大變幅水位雙壁鋼圍堰力學行為分析及過程監(jiān)測
發(fā)布時間：2020-12-15 03:04
隨著大跨徑橋梁的發(fā)展與建設,橋墩基礎工程需要在水位變化幅度大、地質(zhì)條件復雜的條件下進行施工,要求圍擋結(jié)構(gòu)具有較大的安全儲備及較廣的適用范圍,雙壁鋼圍堰可以很好的適用于此類工程。本文從瀘州長江六橋MP4#雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)形式及受力行為出發(fā),展開對同類型雙壁鋼圍堰的研究。主要開展了以下幾個方面的研究:(1)根據(jù)相關施工經(jīng)驗及施工簡明計算手冊內(nèi)容,采用傳統(tǒng)的近似簡化法將雙壁鋼圍堰構(gòu)件離散,單獨進行受力性能分析,分別計算了圍堰主要構(gòu)件環(huán)板、面板、水平橫撐及豎肋的強度、剛度。通過傳統(tǒng)簡化手算結(jié)果分析該傳統(tǒng)方法的優(yōu)缺點;(2)采用有限元通用計算軟件Midas Civil建立雙壁鋼圍堰有限元模型,介紹建模方法與思路,施加現(xiàn)場存在的各種荷載,分析鋼圍堰在不同工況作用下的強度、剛度及穩(wěn)定性;(3)將傳統(tǒng)計算結(jié)果與有限元計算結(jié)果對比,分析兩種方法計算結(jié)果差異的原因;(4)在瀘州六橋雙壁鋼圍堰受力行為分析的前提下,借助有限元軟件的計算優(yōu)勢,研究雙壁鋼圍堰主要關鍵構(gòu)件的參數(shù)選取對結(jié)構(gòu)受力的影響,通過改變構(gòu)件尺寸,橫向?qū)Ρ冉Y(jié)果數(shù)據(jù)以獲得相對較優(yōu)的設計參數(shù),為后續(xù)工程項目的設計提供參考;(5)根據(jù)有限元計算結(jié)果及...
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
“先圍堰后樁”施工示意圖
重慶交通大學碩士學位論文6和線性與理論趨于吻合，保證橋梁安全、精確化施工[33]；鋼圍堰的監(jiān)測大致也是這個道理，主要是針對鋼圍堰結(jié)構(gòu)應力來監(jiān)測。若沒有橋梁施工監(jiān)控其后果是可怕的，因此在橋梁施工建設中也發(fā)生了一些結(jié)構(gòu)垮塌事故，比如國外某橋在施工中懸臂端下弦桿腹板發(fā)生屈曲變形，橋塌了以后，造成重大人員傷亡。如圖1-2所示。在我國境內(nèi)也有橋梁高墩現(xiàn)澆支架發(fā)生失穩(wěn)，當然會導致工程停工，這不僅對橋梁結(jié)構(gòu)和施工人員的安全造成嚴重威脅，也影響了施工進度。故可以說橋梁監(jiān)測在橋梁施工中，特別是針對應力和線性具有重要意義。國外在施工監(jiān)控這一板塊做得比較好，有些發(fā)達國家把施工監(jiān)控納入施工管理當中。可喜的是，鋼圍堰的施工監(jiān)測也已起步，彌補了過去在臨時結(jié)構(gòu)不監(jiān)測或者雖監(jiān)測但不夠重視的空白。隨著橋梁結(jié)構(gòu)設計的月新日異，橋梁基礎形式趨于更加科學化、美觀化、藝術(shù)化，種類繁多橋梁基礎不僅滿足了橋梁工程的現(xiàn)實需要也更加符合人們的審美[34]；這就很自然地延伸出了各種大、深、平面異樣的鋼圍堰，還有豎向異形的鋼圍堰，而且應用更加廣泛，也帶來了施工過程中精度難以滿足，施工難度大的問題。圍堰對于橋梁施工過程中的重要性不言而喻，如果圍堰都發(fā)生事故，那么橋梁施工進度必然會遭到影響。比如重慶地區(qū)某橋在墩基礎建設當中鋼圍堰發(fā)生失穩(wěn)，導致鋼圍堰傾覆，連帶人員傷亡財產(chǎn)損失[35]；同樣某橋在施工時因水頭差控制不合理，最終隔板艙被水壓力撕裂，平撐失穩(wěn)，發(fā)生傾覆[36]。圖1-2國外某橋垮塌示意圖世界上第一座現(xiàn)代意義上的斜拉橋出現(xiàn)在瑞典，這座橋開創(chuàng)性的使用了倒退分析的方法[37]。后續(xù)的大橋施工，施工監(jiān)測頻頻登上橋梁建設舞臺，而連續(xù)鋼構(gòu)橋的施工應用尤其廣泛[38]。國外的橋梁施工監(jiān)測較?
重慶交通大學碩士學位論文10第二章雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)力學行為分析方法利用傳統(tǒng)的物理學受力分析方法，通常會借助經(jīng)典力學原理，把一個受力復雜的結(jié)構(gòu)，隔離成一系列分散的結(jié)構(gòu)單元，再對這些分散的結(jié)構(gòu)單元依次受力分析，從而代替對原結(jié)構(gòu)的整體分析。這么做在一定程度上可以達到，將復雜問題簡單化的目的。本章對雙壁鋼圍堰的環(huán)板、面板、水平橫撐、豎肋等幾個重要構(gòu)件，采用此法進行力學行為分析。2.1雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)組成雙壁鋼圍堰顧名思義就是擁有內(nèi)外兩層面板，面板之間是夾壁，可以在夾壁里面填充混凝土以增加圍堰的剛度。豎肋設置在圍堰的水平方向和豎直方向，水平橫撐被設置在內(nèi)、外面板之間，通常采用角鋼來連接。圖2-1是雙壁鋼圍堰構(gòu)造圖。對于大變幅水位環(huán)境下的雙壁鋼圍堰，所承受荷載的復雜多變，除去在夾壁填充混凝土以外還可以在夾壁內(nèi)注水，以增加圍堰的自重。為了雙壁鋼圍堰在下沉時保持穩(wěn)定的著床姿態(tài)，通常會將夾壁隔離成相互獨立的艙室，根據(jù)施工的實際需要而選擇在不同的艙室內(nèi)填充混凝土或者注水，這有利于圍堰保證施工過程安全；通常來說，根據(jù)施工水域地質(zhì)水文的特點，雙壁鋼圍堰也可以采用高低刃腳，從而保證圍堰著床時姿態(tài)穩(wěn)定。圖2-1雙壁鋼圍堰組成圖2.2水位變動對鋼圍堰穩(wěn)定性的影響雙璧鋼圍堰是直接與水體接觸的工程臨時結(jié)構(gòu)，此時鋼圍堰的應力狀態(tài)受到江面水位變化的影響，圍堰穩(wěn)定與否其實是處在一個動態(tài)的過程之中的，造成圍堰從穩(wěn)定狀態(tài)到失穩(wěn)狀態(tài)的趨勢實際可以從以下三個方面進行分析[33-34]：1、雙壁鋼圍堰在施工過程當中應該被當成浮體來對待，不管是施工過程還是
本文編號：2917531
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
“先圍堰后樁”施工示意圖
重慶交通大學碩士學位論文6和線性與理論趨于吻合，保證橋梁安全、精確化施工[33]；鋼圍堰的監(jiān)測大致也是這個道理，主要是針對鋼圍堰結(jié)構(gòu)應力來監(jiān)測。若沒有橋梁施工監(jiān)控其后果是可怕的，因此在橋梁施工建設中也發(fā)生了一些結(jié)構(gòu)垮塌事故，比如國外某橋在施工中懸臂端下弦桿腹板發(fā)生屈曲變形，橋塌了以后，造成重大人員傷亡。如圖1-2所示。在我國境內(nèi)也有橋梁高墩現(xiàn)澆支架發(fā)生失穩(wěn)，當然會導致工程停工，這不僅對橋梁結(jié)構(gòu)和施工人員的安全造成嚴重威脅，也影響了施工進度。故可以說橋梁監(jiān)測在橋梁施工中，特別是針對應力和線性具有重要意義。國外在施工監(jiān)控這一板塊做得比較好，有些發(fā)達國家把施工監(jiān)控納入施工管理當中。可喜的是，鋼圍堰的施工監(jiān)測也已起步，彌補了過去在臨時結(jié)構(gòu)不監(jiān)測或者雖監(jiān)測但不夠重視的空白。隨著橋梁結(jié)構(gòu)設計的月新日異，橋梁基礎形式趨于更加科學化、美觀化、藝術(shù)化，種類繁多橋梁基礎不僅滿足了橋梁工程的現(xiàn)實需要也更加符合人們的審美[34]；這就很自然地延伸出了各種大、深、平面異樣的鋼圍堰，還有豎向異形的鋼圍堰，而且應用更加廣泛，也帶來了施工過程中精度難以滿足，施工難度大的問題。圍堰對于橋梁施工過程中的重要性不言而喻，如果圍堰都發(fā)生事故，那么橋梁施工進度必然會遭到影響。比如重慶地區(qū)某橋在墩基礎建設當中鋼圍堰發(fā)生失穩(wěn)，導致鋼圍堰傾覆，連帶人員傷亡財產(chǎn)損失[35]；同樣某橋在施工時因水頭差控制不合理，最終隔板艙被水壓力撕裂，平撐失穩(wěn)，發(fā)生傾覆[36]。圖1-2國外某橋垮塌示意圖世界上第一座現(xiàn)代意義上的斜拉橋出現(xiàn)在瑞典，這座橋開創(chuàng)性的使用了倒退分析的方法[37]。后續(xù)的大橋施工，施工監(jiān)測頻頻登上橋梁建設舞臺，而連續(xù)鋼構(gòu)橋的施工應用尤其廣泛[38]。國外的橋梁施工監(jiān)測較?
重慶交通大學碩士學位論文10第二章雙壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)力學行為分析方法利用傳統(tǒng)的物理學受力分析方法，通常會借助經(jīng)典力學原理，把一個受力復雜的結(jié)構(gòu)，隔離成一系列分散的結(jié)構(gòu)單元，再對這些分散的結(jié)構(gòu)單元依次受力分析，從而代替對原結(jié)構(gòu)的整體分析。這么做在一定程度上可以達到，將復雜問題簡單化的目的。本章對雙壁鋼圍堰的環(huán)板、面板、水平橫撐、豎肋等幾個重要構(gòu)件，采用此法進行力學行為分析。2.1雙壁鋼圍堰的結(jié)構(gòu)組成雙壁鋼圍堰顧名思義就是擁有內(nèi)外兩層面板，面板之間是夾壁，可以在夾壁里面填充混凝土以增加圍堰的剛度。豎肋設置在圍堰的水平方向和豎直方向，水平橫撐被設置在內(nèi)、外面板之間，通常采用角鋼來連接。圖2-1是雙壁鋼圍堰構(gòu)造圖。對于大變幅水位環(huán)境下的雙壁鋼圍堰，所承受荷載的復雜多變，除去在夾壁填充混凝土以外還可以在夾壁內(nèi)注水，以增加圍堰的自重。為了雙壁鋼圍堰在下沉時保持穩(wěn)定的著床姿態(tài)，通常會將夾壁隔離成相互獨立的艙室，根據(jù)施工的實際需要而選擇在不同的艙室內(nèi)填充混凝土或者注水，這有利于圍堰保證施工過程安全；通常來說，根據(jù)施工水域地質(zhì)水文的特點，雙壁鋼圍堰也可以采用高低刃腳，從而保證圍堰著床時姿態(tài)穩(wěn)定。圖2-1雙壁鋼圍堰組成圖2.2水位變動對鋼圍堰穩(wěn)定性的影響雙璧鋼圍堰是直接與水體接觸的工程臨時結(jié)構(gòu)，此時鋼圍堰的應力狀態(tài)受到江面水位變化的影響，圍堰穩(wěn)定與否其實是處在一個動態(tài)的過程之中的，造成圍堰從穩(wěn)定狀態(tài)到失穩(wěn)狀態(tài)的趨勢實際可以從以下三個方面進行分析[33-34]：1、雙壁鋼圍堰在施工過程當中應該被當成浮體來對待，不管是施工過程還是
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