随着我国经济的飞速发展,跨越江河的大跨度桥梁不断修建。新材料、新工艺、新技术在桥梁修建过程中不断得到应用,过程中大型双壁钢围堰结构在桥梁下部施工中的应用也愈发频繁。本文以西北某大型双壁钢围堰结构为研究对象,基于国内与国外的发展和研究现状,结合该桥大型双壁钢围堰结构的构特点、使用环境,借助大型有限元程序,对该桥大型双壁钢围堰的整体及局部受力性能进行了相应分析,并结合响应面法对既有双壁钢围堰结构的封底混凝土厚度进行了设计优化。主要研究内容和结论如下:1.以西北某黄河大桥大型双壁钢围堰结构为工程背景,充分考虑现场实际施工工艺流程,总结出四个较为关键的施工节点,以此建立四个荷载工况。然后采用有限元仿真软件Ansys进行整体建模,研究大型双壁钢围堰结构的力学性能。结果表明工况二阶段为最不利受力情况,变形和应力结果最大,竖向加劲肋和隔舱板等构件易出现应力集中现象,是结构发生局部屈服的潜在危险区,应对其进行相应的加固和防范处理;2.以工程背景中的大型双壁钢围堰结构为基础,在最不利荷载工况的条件下,通过改变内外壁板厚度、水平环板和横撑竖向间距、竖向加劲肋规格等参数,研究各参数变化对双壁钢围堰结构受力性能的影响。结果表明内外壁板厚度和环板间距对整体变形和应力结果影响较大,增大竖向加劲肋可有效避免局部屈服,为大型双壁钢围堰结构的设计优化提供理论参考。综合比较之下,实际工程中的参数设置更加合理经济;3.对封底混凝土部分建立局部仿真分析模型,分别利用传统经验方法和有限元模拟方法,验算封底混凝土结构强度和抗浮稳定性。在安全可靠原则下,为达到降本增效的目的,利用Ansys的优化设计功能,结合响应面法对既有双壁钢围堰结构的封底混凝土进行了设计优化,优化后的混凝土厚度相对于原设计下降了 29%,并且混凝土材料可由原设计C30优化为C25混凝土材料。