失敗。
3、圍堰加速坡道的角度、長度設(shè)置有問題，圍堰入水時(shí)速度不夠，雖然后端也能入水，但是入水時(shí)速度幾乎為零，圍堰后端在水下邊坡處不能達(dá)到自浮吃水深度而發(fā)生擱淺。
4、圍堰下方氣囊或坡道的承載力不夠?qū)е掳l(fā)生圍堰直接與地面接觸，摩擦系數(shù)過大而停滯在坡道上。
本章主要從上述的第 24 條進(jìn)行理論分析計(jì)算。
整修場地，恢復(fù)支承點(diǎn)，為下步拼裝工作做準(zhǔn)備

3.2下水過程靜力計(jì)算
經(jīng)分析，圍堰下水的過程一共分為以下三個(gè)階段:
(1) 第一階段:圍堰入水之前在岸上加速下滑:
(2) 第二階段:圍堰入水之后至圍堰前端開始上浮:
(3) 第三階段:圍堰前端開始上浮至后端下水。
1、現(xiàn)有的計(jì)算方法
現(xiàn)有的計(jì)算方法主要計(jì)算步驟如下:
(1)根據(jù)實(shí)際需要，確定計(jì)算步長(如 3m)
(2)建立圍堰的三維立體模型，用于得到圍堰在任意前行距離下的排水體積與浮心位置。
(3)用力學(xué)分析軟件(如MIDAS civil)，建立圍堰下河的模型，將氣囊假定為彈性支座進(jìn)行靜力分析。
(4)得到氣囊的受力數(shù)值，再根據(jù)氣囊受壓模型，可以得到此時(shí)的圍堰入水角度。再由入水角度與前行距離，可以計(jì)算得到此時(shí)的前端入水深度。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:可以較為準(zhǔn)確地計(jì)算圍堰的排水體積與浮心位置，計(jì)算得到的結(jié)果也較為準(zhǔn)確:得到氣囊的準(zhǔn)確受力，便于檢驗(yàn)氣囊的安全性;在分析軟件中，還可以將圍堰考慮為剛體、半彈性體進(jìn)行分析，可以與實(shí)際情況更吻合這種方法的缺點(diǎn)是:由于計(jì)算步長的限制，只能得到少數(shù)點(diǎn)的結(jié)果，如果計(jì)算步長減小，則工作量會急劇增大:為了得到最大的入水深度，在某段距離內(nèi)必須減小步長，反復(fù)計(jì)算。

2、新的思路
氣囊簡化受力法由于采用選取步長計(jì)算法的局限性，不能連續(xù)地計(jì)算圍堰下河過程中的各個(gè)參數(shù)。且計(jì)算繁瑣，不利于實(shí)際應(yīng)用。再者，氣囊與圍堰底板之間的接觸也不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)面，因此用集中荷載來模擬氣囊對圍堰的支反力也不完全準(zhǔn)確。因此，提出了氣囊簡化受力法，這種方法是將氣囊的受力簡化為梯形的分布荷載，圍堰的體積與浮心位置也可以通過簡化與理論計(jì)算得到。這種方法的計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際情況，有很好的應(yīng)用前景。使得圍堰下水過程可以連續(xù)計(jì)算,最大入水深度與圍堰入水角度也連續(xù)計(jì)算具體計(jì)算如下列步驟。

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