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大流速卵石区栈桥静动力分析及安全性评价
| 论文题名： | 大流速卵石区栈桥静动力分析及安全性评价 |
| 关键词： | 栈桥;水流动荷载;卵石冲击;安全性评价 |
| 摘要： | 处于大流速卵石区的栈桥受力复杂，而目前对于处于该条件下的栈桥研究较少，尚未编制有关规范，一般是凭经验或参照类似工程利用传统计算方法对栈桥进行静力计算而忽略水流动荷载及卵石冲击荷载效应的影响。 为了揭示水流动荷载及卵石冲击荷载对栈桥的影响程度，本文将依托西固黄河大桥施工栈桥工程实例，从是否考虑水流动荷载与卵石冲击荷载入手，对大流速卵石区条件下的栈桥展开静力分析和动力分析，由于该条件下栈桥基础受力复杂而可能导致安全性降低，因此本文将在静、动力分析的基础上对该栈桥做出安全性评价。 本文首先在不考虑水流动荷载及卵石冲击荷载的情况下对栈桥进行了静力分析，静力分析采用了工程实例中常采用的传统的计算方法。其次，本文基于Morison方程和Hertz理论计算了水流动荷载与卵石冲击荷载，选取流速变化过程中的一定的时间长度，将水流动荷载及荷载范围转换成有关时间的函数关系式，计算不同流速下产生移动的卵石的直径大小和冲击力大小，将冲击力作为周期力，计算得到其与时间的关系曲线图。然后在考虑水流动荷载、卵石冲击荷载的情况下对栈桥展开动力分析。最后将静、动力分析结果进行对比研究，揭示水流、卵石冲击荷载特性对栈桥的影响程度和影响规律，针对依托工程做出了安全评价。 本文研究发现，洪水来临时水流速较大，且流速及水深都随时间而变化，栈桥基础受到的水流动荷载及荷载作用范围都处于动态变化中，水流速增大到一定程度又将引起河床卵石的启动并随水流推移，移动的卵石将冲击栈桥基础，因此处于大流速卵石区的栈桥基础将受到水流动荷载及卵石冲击荷载共同的动力作用。 研究结果表明，研究对象符合安全要求，但在考虑水流动荷载及卵石冲击荷载的情况下栈桥基础产生了振动，并且基础内力及桩顶横向位移都比静力分析结果有所放大，安全系数降低。这表明在黄河流域乃至其他大流速卵石区的类似工程中不可忽视水流动荷载及卵石冲击荷载效应，应该深入研究，完善相关标准和规范。 |
| 作者： | 高兴赞 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 何雄君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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