某双壁钢围堰结构计算分析.pdf

《某双壁钢围堰结构计算分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2017年第2期(总第203期)江西建材交通工程某双壁钢围堰结构计算分析■杨杰，陈新■重庆交通大学土木工程学院，重庆400074摘要:双壁钢围堰是大型深水基础修建时必要的挡水结构，其刚度大，施工方中现象。围堰壁板、环板结构采用Q345钢材，材料强度高，有较大安便，有很大的优越性及经济效益。本文针对某双壁钢围堰，对结构受力全储备。体系进行分析，并计算结构承载能力及稳定性。为相关工程提供借鉴。3．2稳定性计算关键词:双壁钢围堰MIDAS稳定性对于钢结构受压构件需进行稳定性验算，钢围堰结构应该按照稳定性要求进行控制。跨江、跨海大桥中，有时需

2、要修建深水基础，为了保证承台及墩柱3．2．1角钢平撑干施工，需要修筑围堰作为挡水结构。常用的围堰有土石围堰、钢吊箱角钢平撑作为传力构件，主要承受轴力，弯矩较小，可以按照轴心围堰、钢板桩围堰、双壁或单壁钢围堰等。钢围堰设计时，应根据桥墩受压构件考虑。在围堰接高下沉过程中，受到外界水压作用，平撑主要［1］及承台形式、水位高度、河床地质、总体造价等因素进行选择。受压，此时需调整夹壁内水位以保证平撑稳定性。堰内抽水完成后，夹1双壁钢围堰受力分析壁内按照设计要求灌注水，夹壁水位之下，角钢平撑有受拉的趋势，这对于较大深度的基础施工，常用到双壁钢围

3、堰。双壁钢围堰结构对平撑是有利的;但夹壁水位之上，受到外界水头压力作用，平撑受压，刚度大，工序单一，施工方便。从受力体系上看，在外界水压作用下，圆应特别予以关注。根据《钢结构设计规范》及《钢结构稳定设计原理》形钢围堰受力比较匀称。在平面上，内、外环板和角钢平撑组成圆环桁中相关规定，计算角钢平撑在各轴方向的长细比及换算长细比，同时考架体系，作为主要的受力结构，壁板搭接在环板上将水压力传递给环形虑单角钢连接时的强度折减，计算临界失稳应力。桁架，因此结构内均产生较大轴力;在竖向上，钢围堰底部固结，上部开3．2．2内撑钢管压弯稳定性验算口，相

4、当于侧向受滑动约束的悬臂桁架，为受弯构件。一般来说在夹壁作为主要承压构件，应按照《钢结构设计规范》验算压弯稳定性。混凝土顶部附近将有较大径向位移，产生“收腰”现象，在设计上，由于根据有限元计算的结果，钢管端弯矩产生的应力较小，约占总体应力的围堰上部水压较小，通常会改变结构厚度以达到节省材料的目的，因此1%过程的监测控制中，可根据轴心受压构件的计算公式反推临界轴大应力区不仅发生在最深水位处，在水压不大但壁板较薄的位置也会力，同考虑90%的折减。由于钢管直径与壁厚之比较大，应根据《钢结产生较大应力。自九江大桥开始，国内有30余座桥梁中成功

5、采用双壁构稳定设计指南》及《海上移动平台入级建造规范》中对钢管局部稳定钢围堰技术。随着技术的发展，双壁钢围堰不仅限于圆形，根据实际工性计算的公式，计算钢管局部屈曲临界应力。程发展出了圆端－矩形双壁钢围堰、哑铃型双壁钢围堰、异性双壁钢围3．2．3环板稳定计算堰等，受力体系也可参照圆形钢围堰。特别是武汉军山长江大桥的异环板受到由壁板传递的径向水压力，产生较大轴向应力，应考虑稳［2］性双壁钢围堰，其结构形式为今后钢围堰的设计提供思路。定性。环板焊接于壁板上，平面内失稳受到限制，但可能发生平面外失2工程案例稳。内、外环板与平撑组成圆环桁架结构

6、，承受由水压的径向力，环板本工程位于长江三峡库区重庆河段，水位较深。由于地处三峡库［3］中产生轴向压力，环板由此可能产生平面外失稳。由于环板宽厚比区，蓄水时水位深度可达40多米，为保证承台及墩身干施工，建造双壁b350==17．5＜25，竖向有竖肋支撑，且计算失稳应力较大，可以钢围堰钢作为挡水结构。钢围堰平面上呈“哑铃型”，由两个半圆及中t20间竖箱组成，总长29．9m、总宽20．7m，夹壁厚度2m。围堰竖向最大高认为环板不会发生失稳。环板应力按照强度控制，即控制环板最大应度为41m。钢围堰平面上划分为8个环体，竖向分为6个节段，节段

7、1力295Mpa。对于较厚环板，且端部加肋，可不考虑平面外失稳。至节段6(从下往上)高度分别为7m+7m+6m+7m+6m。竖向上设4结论置6道钢管支撑，分别支撑于围堰竖箱上。(1)通过计算分析，改围堰结构安全储备较大，满足使用要求。3结构计算分析(2)环板、壁板为主要受力构件，承受较大轴向压力，因此节段拼装时使用通用有限元midas/civil计算。结构模型中，采用板单元模拟保证对接精度。(3)在夹壁水位之下，角钢平撑以拉力为主;夹壁水位内外壁板、水平环板、竖向隔舱板;采用梁单位模拟竖肋、角钢平撑、钢之上的平撑受到一定压力，使用过程

8、中应注意控制。管内撑;采用实体单元模拟封底混凝土、夹壁混凝土。结构模型在封底混凝土底部固结。根据《公路桥涵设计通用规范》－JTGD60—2015参考文献计算动水压力及荷载组合系数。［1］许红胜，颜东煌，黄元群．深水基础钢