钢围堰是深水区域常见的桩基施工方式,然而深水区域水下施工环境复杂多变,且易对钢围堰结构造成扰动,是引发工程安全事故的主要因素之一。目前,钢围堰施工因水下干扰多、作业条件差、工艺复杂等因素,较依赖于技术人员的相关经验,导致施工水平参差不齐。因此,探究钢围堰施工期间结构力学特性并针对性进行优化设计、探究合适的封底混凝土厚度、提出合理的下放装置和方法对提高围堰施工质量与安全具有重要的工程意义。本文以单壁钢围堰为研究对象,开展了钢围堰结构优化设计、封底混凝土厚度分析、下放装置防偏移设计等研究,主要研究内容与结论如下:（1）基于工程水文条件和围堰结构参数,建立了单壁钢围堰空间有限元分析模型。通过分析钢围堰在最不利工况下的受力状况,依据“桥规”中荷载组合方式对其进行组合受力分析,并与规范设计要求进行对比分析。基于计算结果,分析确定钢围堰结构受力薄弱部位并提出局部加固补强方案,保障钢围堰施工过程的安全。（2）在验证单壁钢围堰结构安全性满足规范要求的基础上,采用MIDAS FEA NX软件在1.5-3.3m的厚度区间内建立了7组厚度间隔为0.3m的封底混凝土精细化分析模型。通过对比分析不同厚度封底混凝土应力、位移数据,确定特定工况下的最佳封底混凝土厚度。并基于数值模拟结果,非线性拟合出钢围堰封底混凝土厚度-位移公式,为相关钢围堰的结构设计和工程施工提供参考依据。（3）在单壁钢围堰结构安全性、稳定性均满足规范要求的前提下,通过分析钢围堰施工下放过程中存在的易偏移、难控制、无预警等问题,提出了一套可预警的钢围堰防偏下放辅助装置。该装置借助伸缩齿轮控制水下钢围堰的横纵向偏移,并通过传感器及预警装置提供实时数据传输和预警提示,保障钢围堰的施工安全,提高其下放精度。同时,根据设计的钢围堰防偏下放辅助装置提出一种新的钢围堰下放施工方法,以指导钢围堰的现场施工。（4）以某新建大桥水下单壁钢围堰施工为例,详细分析钢围堰加工到下放到成功封底的施工过程。结合现场监测与有限元模型进行对比分析,验证了单壁钢围堰结构及封底混凝土厚度的合理性和安全性。同时,根据钢围堰施工过程中遇到的工程问题,基于有限元模型分析论证,针对性的提出了解决方案,为类似工程施工提供技术参考。