楔型锚碇作用机理与参数优化的研究

发布时间：2017-08-04 09:07

  本文关键词：楔型锚碇作用机理与参数优化的研究

  更多相关文章： 悬索桥 重力式锚碇 楔型锚碇 参数优化分析 楔型角

【摘要】：近年来,高山、峡谷、海湾和江河成为了制约各国交通近一步发展的主要障碍,大跨径悬索桥被公认为是最高效、经济、安全的解决方式。锚定系统是悬索桥最重要的传力构件。由于不受地质条件的限制,重力式锚碇应用最广泛,但土体挖方量和混凝土用量十分巨大,造价非常高。而楔型锚碇造价方面有很大的优势,但楔型锚碇的理论研究很少,因此有必要对楔型锚碇的作用机理和参数优化做深入和全面的研究。本文以笋溪河特大桥习水岸锚碇的初步设计图纸为背景资料,以重力式锚碇稳定性理论为依据,以Abaqus相关理论为数值模拟基础,首先对比分析了重力式锚碇和楔型锚碇,其次从结构形式和稳定性方面对楔型锚碇进行参数优化,通过综合评价推荐出理想的结构形式。本文主要得到了以下成果：1.重力式锚碇计算结果表明：从上到下的方向上锚碇的Mises应力值越来越大,最大值在锚碇最底层的四个边角处；锚碇基坑的Mises应力值往基底方向越来越大,最大值在基底的四个边角处；锚碇沿着滑动方向发生了水平位移,最大值在锚碇基坑的前墙土体的上端部分；重力式锚碇可以近似看作为刚体,整体出现了前端下沉、后端隆起的刚体转动。2.楔型锚碇计算结果表明：从上到下的方向锚碇的Mises应力值越来越大,最大值在锚碇最底层的四个边角处；锚碇基坑的Mises应力值往基底方向越来越大,最大值在基底的四个边角处；锚碇沿着滑动方向发生了水平位移,最大值在锚碇基坑的后墙土体的上端部分；重力式锚碇可以近似看作为刚体,整体出现了前端下沉、后端隆起的刚体转动。3.相比重力式锚碇,楔型锚碇在保障安全的前提下,造价有很大的降低。4.从楔型体侧墙形式方面对楔型锚碇进行参数优化分析,计算结果表明：当第二层楔型体分别为直墙和斜墙形式时,直墙形式时工况最优。从楔型体水平楔型角方面对楔型锚碇进行参数优化分析,计算结果表明：当锚碇的水平楔型角分别为82.82°、84.86°、86.91°、90°时,楔型角参数为82.82°时工况最优。5.从楔型体长度方面对楔型锚碇进行参数优化分析,当楔型锚碇的最底层楔型体和第二层楔型体的长度组合分别为15m+21.5m、20m+23m、24.8m+27.8m时,参数为15m+21.5m时工况最优。
【关键词】：悬索桥 重力式锚碇 楔型锚碇 参数优化分析 楔型角
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.25
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 重力式锚碇的研究意义12-16
• 1.1.1 国内外悬索桥发展现状12-13
• 1.1.2 国内外悬索桥的锚碇系统发展概况综述13-15
• 1.1.3 重力式锚碇的研究背景与意义15-16
• 1.2 重力式锚碇的构造设计和工程应用情况16-18
• 1.2.1 重力式锚碇的构造设计16
• 1.2.2 重力式锚碇的国内外工程应用情况16-18
• 1.3 工程背景与研究内容和研究方法18-21
• 1.3.1 工程背景18-19
• 1.3.2 研究内容19-20
• 1.3.3 研究方法20-21
• 第2章 重力式锚碇的稳定性理论与数值分析理论21-36
• 2.1 重力式锚碇稳定性的基础理论和公式21-24
• 2.1.1 重力式锚碇的滑动抵抗力和滑动力21-23
• 2.1.2 重力式锚碇的抗滑动公式23
• 2.1.3 重力式锚碇的倾覆力矩和抵抗倾覆力矩23-24
• 2.1.4 重力式锚碇的抗倾覆公式24
• 2.2 楔型锚碇稳定性的基础理论和公式24-28
• 2.2.1 楔型锚碇的滑动抵抗力和滑动力24-26
• 2.2.2 楔型锚碇的抗滑动公式26-27
• 2.2.3 楔型锚碇的倾覆力矩和抵抗倾覆力矩27
• 2.2.4 楔型锚碇的抗倾覆公式27-28
• 2.3 ABAQUS软件分析28-34
• 2.3.1 Abaqus软件总体介绍28-29
• 2.3.2 在Abaqus中土体本构模型的选取29-32
• 2.3.3 在Abaqus中模拟深基坑的开挖32-34
• 2.4 计算结果评价指标34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 楔型锚碇与重力式锚碇作用机理差异性分析36-53
• 3.1 计算分析方案36
• 3.2 重力式锚碇结构受力分析36-42
• 3.2.1 模型尺寸和模型的建立36-39
• 3.2.2 应力结果与分析39-40
• 3.2.3 位移结果与分析40-42
• 3.3 楔型锚碇结构受力分析42-49
• 3.3.1 模型的尺寸和模型的建立42-46
• 3.3.2 应力结果与分析46-47
• 3.3.3 位移结果与分析47-49
• 3.4 常规性重力式锚碇与楔型锚碇结果对比与分析49-50
• 3.5 本章小结50-53
• 第4章 楔型锚碇结构形式参数优化分析53-78
• 4.1 楔型锚碇结构侧墙形式的参数优化分析53-59
• 4.1.1 不同计算工况的模型尺寸53-54
• 4.1.2 各个工况的应力结果与分析54-55
• 4.1.3 各个工况的位移结果与分析55-58
• 4.1.4 综合评价58-59
• 4.2 楔型锚碇结构水平楔型角的参数优化分析59-68
• 4.2.1 不同计算工况的模型尺寸59-60
• 4.2.2 各个工况的应力结果与分析60-62
• 4.2.3 各个工况的位移结果与分析62-67
• 4.2.4 综合评价67-68
• 4.3 楔型锚碇结构楔型体长度的参数优化分析68-76
• 4.3.1 不同计算工况的模型尺寸68-69
• 4.3.2 各个工况的应力结果与分析69-71
• 4.3.3 各个工况的位移结果与分析71-75
• 4.3.4 综合评价75-76
• 4.4 本章小结76-78
• 结论与展望78-80
• 结论78-79
• 展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果84-85
• 附录A 本文推荐的楔型锚碇的尺寸图和三维图85-86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李家平,张子新,黄宏伟,李永盛;宁波庆丰大桥锚碇室内相似模型试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);2005年08期

2 王宗仁,王崇旭,庄值政,谢明;四渡河桥隧道式锚碇开挖支护工艺[J];施工技术;2005年S1期

3 刘子振;王长征;言志信;;桩台式锚碇设计优化及应用[J];森林工程;2006年03期

4 张少军;;阳逻长江公路大桥南锚碇基础工程建设关键技术[J];世界桥梁;2006年02期

5 廖新;;大体积锚碇开挖施工探讨[J];科技咨询导报;2007年28期

6 白雪o，

本文编号：618705