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建造中的浙江省啞江公路大橋位于江海匯合處，由于水文、地質、氣象條件的原因，橋墩施工采用新的施工方式，即用鋼圍堰作成人工島，在其內部建造橋墩，該鋼圍堰結構復雜，承受多種載荷工況的復合作用，需進行強度分析，控制變形和結構自重。
鋼圍堰結構型式見圖，強度計算分析采用有限元分析法，鋼圍堰受力，外壁板外表面受水壓力作用，單位面積上的水壓，(1)施工中鋼圍堰箱體內灌水，故內、外壁板內表面受水壓作用為r2=pighz，(2)鋼圍堰內部空間填砂時，內壁板的外表面受濕砂的側壓作用，(3)此外，還考慮了河床的泥壓作用，Pm、pxwmvz分別為水的密度、砂的密度、水流速、風速，公式中各參數的數據由地質、水文、氣象、橋梁等部門提供的資料按不同工況分別確定。根據鋼圍堰設計、制造、拖運、安裝、定位、橋墩施工等流程圖情況，經全面分析篩選出4種工況作為危險計算工況，現將典型危險工況簡述如下：工況1鋼圍堰下端嵌人河床8m，圍堰外側水位8m，箱體內灌水至堰頂2m，內部空間填滿高度為12m的砂子，河床上層為沉積層，對鋼圍堰約束效果不明顯，考慮有限元網格劃分的方便。該工況砂壓是使鋼圍堰整體變形的主要載荷，圍堰外側受到的水動壓力和風壓力與砂壓力方向相反，起抵消作用，且數值不大，故忽略。工況H鋼圍堰下端嵌人河床8m，圍堰外水位與堰頂持平，箱體內灌水至堰頂2m，圍堰內部砂子挖剩3m后，上鋪1m快干混凝土，同工況工理由，此工況引起圍堰整體變形的主要載荷是外側的靜水壓力和流水動壓力。
鋼圍堰x向尺度為55m，y向尺度為29m，z向高度為20m，內、外壁板間距為2m，其結構由內、外壁板及板上焊接的垂向、水平環(huán)向加強筋構成，內、外壁板間用斜桿連接形成棱柱形箱體結構。圍堰內部空間平面尺度為x向51m，y向25m，供橋墩施工用。圍堰內、外壁板直接承受水壓、砂壓、泥壓等外載荷，將它們按靜力等效原理移置到各層離散節(jié)點上，則整體結構處于平面應力狀態(tài)，故采用平面應力單元的空間組合結構模型進行有限元分析。內、外壁板視為加筋板，上面的垂向、水平環(huán)向加強筋折算成等效厚度板，同壁板一起用空間膜元離散，而斜桿取等間距分布，用空間桿元離散.這樣處理，抓住了平面應力空間組合的主要矛盾，力學上等效，精度可靠，且減少了單元數量。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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