落坡岭水库桥墩冰荷载破坏防护措施研究

发布时间：2020-05-29 05:39

【摘要】：在近代,由于桥梁缺少必要的防护措施而被冰破坏的现象时有发生,因此在设计与建造位于有可能结冰水域的桥梁时,考虑冰与桥梁的相互作用并采取合理的防护措施,尽量减少冰对桥梁产生的破坏,成为寒区水工建筑在建设与使用中亟待解决的问题。以丰沙线北京落坡岭水库桥墩为工程背景,针对冬季与春季桥墩可能面临的冰排挤压与流冰撞击等破坏问题,深入分析了冰荷载与桥墩相互作用机理并对桥墩稳定性作出了安全性评价,据此提出了三种桥墩冰荷载破坏防护措施,解决了现有技术中存在的主要问题。利用通用有限元软件ABAQUS,针对实际工程,分别采用准静态分析法和动态显示分析法,模拟实现了静冰挤压和流冰撞击桥墩的过程,并以相关规范和标准对最不利荷载组合下桥墩稳定性进行了安全性评价。为减小冰荷载对桥墩产生的破坏,弥补既有防护措施中存在的不足。根据桥墩具体尺寸设计了强度等级较高且迎冰面为尖端状的破冰体装置,通过理论分析与试验研究,证明了该方案的可行性。还设计了主动与被动防护方式相结合的浮箱式融冰装置和轻型套筒装置,并结合实际工程问题对其具体实施方式进行了详细介绍;利用FLUENT数值模拟软件进一步分析了防护装置中不同电伴热带布置方式对安全融冰距离的影响,验证了方案的适用性,为我国寒区水工建筑物防护措施的研究提供了理论价值与指导意义。
【图文】：

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再加上巨大的电量消耗，最终放弃了使用。近几十年来，落坡岭桥墩一直使用人工破冰法进行破冰。工人在冬季结冰冰时，先用木锤将墩身迎冰面方向近 1米范围内冰敲碎，再用笊篱将碎冰捞出来（图 2-2 所示），冰层较厚的地方就用钢镩凿，为保证墩身迎冰面时刻保持近 1 m 安全范围不结冰（图 2-3 所示），几乎每天都要进行破冰作业，，强度大、效率低，人工成本极高而且风险极大，工人如果在封冻期不慎掉入冰窟后果不堪设想。因此在综合考虑施工条件、运行环境等各方面因素的前提下，探寻一种能有效替代人工除冰法的桥墩冰害防护方案，具有重要的现实意义。

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再加上巨大的电量消耗，最终放弃了使用。近几十年来，落坡岭桥墩一直使用人工破冰法进行破冰。工人在冬季结冰冰时，先用木锤将墩身迎冰面方向近 1米范围内冰敲碎，再用笊篱将碎冰捞出来（图 2-2 所示），冰层较厚的地方就用钢镩凿，为保证墩身迎冰面时刻保持近 1 m 安全范围不结冰（图 2-3 所示），几乎每天都要进行破冰作业，强度大、效率低，人工成本极高而且风险极大，工人如果在封冻期不慎掉入冰窟后果不堪设想。因此在综合考虑施工条件、运行环境等各方面因素的前提下，探寻一种能有效替代人工除冰法的桥墩冰害防护方案，具有重要的现实意义。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U443.8

【参考文献】