围堰的内外壁板面积
（6）
围堰内外壁板厚度
；
5.5 围堰厚径比范围拟定 5.5.1 围堰最小厚径比 m
（7）
5
图 6、围堰整体稳定性分析
铁摩辛科《弹性稳定理论》第二版，P310
围堰的双壁板惯性矩
；
围堰稳定性计算半径
；
围堰壁板面积
（a） （b） （c）
（d）
围堰外壁的水压荷载
（e）
表 2、不同规范第一类稳定分析安全系数
比较 层高 合高 之差 之差
1 0.60 0.60 1.00 1.00 0.40 0.40
21 0.25 8.00 0.29 8.75 0.04 0.75
2 0.60 1.20 0.66 1.66 0.06 0.46
22 0.25 8.25 0.28 9.04 0.03 0.79
8
3 0.50 1.70 0.57 2.23 4 0.50 2.20 0.51 2.74 5 0.45 2.65 0.47 3.22 6 0.45 3.10 0.44 3.66 7 0.40 3.50 0.42 4.08 8 0.40 3.90 0.40 4.48 9 0.40 4.30 0.39 4.87 10 0.35 4.65 0.37 5.24 11 0.35 5.00 0.36 5.60 12 0.35 5.35 0.35 5.95 13 0.30 5.65 0.34 6.29 14 0.30 5.95 0.33 6.62 15 0.30 6.25 0.32 6.94 16 0.30 6.55 0.32 7.26 17 0.30 6.85 0.31 7.57 18 0.30 7.15 0.30 7.87 19 0.30 7.45 0.30 8.17 20 0.30 7.75 0.29 8.47
；
（a）
；
（b）
根据竖肋带板计算的抗弯刚度，每个竖肋所受的正负弯矩满足强度要求，M/W=σ/K；
；
（c）
；
将（a）、（b）、（c）代入式（d），求 h（n）得：
（d）
7
； 将n=1代入式（9），得到第一层环撑间距 其余各层与h（1）的关系满足：
（9）
；
（10）
；
（11）
图8、每层环撑高度和第一层比例关系
600
200
500
1000
600
220
550
1100
600
240
600
1200
600
260
650
1300
600
280
700
1400
600
300
750
1500
600
320
800
1600
600
340
850
1700
600
360
900
1800
600
370
925
1850
600
400
1000
2000
600
430
2. 参数化设计的思路：
针对具体结构中的同类问题，当结构荷载形式固定，结构尺寸大小变化，可以进行分离 变量法的类分析，将带量纲的参数分离出来，结构优化只考虑构型和比例关系（无量纲常数）， 通过构造评价函数来确定结构的最优化设计目标，从而得出某类结构的最优设计。
3. 圆形双壁钢围堰整体构造
图 1、双壁钢围堰构造
圆形双壁钢围堰参数化设计
旷新辉，李志刚，谢东升，尚宏艳，殷源
（湖北省路桥集团有限公司，武汉 430000）
摘 要：双壁钢围堰作为桥梁深水基础常用施工结构，目前设计方法为经验法，相关构造尺寸拟定过程中参考其他 项目类似方案，采用有限元试算然后再修改相关尺寸，不能从整体把握双壁钢围堰设计的要点，导致计算过程复杂， 材料浪费大，部分围堰结构应力偏大，结构安全性低。有必要在考虑整体的情况下，对双壁钢围堰的设计计算过程 进行梳理，通过参数化计算方式，统一考虑围堰的合理结构，给出圆形双壁钢围堰设计的合理构造和相关计算公式， 方便围堰设计人员初步拟定围堰结构尺寸；利用参数化设计的圆形双壁钢围堰对比其他项目经验法设计的双壁钢 围堰，节约材料用量 20%~35%，具有重大推广意义。 关键词：圆形双壁钢围堰，参数化设计，构造设计，整体优化
4. 圆形双壁钢围堰受力特点分析
圆形双壁钢围堰的整体受力特点：围堰内外壁板、斜撑均受压；水平范围内，围堰的水 压力自平衡；围堰内外壁板的厚度与水深成正比，与围堰直径成正比；围堰整体稳定性与围 堰厚度相关，围堰壁板和环撑的局部稳定性和竖向隔舱板间距相关。
5. 圆形双壁钢围堰的结构优化设计
5.1 围堰内外壁板加劲肋设计 围堰内外壁板竖向加劲肋一般采用以下三种材料：角铁、钢带、球扁钢；从同等重量材
规范编号
规范名称
安全系数 页码
备注
JTG D65‐01‐2007
公路斜拉桥设计细则
不小于 4 16
JTG‐TD65‐06‐2015 公路钢管混凝土拱桥设计规范 不小于 4 37 第一类稳定分
TB10002.1‐2005
铁路桥涵设计基本规范
不小于 4~5 37
析
JGJ7‐2010
空间网格结构技术规程
不小于 4.2 119
（b） （c）
（3）
（4）
（5） 考察（3）、（4）式，由于φ值很小，cos（α）≈cos（β），可以认为 N1≈N2，围堰的内外壁受力基本一致，在拟定围堰壁板厚度时按照内外壁板一 致处理。
5.4 围堰内外壁厚拟定
围堰内外壁板受力均为受压，两者受力基本一致，考虑材料安全系数 K1（建议取 1.4）；
PARAMETERIZED DESIGN OF ROUND DOUBLE-WALL STEEL COFFERDAM
Kuang Xinhui, Li Zhigang，Xie Dongsheng，Shang Hongyan，YIN Yuan
Hubei Province Road and Bridge Co., Ltd, Wuhan 430000
Abstract:Double-wall steel cofferdam is the commonly used construction structure of bridge’s deepwater foundation. Current design method is the experiential method, which draws up related structure size refer to similar schemes of other projects, adopts finite element trial then modify relevant size, it can’t get the characteristics of the double-wall steel cofferdam from an overall understanding, which leads to complex calculation process, major material waste, part structure stress of cofferdam is lager, low structure security. In the case of necessarily taking the overall situation into consideration, systemize the process of design and calculation of double-wall steel cofferdam, through the parameterized calculation, get a unified consider rational structure of the cofferdam, gives the rational structure and related calculation formula of the round double-wall steel cofferdam design, which provide convenience for cofferdam design personnel to preliminarily drawn up cofferdam structure size. Using the parameterized design of round double-wall steel cofferdam compared with other project empirical method design of double-wall steel cofferdam, saving material dosage is 20%~35%,which have a great significance to promote. Keywords:round double-wall steel cofferdam, parameterized design, structure design, total optimization
3
时可以根据应力情况来选用不同等级的钢材，一般来说，加劲肋的应力较大，面板的应力相
对较小，加劲肋材料强度等级选取时可比面板高一个规格。
表 1、围堰内外壁加劲结构优化尺寸表
厚度
推荐比例系数高度来自推荐比例系数壁板厚度 t0
1 t0
加劲肋高度 h1
16~20 t0
加劲肋厚度 t1
1 t0
环板高度 h2
≥2.5 h1，50~60 t0
环板厚度 t2
1.2~1.4 t0
环板翼缘高度 h3
7~9 t0
隔舱板厚度 t3
1.4~1.6 t0
加劲肋间距 s
50~60 t0
5.2 围堰构型分析