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      大型景觀云橋的水中鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁設計分析

      發布時間:2020-12-10 09:45所屬分類:建筑工程加入收藏

      摘 要:通過鳳翔洲景觀云橋工程北橋水中鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎工程的施工過程,詳細介紹了臨時鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎工程的搭設方案,

        摘 要:通過鳳翔洲景觀云橋工程北橋水中鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎工程的施工過程,詳細介紹了臨時鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎工程的搭設方案,并以此對棧橋和鋼管樁結構進行驗算。在對棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎進行驗算時,利用空間計算軟件Midas civil,建立棧橋有限元分析模型,結合棧橋的實際荷載對鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎的整體模型進行了承載力驗算,從而確保了鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎的強度、剛度及穩定性。

        關鍵詞:鋼棧橋;鋼管樁基礎;穩定性分析

      建筑結構學報

        1 概述

        伴隨著橋梁施工技術的發展,輔助其施工的鋼棧橋及鋼平臺施工在國內也得到了迅速的發展。棧橋作為水上施工的重要通道,在不同的水文地質條件下,特別是在應對復雜惡劣條件下的棧橋設計施工成為項目成功關鍵。因此研究對該地質及水流條件棧橋及平臺施工技術是十分有必要的,國內外相關學者也對該難題進行了一定程度的研究,并獲取了一些研究成果。

        李垚等[1]、伊凱[2]、任加亮[3]、王雪元[4]等采用RBCCE 軟件等不同方法,提出了針對淺覆蓋層深水急流裸巖地層等復雜惡劣條件下的棧橋及平臺設計施工的方法。Weining Sui等[5]進行了鋼管混凝土柱的準靜態試驗和有限元(FE)分析,提出了經驗公式來描述這種橋墩在極限荷載條件下的工程應用極限強度和延性。封帆[6]借助Matlab神經網絡工具箱,為鋼管樁穩定性預測分析提供了借鑒與參考。張小鵬[7]、史雙濤[8]等通過Midas civil計算軟件模擬計算混凝土簡支梁在移動集中力作用下的動力特性,并對比靜力分析法,沖擊系數法和時程分析法在臨時鋼棧橋設計計算中的差異和應用。Yanguo Hou[9]通過實驗測試了支架在垂直荷載下的極限荷載能力,揭示了失效是由中跨附近的頂部桁條的屈曲引發的。

        但國內外學者針對復雜、惡劣條件下的棧橋及平臺設計分析方面涉足不多,因此研究鋼棧橋及鋼管樁在不同荷載作用下的整體穩定性是十分必要的。本文通過應用Midas civil建立棧橋有限元分析模型,結合棧橋的實際荷載對鋼棧橋及臨時支撐鋼管樁基礎的整體模型進行了承載力驗算,得出了在不同工況下應對鋼棧橋及鋼管樁基礎的設計要點。

        2 工程概況

        鳳翔洲景觀云橋橋梁總長1935.01m。主橋總長1121.88m,包括南橋、中棧橋、北橋三部分,南主橋跨衢江南側支流及衢江航運主航道,長409.16m;中棧橋為鳳翔洲洲頭空中棧道,長361.52m;北橋跨衢江北側支流,長354.2m。引橋和匝道總長為810.13m,包括南引橋132.16m、南匝道228.93m、中匝道168.77m、北引橋145.74m及北匝道134.53m。

        沿線場地范圍內地基土自上而下可劃分為四個工程地質層,各巖土層分布情況如下:(1)素填土(Q4ml);(2)卵石(Q4pl);(3)中風化泥質粉砂巖(K);(4)中風化砂礫巖(K)。

        2.1 工程設計荷載

        施工鋼棧橋主要需滿足施工階段重型設備及材料運輸的需要,如樁基施工階段大型旋挖機、履帶吊、大直徑鋼護筒及鋼筋籠轉運等,施工荷載主要選取以下幾類典型工況:

        輪式荷載:12m3砼罐車,最大裝載9m3混凝土=9×2.4t=21.6t;混凝土攪拌車自重25t。總荷載為46.6t。

        履帶荷載:150t履帶吊自重及配重128.362t+最大吊重56t(考慮現場代表性的最大荷載車輛)。

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