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气囊出运隧道管节工艺设计与模型计算
| 论文题名： | 气囊出运隧道管节工艺设计与模型计算 |
| 关键词： | 沉管隧道;管节;工艺设计 |
| 摘要： | 沉管隧道是20世纪才发展完善的一种隧道结构形式，由于沉管隧道具有明显的优越性近年来被愈来愈多地应用于工程实践中，在国内沉管隧道建设还处于发展完善阶段，并且具备广泛的应用前景。本文就沉管隧道建设中沉管管节预制出运这一关键工序展开研究。 在回顾沉管隧道建设发展的历史进程和对沉管隧道优越性的讨论比较基础上，就目前沉管管节预制出运的现状进行分析比较，找出各种工艺方法的优缺点，进而结合气囊搬运技术，提出专业预制厂预制沉管管节，气囊搬运上驳的管节预制出运新工艺，通过分析比较这一新工艺具有投资少、工期短、占用资源少等优点。 根据气囊搬运重件在水运工程中成功运用的实践经验，结合实际沉管隧道工程建设，本文针对一具体工程进行了气囊出运沉管管节的工艺设计。通过试算，选取44排直径1m的超高压气囊，气囊摆放间距为1.8m，进行15100T隧道管节水平搬运。这一工艺设计符合施工操作的要求。 由于隧道管节具有长度长，重量大、抗裂要求高等特点，文中采用Ansys软件仿真模拟验算气囊工作过程中的压力和管节应力。对气囊进行分析计算时，分别采用SHELL 51轴对称壳单元、PLANE 82平面单元、SOLID 95实体单元对气囊分别进行建模分析。采用平面单元模拟气囊二维变形图与实际情况相吻合。推荐采用二维计算模型模拟气囊在内压情况下的应力应变情况。 在进行气囊搬运管节过程的分析计算中，文中根据气囊搬运过程中的不同情况选取三种不同荷载组合工况进行计算，分析计算中沉管管节采用BEAM 4梁单元，气囊作用采用LINK 10弹簧单元模拟。计算结果表明在工况五(出运通道出现-5cm的凹点)管节产生最大应力(应力值为：92679Pa)，在工况六(管节一半上船，一半在岸，基床及甲板产生10cm沉降)气囊产生最大应力(应力值为：1865 31Pa)。在所有计算工况中气囊和管节应力均小于设计要求，满足结构的抗裂要求，整个工作过程处于安全状态。 |
| 作者： | 卢书明 |
| 专业： | 港口海岸及近海工程 |
| 导师： | 林钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中山大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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