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超长桩基栈桥及施工平台结构力学特性研究
| 论文题名： | 超长桩基栈桥及施工平台结构力学特性研究 |
| 关键词： | 栈桥;超长桩基;施工平台;结构力学性能 |
| 摘要： | 近年来，在跨江跨海大型桥梁工程的修建中大量采用超长桩基的临时栈桥及施工平台，随着超长桩基在这些临时结构中的应用，造成了桩基沉桩过程及其结构承载力的安全性问题，而这些超长桩基的应用将对临时栈桥及施工平台结构的力学特性影响、影响因素、敏感性等问题都有待研究，这些问题决定了超长桩基栈桥的可靠性及施工平台的安全性。 本文以某地长江五桥施工中的超长桩基临时栈桥及施工平台为例，首先运用ABAQUS有限元软件模拟了55m钢管桩沉桩过程，采用位移贯入法对其沉桩过程中的最大Mises应力、竖向应力变化规律进行分析;然后运用Midas/Civil有限元软件对该超长桩基栈桥和施工平台在风、水流、大型重型运输车辆荷载及其组合作用下的力学状态进行计算分析;最后探讨了栈桥的超长钢管桩的桩基方案，分析了桩长、桩径、壁厚及桩间系梁间距对栈桥下部结构力学性能的敏感性问题。论文的主要研究结果如下: 1)55m钢管桩在沉桩过程中，桩体最大Mises应力与其入土深度呈正相关关系;桩体所受的最大Mises应力、竖向应力与桩径及壁厚呈负相关关系。 2)栈桥的贝雷梁及钢管桩的力学性能主要由重型车辆300t盾构机运输车车辆荷载控制设计;除贝雷梁外，施工平台结构构件的模拟在任意工况下都满足力学性能要求;通过对栈桥和施工平台的贝雷梁结构及栈桥桩顶横梁在最不利工况荷载作用下的最大组合应力和最大剪应力进行分析，提出了增加贝雷片数和加密横向分配梁加劲板布置间距等建议。在最不利荷载工况基本组合下，超长桩基栈桥和施工平台的第一阶临界荷载系数(K)均大于4，结构安全稳定性满足规范要求，并对栈桥和施工平台下部超长钢管桩基础进行入土深度复核，复核结果均满足要求。 3)该栈桥中超长桩基拟采用双排桩，但存在很大的优化空间;桩基长度、桩径和壁厚对下部结构力学性能的影响为:钢管桩的位移值和组合应力值随桩长的增加而增大，对栈桥的稳定性存在不利影响;随着桩径和壁厚的增大，钢管桩的位移值和组合应力值减小，栈桥的稳定性增加;增大平联与斜撑的间距或减小两者的层数，将对超长桩基结构的力学性能产生不利影响。 以上研究成果对完善本项工程的施工设计，保证该栈桥及施工平台的结构安全具有重要的指导意义，同时文中的建议也对今后类似工程的设计与施工提供参考价值。 |
| 作者： | 胡小雪 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 曾德荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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