钢吊箱围堰的施工技术及非线性仿真分析.pdf

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1、公路2005年8月第8期HIGHWAYAug.2005NO.8文章编号:0451-0712(2005)08-0016-05中图分类号:U443.162文献标识码:A钢吊箱围堰的施工技术及非线性仿真分析徐爱军(浙江省交通规划设计研究院杭州市310006)摘要:钢吊箱围堰以其诸多优点在大型桥梁施工中得到了广泛应用G结合某长江大桥的施工9对钢吊箱围堰的施工工艺和技术进行了介绍G由于该桥钢吊箱围堰体量和承受的荷载均较大9并且结构复杂9为了研究受力特性9确保施工安全9进行了整体非线性仿真分析9得出的结论9可以为同类结构的设计和施工

2、提供参考G关键词:钢吊箱围堰9施工技术9非线性仿真分析钢吊箱围堰是为了在无水环境下9施工深水高级钢9其隔舱采用双臂结构9两壁间距为1.5m9壁桩承台而设计的临时阻水结构9其优点在于施工简板内外面板厚均为6mm9竖向肋板采用L70>70>6便9可以避免深水基础施工中沉井~钢套箱围堰下沉角钢9间距为280*350mm不等9水平支撑系统由困难等问题9降低施工难度9定位准确且防水性能L80>80>6水平斜支撑和D180>12环板组成9竖好9节约材料9与沉井等方案相比可大大缩短施工工向间距为1.0m9主要起传递壁间荷载将两壁连为期

3、等G因此在大型桥梁深水桩基施工中得到了广泛整体9并提高围堰承载能力的作用9两壁板间在标高的应用9有必要对其施工技术及其受力特性进行研-10.442*-0.0m段浇注C20混凝土G底板由型究G但应该看到的是9由于钢吊箱围堰结构复杂9以钢组成9主要承受封底混凝土恒载和吊箱静载9封底往的计算分析多将其各个主要受力构件分离9分别混凝土顶面标高为-6.442m9底面标高进行简化计算9或在假定的基础上采用空间桁架进-10.442m9厚度4mG内部支撑共布置7道9最下层行分析9并不能反映各部分的协同工作9因此无法从内部支撑中心标高为-

4、1.742m9沿纵向和横向均整体上把握结构的整体力学性能G某长江大桥承台布置2根Z800>10的水平横撑9在标高0.858m和施工采用双壁钢吊箱围堰9几何尺寸为29.0m3.258m处布置2道水平支撑9由纵向和横向布置的(长)>15.5m(宽)>25.8m(高)>1.5m(隔舱1根Z800>10组成9其余5道内部支撑均由Z600>6厚)9施工时围堰内外最大水头高差达21.442m9围组成G内部支撑两端和内壁板相接处设置分配梁97堰的结构和受力复杂9承受荷载也较大9有必要进行道内部支撑间用3道竖向支撑相连G整体仿真分析G本

5、文对该钢吊箱围堰的施工方法及整体非线性仿真分析进行了研究G2施工技术综合考虑加工制作~运输方式~起重能力~下沉1概况工艺等要求9钢吊箱围堰采用分段拼装固定吊点下钢吊箱围堰顶面标高15.358m9封底混凝土底沉的施工工艺G即将钢吊箱平面分为12块9竖向分面标高-10.442m9总高度为25.8m9外轮廓线4个为5节9逐段施工9并且考虑水密性的要求9将各节角隅处为半径4m的倒角9主要由隔舱~底板~内部段在平面上设8个分离的隔舱G详细的施工工艺流支撑和支吊系统4部分组成G钢吊箱主要是抵抗箱程如图1所示9钢吊箱分节段接高下沉示意

6、如图2所内外水头差的结构9因此隔舱和内部支撑为最主要示G施工实践表明9这种施工方法不需要大型浮吊设的受力构件G隔舱主要包括内外壁板~竖向肋板和水备9不受风浪和季节的影响9不失为一种值得推荐的平支撑系统等几部分G钢吊箱围堰材料为C235-A施工方法G收稿日期:2005-05-202005年第8期徐爱军:钢吊箱围堰的施工技术及非线性仿真分析1单位:mm图2钢吊箱接高下沉施工示意图1钢吊箱施工工艺流程及施工荷载等G并根据<港口工程荷载规范>

7、况下的承载3整体非线性仿真分析模型的建立能力安全储备本文进行了结构的极限承载力分析G3-1计算工况的确定限于篇幅仅对隔舱~内部支撑~水平支撑角钢等各钢吊箱围堰一般分以下4种工况进行计算分主要组成部分在工况1实际最不利荷载组合~2-5倍析:拼装下沉~围堰内浇筑封底混凝土~围堰内抽干的工况1最不利荷载组合~工况2实际最不利组合以水施工承台前的工况以及施工承台工况G其中围堰及2-5倍的工况2最不利荷载组合的4种荷载情况内抽干水施工承台前的工况以及施工承台工况为最下结构的受力特性进行研究G不利工况本文着重对这两个工况下钢吊箱围堰

8、进3-3有限元模型的建立行整体非线性仿真分析G为了对施工过程中钢吊箱围堰的整体受力状况工况1:围堰内抽干水施工承台前的工况G此工进行全面了解并就各主要部分对其力学性能的影况钢吊箱围堰内外水头高差达21-442m3围堰双臂响进行研究采用通用有限元分析程序ANSYS建间混凝土已浇注完毕围堰双臂舱内不灌水G立了三维整体模型