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大型沉井基于建造过程的前期变位控制研究
| 论文题名： | 大型沉井基于建造过程的前期变位控制研究 |
| 关键词： | 大型沉井;建造过程;前期变位控制;计算模型;控制措施 |
| 摘要： | 大型沉井基础是悬索桥重力式锚碇常用的人工基础形式之一，后期主要承受巨大的主缆拉力，为满足主塔以及整个桥梁体系的稳定要求，沉井锚碇的最大水平位移与竖向位移均须控制在一定数值范围，以保证桥梁的受力状态与设计状态保持一致。在大型沉井下沉到位后的封底、填仓、井盖浇筑以及锚体浇筑等一系列前期建造过程中，沉井的竖向变位较大，沉降值的大小决定了锚固系统的安装精度并显著影响运营后期桥梁的整体刚度。因此，准确计算大型沉井建造过程的前期变位并采取相应控制措施，对悬索桥梁显得尤为重要。本文受江苏省自然科学基金(BK2011614)资助，主要研究大型沉井下沉到位后、锚体浇筑完成这一前期建造过程中产生的变形特性。 本文以马鞍山长江公路大桥南锚碇大型沉井工程为依托，首先以室内土工试验为基础，通过试验数据分析了土体卸荷比-回弹模量、卸荷比-回弹比率、卸荷比-回弹率之间的关系。试验结果表明：土体回弹变形是随着卸荷量逐渐增加土体回弹模量逐渐减小的过程，其中，卸荷比是决定回弹变形量的关键因素；采用回弹变形简化计算方法并结合试验数据计算了沉井下沉完成后沉井基底土体的回弹量，通过与实测数据比较，其计算结果可为控制沉井竖向变位提供依据； 其次，以现有地基沉降计算方法为基础，分别采用修正的分层总和法、等代墩基法、切线模量法计算沉井在锚体浇筑完成后产生的沉降值，并与实测数据进行对比，结果表明：修正的分层总和法能较为准确的预估沉井前期建造过程中的沉降值，该法适合于大型沉井基础的沉降估算，可为沉井的初步设计提供参考； 最后，利用ABAQUS有限元程序建立南锚碇沉井的计算模型，对不同工况(沉井封底、填仓、井盖浇筑以及锚体浇筑)下的施工过程进行了模拟，全面揭示了各工况下锚碇沉井基础的变形变位规律。计算结果表明：大型沉井在施工建造过程中的变位以均匀沉降、不均匀沉降和转动为主；大型沉井的封底分区效应明显，即先封底的区域在整个沉井封底过程中的累积沉降量小，后封底区域在整个沉井封底过程中的累积沉降量大；沉井下沉到位后的清基过程对沉井竖向变位有较大影响；根据上述研究成果，初步提出了大型沉井前期建造过程的变位控制措施。 |
| 作者： | 龚丛强 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 穆保岗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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