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水中悬浮隧道概念设计及其关键技术研究
| 论文题名： | 水中悬浮隧道概念设计及其关键技术研究 |
| 关键词： | 水中悬浮隧道;概念设计;可行性;总体设计;荷载;主要结构设计;安全结构;波流联合作用;水致振动;振动控制 |
| 摘要： | 水中悬浮隧道的研究历史虽然很短,但得到了很多人的关注.究其原因在于这种结构形式的新颖性和潜在的应用前景.作者有幸参与了国内第一个水中悬浮隧道科研项目,并以此为背景撰写了冠名为"水中悬浮隧道概念设计及其关键技术"的该文,希望所做工作能为中国浮隧道工程的探索性研究略尽绵薄之力.为了很好地完成博士论文的撰写,同时又能使浮隧道结构的知识得到普及,作者在论文切入点上思考了许久,几经迂回,后决定点面结合,分两个层次予以展开.面上的研究涵盖了对浮隧道的认知、可行性研究、总体设计、荷载研究、主要结构研究和安全性研究,目的是较为完整和系统地描述浮隧道结构体系,搭建浮隧道的总体框架.对于像浮隧道这种现有资料相对零碎的结构物,作者认为面的研究是很有必要的.点上的研究集中在浮隧道关键技术问题的分析和探讨上,包括浮隧道的波流联合作用理论研究、设计中的波浪作用力研究、水致振动和振动控制研究.论文分别研究了属于永久荷载、功能荷载、变形荷载、环境荷载和偶然荷载的28种荷载,对部分荷载提出了创新性的建议.荷载部分还涉及到施工流程、施工工况和荷载组合的研究.浮隧道主要结构的研究包括锚索结构、基础、管体结构、接头等,分析的重点在于结构形式和材料特性,但对基础的抗拔计算和接头主要构件的计算也进行了研究;浮隧道结构安全性的研究包括了防水问题、通风问题、照明问题和消防问题,对浮隧道的防水问题提出了相对应的原则,并分别研究了"防"和"排"的措施.在研究通风和照明的必要性和特点的基础上,根据现有相似工程规范,总结了适合浮隧道的通风和照明设计的计算方法.在分析浮隧道火灾特点的基础上,对消防问题提出了"防"与"控"的措施.浮隧道的水致振动的研究,是基于类比相近工程研究成果,提出了浮隧道的可能振动形式,并对各种振动形式的机理进行了研究;水致振动中的涡激振动的理论的研究;基于离散涡的方法对钝形断面的涡激振动进行了数值风洞研究;对柔性锚索和刚性锚索,分别推求了锁定流速计算公式,并根据公式计算了锁定流速范围;基于尾流振荡模型计算了锚索的涡激振幅;基于材料和荷载的非线性研究了锚索涡激振动的非线性.浮隧道的振动控制部分集中分析和探讨了研究了被动控制方法、主动控制方法和混合控制方法.对被动控制方法的减振索控制方法的机理及效果进行了计算研究,结果表明减振索方法效果是理想的. |
| 作者： | 李剑 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李永盛 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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