施工方案
一、工程概況
石梯巴河特大橋中心里程為dk90+723，橋跨布置：1×24+10×32+(48+2×80+48)連續剛構+25×32+1×24m，採用2×80m主跨跨越巴河主航道，橋梁全長1462.94m。
12#、13#、14#三個主墩位於水中，主墩墩高為69m，3個主墩承臺平面尺寸均為15.8m×19.3m，高度4m，承臺底面設計高程均為244.
748m。基礎為梅花形布設的17根2 m樁基礎構成，其中12#墩樁基深22m，13#墩樁基深19m，14#墩樁基深16m。根據大橋施工圖結構布置情況以及墩位處水文地質情況，12#、13#、14#墩採用雙壁鋼圍堰方案進行基礎施工。
二、鋼圍堰設計方案
鋼圍堰設計方案如下：圍堰壁厚採用i10工字鋼作為豎肋，∠100×100×6㎜等邊角鋼作為橫肋，∠75×75×6㎜等邊角鋼作為腹杆新城空間框架結構，雙側附以δ6㎜厚鋼板形成組品快件，整個圍堰分為三節製作。單節分為14塊，其中一號快10件，2號塊2件。
2號塊對稱件2件。塊件間採用δ10㎜厚連線板焊接連線。平面尺寸設計為18.
8m×22.412m，圍堰內外壁間距為1m，內壁承臺邊線最小距離為50㎝。結構如下列圖示：
平面布置圖
1號塊結構圖
2號塊結構圖
三、結構計算
若不能再枯水期完成基礎施工，汛期水位**，水流量、流速增加，對鋼圍堰較容易造成滑移、傾覆、撕裂、漂石撞擊等安全風險。力學計算分為兩部分。包括鋼圍堰結構最不利工況抗力分析與驗算及整體渡洪安全性分析。
3.1鋼圍堰結構分析
本工程採用midas-civil有限元分析軟體對鋼圍堰進行力學分析，力學模型建模思路，豎肋及橫肋按量單元考慮。橫豎肋交點按分離式節點設定，交叉節點間採用剛度較大的彈性連線。彈性連線型別考慮兩節點間相對位移接近完全約束。
不考慮橫肋豎肋間相互傳遞力矩。腹杆按桁架單元考慮，即忽略腹杆杆端焊接對力矩的傳遞。壁板按板單元考慮。
壁板與豎肋間連線視為節點剛接。邊界條件設定：圍堰刃腳底面節點僅約束豎向位移自由度，封底混凝土頂面的圍堰內壁板節點約束水平方向的兩個位移自由度。
由於圍堰結構關於承臺縱橫軸線對稱，故模型可簡化為實際結構的四分之一進行分析即可。對稱軸位置設定相應軸向位移自由度約束及三軸扭**由度約束。
驗算最不利工況：堰內水抽空，堰外水位達到253m高程時圍堰漫頂前最大水壓力作用下圍堰受力工況。
電算情況如下：
3.1.1電算模型：
平面模型
三維模型
3.1.2橫肋、豎肋——梁單元應力水平
橫肋豎肋最大應力為σmax=162.7mpa，出現在第二層角支撐的支點位置，另外圍堰拐角及封底頂面橫橋向對稱軸位置也出現σ=137mpa左右的應力。但作為臨時結構，相對於永久結構其容許應力[σ]可適當增大通常控制在1.
3[σ]=1.3×140=182mpa。
因此σmax=162.7mpa<[σ]=182mpa。結構安全。
3.1.3腹杆——桁架單元應力水平情況
腹杆（桁架單元）應力最大為σmax=162.37mpa，同樣出現在第二層角支撐的支點位置，σmax=162.37mpa<[σ]=182mpa，結構安全。
3.1.4面板——板單元應力分布情況
面板應力雲圖顯示最大應力僅為σmax=40mpa，遠小於[σ]=140mpa，結構滿足受力要求。
3.1.5鋼圍堰變形情況。
圍堰在最不利工況下，最大變形發生在橫橋向下層支撐與封底砼之間結構對稱軸附近。最大位移為5.04㎜，變形量較小滿足施工要求。
根據上述電算結果可認為當水位超過253m高程，且尚未漫頂之前，結構安全可靠。
3.2鋼圍堰抗浮效能分析
石梯巴河特大橋實測河床面高程約245m左右。承臺底面設計高程均為244.748m。
當前施工水位約249到251之間，河床覆蓋層極少，大部基岩裸露。具體結構形式如下圖所示。在鋼圍堰就位前對河床進行爆**理，處理之後河床高程約為242.
6m，以12墩為例進行鋼圍堰的抗浮效能分析。
立面圖平面布置圖
1鋼圍堰自重計算
1.1計算鋼鋼圍堰自重
鋼鋼圍堰材料總質量為m=230t
則鋼鋼圍堰材料的總自重為g1=mg=230×10=2300（kn）。
1.2計算封底混凝土重量
混凝土容重為γ =23kn/m3
封底混凝土平均厚度h=2.10 m，根據實測經過計算得。
鋼圍堰內層寬為a=16.8m，長為b=20.4m
則封底混凝土的重量為g2=γ×h×a×b=16553kn
1.3計算鋼圍堰內水重
考慮到洪水季節不施工，為防洪要求鋼圍堰內應注滿水
水容重取γ=10kn/m3
水頭為9.63m，即鋼圍堰頂到封底混凝土頂面的高差7.53。
鋼圍堰寬a=18.8m，長b=22.4m
鋼圍堰內水自重g3=a×b×7.53×γ=31710kn。
1.4為增加鋼圍堰自重，擬往鋼圍堰壁內灌砂4m，可增加重量：
g4=（18.8+22.4）*2*4*(14-10)=1318kn（為安全起見，河砂容重取14kn/m3。）
1.5封底後鋼圍堰體系的自重
g= g1+ g2+ g3+g4
=2300+16553+ 31710+1318=51881kn
2.浮力計算
鋼鋼圍堰受到的浮力為：
f1=γ×a×b×9.63= 40554kn
3.抗浮力計算
安全係數k=g/f1= 51881/40554=1.28>k0=1.1
結論：鋼圍堰整體能夠滿足抗浮要求
3.3鋼圍堰渡洪安全分析
3.3.1鋼圍堰抗滑移效能分析
3.3.1.1鋼鋼圍堰流水壓力計算
作用於鋼鋼圍堰上的流水壓力可按下式計算：
取k=1.47，g=10m/s2,v=4.76m/s（為洪水時的最大流速）,則：a=9.63×18.8=181m2
p=1.47×181×10×4.762/(2×10)= 3014kn
3.3.1.2抗滑移驗算
鋼圍堰所受總豎直力為：g- f1=51881-40554=11327kn,所受總水平力為p=3014kn。根據《鐵路橋涵地基和基礎設計規範》tb10002.
5-2005的規定，鋼圍堰滑動穩定係數
kc=μ(g - f1)/p=0.4*11327/3014=1.5>1.2
注：河床底為泥岩，按照《規範》規定，軟質巖的基地摩擦係數為0.4-0.6，計算中μ取0.4。
結論：鋼鋼圍堰能滿足抗滑移要求。
3.3.2鋼圍堰抗傾覆效能分析
經分析，最有可能沿下游側刃腳傾覆，此時豎向力對其提供的穩定力矩為：
（g- f1）*a/2=11327*18.8/2=106473kn.m
水平推力對其提供的傾覆力矩為：
p*h/2=3014*9.53/2=14361kn.m
由此可見，鋼圍堰的穩定力矩遠大於傾覆力矩，完全能夠滿足抗傾覆性要求。
3.3.3鋼圍堰抗撕裂效能分析
面板的極限抗拉強度為140mpa。
最大洪水時，其水平推力對面板產生的應力為：p/a=3014/18.8/9.53/1000=0.017mpa
由此可見，最大洪水對面板產生的撕裂應力遠小於面板的極限抗拉強度，鋼圍堰完全可以滿足抗撕裂要求。
3.3.4鋼圍堰抗大塊漂石撞擊效能分析
從衛星地圖上我們可以看出，石梯巴河特大橋上游約3km，下游約1.2km處各有一處河灘。經現場測量，巴河經過兩處河灘時水深約1m，而石梯巴河特大橋鋼圍堰處目前最大水深約10m。
由此可以推斷，兩處河灘間為一水槽，鋼鋼圍堰所在位置相對上游河灘的最大高差約9m。
經現場調查，石梯巴河特大橋上游3km範圍內，兩側河岸穩定，大塊岩石滑落河道的可能性極低。大塊漂石通常來自上游。當漂石通過鋼圍堰上游3km處的河灘時，其可能的最大速度為最大洪水流速4.
76m/s。從河灘至鋼圍堰的距離約3000m，需用時至少3000/4.76=630秒。
考慮到洪水時，水面標高還將**約20m，鋼圍堰處的最大水深約30m。通過計算，岩石在30m深的水裡，從水面到水底的沉底時間約3.2秒。
即洪水時，鋼圍堰上游3000m處水面出現的漂石，3.2秒時間內即已沉到河床。此時，漂石僅向下游執行了15m。
考慮到河床的摩擦阻力及河水在雙壁鋼圍堰所在地的水槽段流速將大大降低等因素，河水經過2985m將漂石搬運到鋼圍堰處時，漂石對鋼圍堰的衝擊勢能將是極其微小的。鋼圍堰完全能夠抵抗大塊漂石的衝擊。
四、結論
經過對鋼圍堰的結構效能、鋼圍堰上下游地形、洪水流速等多種因素的定性、定量分析，鋼圍堰結構安全，洪水期完全能夠滿足抗滑移、抗傾覆、抗撕裂、抗漂石撞擊效能要求。鋼圍堰封底後，能完全夠夠平安度汛，不會對自身及下游建築物造成任何威脅。
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