橋梁臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料
2025-06-28 15:54本頁(yè)面
【正文】 然后再由碼頭裝船運(yùn)至或浮運(yùn)至墩身拼裝現(xiàn)場(chǎng)。圖325 鋼圍堰變形三維視圖 第4章 雙壁鋼圍堰施工工序雙壁鋼圍堰施工的主要工序?yàn)椋轰搰呒庸ぶ谱鳌搰咂囱b→鋼圍堰下沉接高→拼裝水上施工平臺(tái)及下沉鉆孔樁鋼護(hù)筒→鋼圍堰封底→鋼圍堰內(nèi)抽水→樁、承臺(tái)和墩身的施工→鋼圍堰拆除及回收。去除應(yīng)力集中的影響，大部分桿件的結(jié)果比手算的要小，這是因?yàn)殡娝銢]有進(jìn)行桿件的穩(wěn)定性計(jì)算。如分析中某些桿件超出了材料的容許應(yīng)力，我們要找到原因后在進(jìn)行材料選擇的分析。手算的方法是一種簡(jiǎn)化受力模式，它不能綜合起來(lái)考慮整體的受力，但可以用在材料的初步選取以及結(jié)果的驗(yàn)算中。鋼圍堰變形結(jié)果見圖325。但較大的應(yīng)力均在模型的邊上和支撐處，可見是由于應(yīng)力集中引起的，可采取構(gòu)造措施避免這種情況。混凝土應(yīng)力分析結(jié)果見圖324。內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果見圖323。水平桁架應(yīng)力分析結(jié)果見圖322。外壁環(huán)板位移應(yīng)力結(jié)果見圖320，內(nèi)壁位移分析結(jié)果見圖321。外壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果見圖318，內(nèi)壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果見圖319。外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見圖316，內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見圖317。鋼圍堰變形結(jié)果見圖315?；炷翍?yīng)力分析結(jié)果見圖314。內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果見圖313。水平桁架應(yīng)力分析結(jié)果見圖312。外壁環(huán)板位移應(yīng)力結(jié)果見圖310，內(nèi)壁位移分析結(jié)果見圖311。. 2豎肋應(yīng)力外壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果見圖38，內(nèi)壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果見圖39。圖35 工況一（左）和工況二（右）荷載作用圖外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見圖36，內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果見圖37。圖33 模型1的邊界條圖 34 模型2的邊界條件圍堰的荷載分為兩種工況：工況一，雙壁鋼圍堰在水下清基完成后封底混凝土灌注前，其荷載主要為內(nèi)外壁水壓力和土壓力；工況二，雙壁鋼圍堰壁腔在水下封底混凝土灌注完畢并抽出水后，其荷載主要為外壁水壓力。工況一下鋼圍堰體1/4模型(模型1)三維視圖見圖31，工況二下鋼圍堰1/4模型（模型2）三維視圖見圖32。由于雙壁鋼圍堰尺寸較大，并且為了節(jié)省計(jì)算時(shí)間和計(jì)算內(nèi)存，因此只建立了1/4模型。本設(shè)計(jì)中計(jì)算了兩種工況下的圍堰受力狀況，即：工況一，雙壁鋼圍堰在水下清基完成后封底混凝土灌注前；工況二，雙壁鋼圍堰壁腔在水下封底混凝土灌注完畢并抽出水后。當(dāng)然這畢竟是一種仿真的分析，不可能與實(shí)際相同，在有些細(xì)節(jié)上會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。模型建立的好壞會(huì)直接影響以后的分析計(jì)算，因此，在模型中必須完全反映結(jié)構(gòu)形狀、材料特性、荷載狀況、邊界條件等因素，單元的劃分要均勻、精細(xì)一些，避免病態(tài)問(wèn)題的出現(xiàn)?？梢妵哒w抗浮滿足要求。(1) 圍堰內(nèi)抽出水后圍堰整體所受的浮力為：(2) 封底混凝土與鋼護(hù)筒壁摩阻力系數(shù)取，則：(3) 圍堰和封底混凝土重為：(4) 抗浮系數(shù)。圍堰在水中受到浮力作用，在分析中還應(yīng)進(jìn)行圍堰抗浮穩(wěn)定性驗(yàn)算。按單寬簡(jiǎn)支梁計(jì)算，跨度為兩相鄰樁間的最大距離:。(3) 隔艙板重隔艙板按30個(gè)計(jì)算，豎向隔艙板重，(4) 計(jì)算豎肋重量，共計(jì)424個(gè)角鋼密度為，豎肋重量為，則鋼圍堰自重為，圍堰下沉?xí)r填充5m高的C20混凝土，其余的填水至頂面其重量估算為，圍堰下沉系數(shù)。(1) 計(jì)算壁板自重外壁板自重，內(nèi)壁板自重，(2) 計(jì)算環(huán)板重平面桁架共15層。其大小為。圍堰外壁周長(zhǎng) 圍堰內(nèi)壁周長(zhǎng) 圍堰平均周長(zhǎng) 圍堰壁腔底面積 (1)圍堰各部分體積計(jì)算刃腳體積水中圍堰的體積(2)圍堰所受浮力計(jì)算圍堰壁內(nèi)外在土中沉降時(shí)所受到的摩阻力：砂性土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值取15kPa。豎肋最大間距，環(huán)板間距，按單向板計(jì)算。計(jì)算跨徑取，按三跨連續(xù)梁計(jì)算得最大彎矩為：，選用角鋼，其截面特性為：慣性矩，則，不超出容許應(yīng)力的5%，滿足要求。(1)計(jì)算荷載取封底混凝土頂面處的作用力。水平桁架桿件本身無(wú)受力問(wèn)題。其截面特性值為：慮慮彎扭屈曲控制承載力。(2)求斜桿力斜桿計(jì)算模型如圖214。圖213 水平桁架(單位：mm)(1) 計(jì)算荷載取封底混凝土頂面處的作用力：。水平環(huán)板應(yīng)力為 ，滿足規(guī)范要求。按簡(jiǎn)直梁計(jì)算：則最大彎矩為 。桁架的計(jì)算跨度取兩隔艙板間距最大值：曲線處： 直線處： 取。截面特性為：，查b類截面表可知鋼圍堰設(shè)計(jì)為三節(jié)：+5m+，平面桁架豎向間距均為1m其豎向布置如圖212。 結(jié)果為。狀況三：在工況二下，施工承臺(tái)前拆除第二層支撐。荷載分布和結(jié)果如圖210。結(jié)果為。圖28 圍堰內(nèi)支撐布置圖(尺寸單位：m)圍堰內(nèi)單寬支撐內(nèi)力的計(jì)算在工況一和工況二下進(jìn)行，主要有三種狀況：狀況一：在工況一下由于未進(jìn)行混凝土封底，內(nèi)外壁的水壓力相互抵消，故只需計(jì)算土壓力的作用。對(duì)于Q235鋼材取值依據(jù)《公路鋼木設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 025—86）：軸向應(yīng)力，彎曲應(yīng)力。在抽水過(guò)程中需要保證艙內(nèi)比圍堰內(nèi)的水位高3m。工況一：雙壁鋼圍堰在水下清基完成后封底混凝土灌注前。圖27 土壓力示意圖(尺寸單位：m)風(fēng)荷載公式 (22)式中，——體形系數(shù)；——高度變化系數(shù)；——條件系數(shù)；——風(fēng)壓值(Pa)，；代入公式(22)得。被動(dòng)土壓力：。被動(dòng)土壓力系數(shù)：。圖25 靜水壓力示意圖(尺寸單位：m)圖26 波浪力示意圖(單位：m)河底為密實(shí)細(xì)砂：飽和土容重取，摩擦角取。圖24 動(dòng)水壓力示意圖(尺寸單位：m)靜水壓力見圖25。圖22 圍堰平面分塊圖圖23 圍堰豎向分節(jié)圖(尺寸單位：m)，動(dòng)水側(cè)壓力計(jì)算公式 (21)式中，K——形狀系數(shù)；A——阻水面積——水的重度；一般取V——計(jì)算時(shí)采用的水流速度()；代入公式(21)得。圍堰豎向分節(jié)：+5m+(3節(jié)),。圍堰平面分塊：平面上共分為8塊，并且制作了四個(gè)澆筑滿混凝土的箱室，用于承受支撐反力。本設(shè)計(jì)中的承臺(tái)形式為圓端形，綜合考慮各種因素后選擇了圓端形的雙壁鋼圍堰，其平面尺寸如圖21。圍堰的底高程應(yīng)按基礎(chǔ)受力要求和施工期穩(wěn)定等要求來(lái)確定?！＿@樣，在圍堰施工下沉?xí)r可以采取充水、填砂或灌注混凝土等措施，分艙加載，使圍堰均勻的下沉，利于下沉過(guò)程中的糾偏。大型深水雙璧鋼圍堰是焊接鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)要盡量發(fā)揮材料的承載能力，使圍堰造價(jià)降到最低。但是隨著橋梁建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，各種樣式的承臺(tái)不斷的產(chǎn)生，如果繼續(xù)采用圓形的結(jié)構(gòu)形式，會(huì)造成圍堰尺寸過(guò)大，造成材料的浪費(fèi)，從而提高造價(jià)，這樣對(duì)于實(shí)際應(yīng)用是很不經(jīng)濟(jì)的。 第2章 雙壁鋼圍堰設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)力學(xué)方法從受力角度看，雙壁鋼圍堰宜采用圓形，并且制作與下沉著床都易于控制。否則，應(yīng)謹(jǐn)慎考慮。封底混凝土的重量是否參與圍堰穩(wěn)定性驗(yàn)算，取決于其與圍堰結(jié)合的緊密程度。當(dāng)驗(yàn)算圍堰的穩(wěn)定性時(shí)，如果底面位于水中或透水性地基上，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位的浮力。圍堰自重包括其本身重量、填充物重量、圍堰上搭設(shè)的工作平臺(tái)重量及其他附屬重量，有時(shí)，也要計(jì)及封底混凝土的重量。鋼圍堰的受力分析包括下沉階段和承臺(tái)施工前堰內(nèi)抽水狀態(tài)。各種荷載的選取要參考相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。它是一種水工建筑物，故本設(shè)計(jì)中材料容許應(yīng)力取值和有效寬度計(jì)算所用參數(shù)均取自《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》。（4）當(dāng)墩身混凝土筑出水面后，就可拆除雙壁圍堰的上部，切割均在堰內(nèi)進(jìn)行，內(nèi)壁在無(wú)水的環(huán)境下切割，外壁在灌水后的靜水環(huán)境中切割。（2）鋼殼在水中靠灌水壓重下沉，而在覆蓋層中靠填充混凝土壓重和堰內(nèi)抽水取土下沉。施工要點(diǎn)說(shuō)明：（1）制造雙壁鋼圍堰時(shí)立面分若干層，平面分若干塊，其大小要根據(jù)制造設(shè)備、運(yùn)輸條件和安裝起吊能力而定。有時(shí)為了加快施工進(jìn)度，在條件容許的情況下也會(huì)采用邊下沉圍堰邊進(jìn)行樁基礎(chǔ)的施工工序。某橋梁深水承臺(tái)雙壁鋼圍堰，水深9m；承臺(tái)為圓端形（如圖12），厚（2+4）m，；，河床面土質(zhì)為密實(shí)細(xì)砂；圍堰設(shè)計(jì)平面形狀為圓端形（如圖13）。如位于美國(guó)加利福尼亞州的海峽大橋采用了在陸地上預(yù)先制作雙壁鋼圍堰，然后采用駁船浮運(yùn)就位來(lái)施工橋墩基礎(chǔ)。國(guó)外使用的雙壁鋼圍堰類型主要有兩種，一是我們國(guó)內(nèi)普遍采用的用鋼板圍焊的雙壁鋼圍堰，只是使用的比
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