大变幅水位双壁钢围堰力学行为分析及过程监测
发布时间：2020-12-15 03:04
随着大跨径桥梁的发展与建设,桥墩基础工程需要在水位变化幅度大、地质条件复杂的条件下进行施工,要求围挡结构具有较大的安全储备及较广的适用范围,双壁钢围堰可以很好的适用于此类工程。本文从泸州长江六桥MP4#双壁钢围堰的结构形式及受力行为出发,展开对同类型双壁钢围堰的研究。主要开展了以下几个方面的研究:(1)根据相关施工经验及施工简明计算手册内容,采用传统的近似简化法将双壁钢围堰构件离散,单独进行受力性能分析,分别计算了围堰主要构件环板、面板、水平横撑及竖肋的强度、刚度。通过传统简化手算结果分析该传统方法的优缺点;(2)采用有限元通用计算软件Midas Civil建立双壁钢围堰有限元模型,介绍建模方法与思路,施加现场存在的各种荷载,分析钢围堰在不同工况作用下的强度、刚度及稳定性;(3)将传统计算结果与有限元计算结果对比,分析两种方法计算结果差异的原因;(4)在泸州六桥双壁钢围堰受力行为分析的前提下,借助有限元软件的计算优势,研究双壁钢围堰主要关键构件的参数选取对结构受力的影响,通过改变构件尺寸,横向对比结果数据以获得相对较优的设计参数,为后续工程项目的设计提供参考;(5)根据有限元计算结果及...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“先围堰后桩”施工示意图
重庆交通大学硕士学位论文6和线性与理论趋于吻合，保证桥梁安全、精确化施工[33]；钢围堰的监测大致也是这个道理，主要是针对钢围堰结构应力来监测。若没有桥梁施工监控其后果是可怕的，因此在桥梁施工建设中也发生了一些结构垮塌事故，比如国外某桥在施工中悬臂端下弦杆腹板发生屈曲变形，桥塌了以后，造成重大人员伤亡。如图1-2所示。在我国境内也有桥梁高墩现浇支架发生失稳，当然会导致工程停工，这不仅对桥梁结构和施工人员的安全造成严重威胁，也影响了施工进度。故可以说桥梁监测在桥梁施工中，特别是针对应力和线性具有重要意义。国外在施工监控这一板块做得比较好，有些发达国家把施工监控纳入施工管理当中。可喜的是，钢围堰的施工监测也已起步，弥补了过去在临时结构不监测或者虽监测但不够重视的空白。随着桥梁结构设计的月新日异，桥梁基础形式趋于更加科学化、美观化、艺术化，种类繁多桥梁基础不仅满足了桥梁工程的现实需要也更加符合人们的审美[34]；这就很自然地延伸出了各种大、深、平面异样的钢围堰，还有竖向异形的钢围堰，而且应用更加广泛，也带来了施工过程中精度难以满足，施工难度大的问题。围堰对于桥梁施工过程中的重要性不言而喻，如果围堰都发生事故，那么桥梁施工进度必然会遭到影响。比如重庆地区某桥在墩基础建设当中钢围堰发生失稳，导致钢围堰倾覆，连带人员伤亡财产损失[35]；同样某桥在施工时因水头差控制不合理，最终隔板舱被水压力撕裂，平撑失稳，发生倾覆[36]。图1-2国外某桥垮塌示意图世界上第一座现代意义上的斜拉桥出现在瑞典，这座桥开创性的使用了倒退分析的方法[37]。后续的大桥施工，施工监测频频登上桥梁建设舞台，而连续钢构桥的施工应用尤其广泛[38]。国外的桥梁施工监测较?
重庆交通大学硕士学位论文10第二章双壁钢围堰结构力学行为分析方法利用传统的物理学受力分析方法，通常会借助经典力学原理，把一个受力复杂的结构，隔离成一系列分散的结构单元，再对这些分散的结构单元依次受力分析，从而代替对原结构的整体分析。这么做在一定程度上可以达到，将复杂问题简单化的目的。本章对双壁钢围堰的环板、面板、水平横撑、竖肋等几个重要构件，采用此法进行力学行为分析。2.1双壁钢围堰的结构组成双壁钢围堰顾名思义就是拥有内外两层面板，面板之间是夹壁，可以在夹壁里面填充混凝土以增加围堰的刚度。竖肋设置在围堰的水平方向和竖直方向，水平横撑被设置在内、外面板之间，通常采用角钢来连接。图2-1是双壁钢围堰构造图。对于大变幅水位环境下的双壁钢围堰，所承受荷载的复杂多变，除去在夹壁填充混凝土以外还可以在夹壁内注水，以增加围堰的自重。为了双壁钢围堰在下沉时保持稳定的着床姿态，通常会将夹壁隔离成相互独立的舱室，根据施工的实际需要而选择在不同的舱室内填充混凝土或者注水，这有利于围堰保证施工过程安全；通常来说，根据施工水域地质水文的特点，双壁钢围堰也可以采用高低刃脚，从而保证围堰着床时姿态稳定。图2-1双壁钢围堰组成图2.2水位变动对钢围堰稳定性的影响双璧钢围堰是直接与水体接触的工程临时结构，此时钢围堰的应力状态受到江面水位变化的影响，围堰稳定与否其实是处在一个动态的过程之中的，造成围堰从稳定状态到失稳状态的趋势实际可以从以下三个方面进行分析[33-34]：1、双壁钢围堰在施工过程当中应该被当成浮体来对待，不管是施工过程还是
本文编号：2917531
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“先围堰后桩”施工示意图
重庆交通大学硕士学位论文6和线性与理论趋于吻合，保证桥梁安全、精确化施工[33]；钢围堰的监测大致也是这个道理，主要是针对钢围堰结构应力来监测。若没有桥梁施工监控其后果是可怕的，因此在桥梁施工建设中也发生了一些结构垮塌事故，比如国外某桥在施工中悬臂端下弦杆腹板发生屈曲变形，桥塌了以后，造成重大人员伤亡。如图1-2所示。在我国境内也有桥梁高墩现浇支架发生失稳，当然会导致工程停工，这不仅对桥梁结构和施工人员的安全造成严重威胁，也影响了施工进度。故可以说桥梁监测在桥梁施工中，特别是针对应力和线性具有重要意义。国外在施工监控这一板块做得比较好，有些发达国家把施工监控纳入施工管理当中。可喜的是，钢围堰的施工监测也已起步，弥补了过去在临时结构不监测或者虽监测但不够重视的空白。随着桥梁结构设计的月新日异，桥梁基础形式趋于更加科学化、美观化、艺术化，种类繁多桥梁基础不仅满足了桥梁工程的现实需要也更加符合人们的审美[34]；这就很自然地延伸出了各种大、深、平面异样的钢围堰，还有竖向异形的钢围堰，而且应用更加广泛，也带来了施工过程中精度难以满足，施工难度大的问题。围堰对于桥梁施工过程中的重要性不言而喻，如果围堰都发生事故，那么桥梁施工进度必然会遭到影响。比如重庆地区某桥在墩基础建设当中钢围堰发生失稳，导致钢围堰倾覆，连带人员伤亡财产损失[35]；同样某桥在施工时因水头差控制不合理，最终隔板舱被水压力撕裂，平撑失稳，发生倾覆[36]。图1-2国外某桥垮塌示意图世界上第一座现代意义上的斜拉桥出现在瑞典，这座桥开创性的使用了倒退分析的方法[37]。后续的大桥施工，施工监测频频登上桥梁建设舞台，而连续钢构桥的施工应用尤其广泛[38]。国外的桥梁施工监测较?
重庆交通大学硕士学位论文10第二章双壁钢围堰结构力学行为分析方法利用传统的物理学受力分析方法，通常会借助经典力学原理，把一个受力复杂的结构，隔离成一系列分散的结构单元，再对这些分散的结构单元依次受力分析，从而代替对原结构的整体分析。这么做在一定程度上可以达到，将复杂问题简单化的目的。本章对双壁钢围堰的环板、面板、水平横撑、竖肋等几个重要构件，采用此法进行力学行为分析。2.1双壁钢围堰的结构组成双壁钢围堰顾名思义就是拥有内外两层面板，面板之间是夹壁，可以在夹壁里面填充混凝土以增加围堰的刚度。竖肋设置在围堰的水平方向和竖直方向，水平横撑被设置在内、外面板之间，通常采用角钢来连接。图2-1是双壁钢围堰构造图。对于大变幅水位环境下的双壁钢围堰，所承受荷载的复杂多变，除去在夹壁填充混凝土以外还可以在夹壁内注水，以增加围堰的自重。为了双壁钢围堰在下沉时保持稳定的着床姿态，通常会将夹壁隔离成相互独立的舱室，根据施工的实际需要而选择在不同的舱室内填充混凝土或者注水，这有利于围堰保证施工过程安全；通常来说，根据施工水域地质水文的特点，双壁钢围堰也可以采用高低刃脚，从而保证围堰着床时姿态稳定。图2-1双壁钢围堰组成图2.2水位变动对钢围堰稳定性的影响双璧钢围堰是直接与水体接触的工程临时结构，此时钢围堰的应力状态受到江面水位变化的影响，围堰稳定与否其实是处在一个动态的过程之中的，造成围堰从稳定状态到失稳状态的趋势实际可以从以下三个方面进行分析[33-34]：1、双壁钢围堰在施工过程当中应该被当成浮体来对待，不管是施工过程还是
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