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橋梁臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽

2024-08-02 15:54本頁(yè)面
  

【正文】 圖21 圍堰平面尺寸圖(尺寸單位:mm)圍堰高度H=16m,內(nèi)外壁板厚均為6mm,隔艙板厚度為8mm,水平環(huán)板尺寸為250mm8mm,水平桁架選用的角鋼,豎向加勁肋采用的角鋼。圍堰平面分塊見(jiàn)圖22。圍堰分節(jié)見(jiàn)圖23。則最大動(dòng)水壓強(qiáng)動(dòng)水壓力作用見(jiàn)圖24。,波浪力為作用于高出水面圍堰壁板的均布荷載,其大小為,波浪力見(jiàn)圖26。主動(dòng)土壓力系數(shù):。主動(dòng)土壓力:。土壓力見(jiàn)圖27。風(fēng)荷載遠(yuǎn)小于波浪力可忽略不計(jì)。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。在本設(shè)計(jì)中,圍堰所用到的鋼材均采用Q235鋼,采用容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)。對(duì)于混凝土的容許應(yīng)力取值依據(jù)《鐵路橋涵混凝土及砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB —2005):C30受壓取,C20彎曲拉應(yīng)力取。荷載分布和結(jié)果如圖29。圖29 狀況一下的荷載分布及結(jié)果圖狀況二:在工況二下,封底混凝土澆筑完成后達(dá)到一定的強(qiáng)度,然后抽出圍堰內(nèi)的水。結(jié)果為。荷載分布和結(jié)果如圖211。圖210 狀況二下的荷載分布及結(jié)果圖圖211 狀況三下的荷載分布及結(jié)果圖可見(jiàn)第一層支撐的最大內(nèi)力為,第二層支撐的最大內(nèi)力為選用相同的支撐,最大內(nèi)力取支撐負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的支撐反力選用螺旋焊鋼管,直徑500mm,厚度10mm。圖212 水平桁架豎向布置圖(單位:m)水平環(huán)板采用250mm8mm。取封底混凝土頂面處的作用力:。水平環(huán)板的軸向拉壓力為 。水平桁架平面如圖213所示??芍饔迷阼旒芄?jié)點(diǎn)的荷載為。圖214斜桿計(jì)算模型(單位:mm)(壓桿),斜桿采用角鋼。由查b類(lèi)表可知。(3)焊縫長(zhǎng)度計(jì)算,取,,則,取,取,,滿足要求。(2)豎肋的受力驗(yàn)算,;。圍堰內(nèi)抽干水后要保持隔艙內(nèi)有3m高的水頭,以保證壁板壓力不至過(guò)大,所以計(jì)算荷載取封底混凝土面以上的水壓力:。取短邊按連續(xù)梁計(jì)算最大彎矩,可知:壁板取1m寬,截面抵抗矩為 ,滿足要求。波浪力為: 流水壓力為: 主動(dòng)土力為: 被動(dòng)土力為: 抗滑移系數(shù): 滿足要求。由于圍堰下沉大多采用吸泥法輔助下沉,故可只考慮外壁與土之間的摩阻力。鋼材容重,圍堰高。采用C20水下封底混凝土封底。,,則 滿足要求。水深取至封底混凝土底面:??紤]土的摩阻力及護(hù)筒與混凝土的摩阻力:。 第3章 雙壁鋼圍堰的有限元分析本設(shè)計(jì)采用邁達(dá)斯軟件對(duì)雙壁鋼圍堰進(jìn)行了模型的建立。此外,在分析計(jì)算過(guò)程中,可以進(jìn)一步優(yōu)化模型,這是組合有限單元計(jì)算分析中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。所以在建立模型時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。在工況二下為了施工承臺(tái)需拆除底層支撐。模型中面板和水平環(huán)板均采用板單元,豎肋采用梁兩單元,水平桁架采用桿單元,混凝土采用實(shí)體單元,內(nèi)支撐采用梁?jiǎn)卧?。圖31模型1的三維視圖圖32 模型2的三維視圖由于圍堰取的是1/4模型,因此在對(duì)稱(chēng)軸上的約束要按照結(jié)構(gòu)力學(xué)上的方法進(jìn)行添加,圍堰的約束情況見(jiàn)圖33和34。荷載作用如圖35。圖36外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果圖37 內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果。圖38 外壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果圖39 內(nèi)壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果。圖310 外壁環(huán)板應(yīng)力分析結(jié)果圖311 內(nèi)壁環(huán)板應(yīng)力分析結(jié)果。圖312 水平桁架應(yīng)力分析結(jié)果。圖313 內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果,滿足要求。圖314 混凝土應(yīng)力分析結(jié)果。圖315 鋼圍堰變形三維視圖。圖316 外壁面板應(yīng)力分析結(jié)果圖317 內(nèi)壁面板應(yīng)力分析結(jié)果外壁板的最大應(yīng)力是,內(nèi)壁板的最大應(yīng)力為,均滿足規(guī)范要求。圖318 外壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果圖319 內(nèi)壁豎肋應(yīng)力分析結(jié)果外壁豎肋最大應(yīng)力為163MPa,內(nèi)壁豎肋最大為157MPa,在底部約束處出現(xiàn)了應(yīng)力集中,其它桿件只有。圖320 外壁環(huán)板應(yīng)力分析結(jié)果圖321 內(nèi)壁環(huán)板應(yīng)力分析結(jié)果外壁環(huán)板最大應(yīng)力為,內(nèi)壁環(huán)板最大應(yīng)力為,均能滿足要求。圖322 水平桁架應(yīng)力分析結(jié)果水平桁架應(yīng)力最大為206MPa,在實(shí)體單元接觸的幾個(gè)桿件出現(xiàn)了應(yīng)力集中,其余的桿件只有。圖323 內(nèi)支撐應(yīng)力分析結(jié)果內(nèi)支撐最大應(yīng)力為,滿足要求。圖324 混凝土應(yīng)力分析結(jié)果混凝土最大應(yīng)力為,滿足C30混凝土的容許值。例如在支撐與壁板接觸出焊接墊板,在實(shí)體混凝土柱處做一個(gè)空心箱室,在箱室內(nèi)澆筑混凝土。,滿足臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。有限元分析能對(duì)整體進(jìn)行計(jì)算,但需要我們用結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)去判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。本模型中可以看出工況一基本上是不控制圍堰設(shè)計(jì)的,圍堰的設(shè)計(jì)主要由工況二控制。此外,本設(shè)計(jì)偏于保守,在手算過(guò)程中沒(méi)有考慮面板參與豎肋及環(huán)板的受力計(jì)算。由于雙壁鋼圍堰塊體較大,基本上都采用船運(yùn)或浮運(yùn)。本設(shè)計(jì)鋼圍堰的制作流程如下:(1) 胎架設(shè)置。(2) 鋼圍堰下料。下料時(shí)要嚴(yán)格控制精度。制作時(shí)先將內(nèi)、外壁板,水平環(huán)板、隔艙板平面分段制作,然后在胎架上依次安裝外壁板→隔艙板→豎肋→水平環(huán)板→內(nèi)壁板。雙壁鋼圍堰中對(duì)于豎肋及隔艙板的焊縫采用間斷焊接,其余構(gòu)件焊縫均為連續(xù)滿焊,焊接施工前對(duì)所有類(lèi)型焊縫均需進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。 (5) 試拼出廠。本設(shè)計(jì)中中采用在兩導(dǎo)向船間架設(shè)臨時(shí)拼裝平臺(tái),用導(dǎo)向船上的起重設(shè)備起吊塊體拼裝成節(jié),在導(dǎo)向船上設(shè)吊架吊起,拆除臨時(shí)拼裝平臺(tái),下放就位,拼裝過(guò)程為:(1) 水平控制。(2) 支腿設(shè)置。臨時(shí)支腿起到穩(wěn)定和承重的作用。選定對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)分塊作為定位塊,吊上墊墩對(duì)準(zhǔn)地樣并依據(jù)測(cè)量標(biāo)桿找正定位。(4) 其它塊吊裝。測(cè)量割除余量,然后用起吊設(shè)備配合導(dǎo)鏈拉攏,其余分塊依次類(lèi)推進(jìn)行吊裝。采用點(diǎn)焊將鋼圍堰整體裝配完畢,經(jīng)測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤后,按照先構(gòu)件后扳縫原則進(jìn)行整體對(duì)稱(chēng)施焊。進(jìn)行水密性實(shí)驗(yàn)檢測(cè),采用在焊口處涂抹石灰膏,待干后,在對(duì)面刷煤油,如果發(fā)現(xiàn)石膏變黃,表示此處有滲漏,查明原因后補(bǔ)強(qiáng)、補(bǔ)焊。采用挖泥船對(duì)河床面進(jìn)行清理,使圍堰落床范圍內(nèi)的河床面基本在一個(gè)平面內(nèi),刃腳能同時(shí)著床,避免河床面的傾斜引起圍堰著床下沉?xí)r偏移。將檢查合格后的第二節(jié)鋼圍堰用浮船龍門(mén)吊運(yùn)至首節(jié)圍堰處,以首節(jié)為拼裝平臺(tái)、利用導(dǎo)向船上的起重設(shè)備將分塊吊人組拼接高,兩節(jié)鋼圍堰精確對(duì)位后,節(jié)與節(jié)之間采用內(nèi)法蘭聯(lián)接。如無(wú)法下沉,則在隔艙內(nèi)均勻填充砂石。將兩臺(tái)吸泥機(jī)布置在圍堰的中心,從中心逐步向刃角處對(duì)稱(chēng)分層吸泥,圍堰壁內(nèi)灌注卵石壓重,使圍堰平、穩(wěn)、正、直地下沉,吸泥過(guò)程中,用水泵不停地向圍堰內(nèi)補(bǔ)水,以保持圍堰內(nèi)外水頭差,防止內(nèi)外水頭差過(guò)大引起刃腳底翻砂,如發(fā)現(xiàn)偏位或傾斜時(shí),及時(shí)采取措施進(jìn)行糾偏,直至滿足《技術(shù)規(guī)范》及質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)要求為止。鋼圍堰精確定位后,為防止河床進(jìn)一步?jīng)_刷,注意鋼圍堰周邊河床沖刷情況,并隨時(shí)進(jìn)行維護(hù)。鋼圍堰下沉到位后,采用泥漿泵對(duì)稱(chēng)吸泥整平鋼圍堰內(nèi)河床,使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。封底混凝土采用一次性澆注,在鋼護(hù)筒上搭設(shè)臨時(shí)澆筑平臺(tái),商品混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng),采用中心集料斗集料,小料斗封底。在灌注混凝土前應(yīng)對(duì)鋼圍堰內(nèi)的河床地形情況進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量,并由潛水員沿鋼圍堰四周刃腳認(rèn)真探察,對(duì)刃尖處有和外部穿通的現(xiàn)象,用麻袋混凝土或麻袋砂卵石堵漏,保證封底混凝土不外漏。導(dǎo)管采用外徑Φ325mm的無(wú)縫鋼管,導(dǎo)管使用前作水壓、水密性實(shí)驗(yàn),合格后使用。圖41 封底混凝土導(dǎo)管布置圖在封口前,用測(cè)深錘從導(dǎo)管內(nèi)測(cè)出導(dǎo)管下口與封底混凝土底面的距離,依靠葫蘆調(diào)整至15~20cm。中心集料斗貯料,然后依次打開(kāi)通向灌注導(dǎo)管的分料槽的出料門(mén)、中心集料斗的出料口,讓混凝土經(jīng)溜槽進(jìn)入澆注小料斗,當(dāng)小料斗內(nèi)充滿混凝土?xí)r,拔塞,同時(shí)集料斗連續(xù)不斷放料,完成導(dǎo)管封底混凝土澆注。在一根導(dǎo)管封底完成后進(jìn)行其相鄰導(dǎo)管封底時(shí),先測(cè)量待封導(dǎo)管底口處的混凝土頂標(biāo)高,根據(jù)實(shí)測(cè)重新調(diào)整導(dǎo)管底口的高度。為保證導(dǎo)管有一定埋深,混凝土灌注順利時(shí),一般不隨便提升導(dǎo)管,即使需要提管,每次提升的高度都嚴(yán)格控制在20cm之內(nèi),且采用手拉葫蘆進(jìn)行提升?;炷翝沧⑴R結(jié)束時(shí),全面測(cè)出混凝土面標(biāo)高,重點(diǎn)檢測(cè)導(dǎo)管作用半徑相交處、護(hù)筒周邊,圍堰內(nèi)側(cè)周邊等部位,根據(jù)結(jié)果對(duì)標(biāo)高偏低的測(cè)點(diǎn)附近導(dǎo)管增加澆注量,力求封底混凝土頂面平整,并保證封底厚度達(dá)要求,當(dāng)所有測(cè)點(diǎn)均符合要求后,終止混凝土澆注,上拔導(dǎo)管,沖洗堆放。鋼圍堰抽水時(shí)注意觀察圍堰壁體及鋼管支撐的變形情況,鋼管支撐在圍堰抽水時(shí)承受由圍堰壁體傳過(guò)的水
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