深水區(qū)域特大型施工平臺及鋼吊箱結(jié)構(gòu)分析方法

內(nèi)容概要

本書詳細(xì)介紹了深水區(qū)域特大型施工平臺與鋼吊箱圍堰結(jié)構(gòu)分析方法及施工方案研究成果。作者以蘇通大橋墩臺設(shè)計施工經(jīng)驗，總結(jié)了包括大型鋼吊箱有限元數(shù)值設(shè)計分析方法研究，鋼吊箱結(jié)構(gòu)整體、局部應(yīng)力計算及穩(wěn)定性分析；鋼吊箱整體下放吊點布置及不同步性對吊箱應(yīng)力分析影響研究；鋼吊箱在風(fēng)荷載及地震作用下的動力響應(yīng)分析；鋼吊箱底板梁和底板受力機(jī)理及性能研究；橋隧人工島的設(shè)置研究；鋼吊箱結(jié)構(gòu)屈曲分析及造型優(yōu)化等。書中理論與實際結(jié)合緊密，分析詳細(xì)透徹。    本書可作為橋梁水工施工技術(shù)人員業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)用書，也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)師生教學(xué)參考書。

書籍目錄

1  緒論  1.1  深水施工平臺的力學(xué)特點及分類    1.1.1  施工平臺的力學(xué)特點    1.1.2  施工平臺的分類  1.2  鋼吊箱的力學(xué)特點及分類    1.2.1  鋼吊箱的力學(xué)特點    1.2.2  鋼吊箱的分類  1.3  深水施工平臺的研究現(xiàn)狀    1.3.1  國內(nèi)研究現(xiàn)狀    1.3.2  國外研究現(xiàn)狀  1.4  鋼吊箱結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀    1.4.1  國內(nèi)研究現(xiàn)狀    1.4.2  國外研究現(xiàn)狀2  施工平臺及鋼吊箱的有限元建模  2.1  臨時施工平臺與鋼吊箱模型特點    2.1.1  施工平臺模型特點    2.1.2  鋼吊箱模型特點  2.2  施工平臺的有限元建模    2.2.1  單元選擇    2.2.2  有限元模型    2.2.3  施工工況    2.2.4  邊界與加載  2.3  鋼吊箱的有限元建模    2.3.1  確定單元    2.3.2  有限元模型    2.3.3  邊界條件    2.3.4  計算工況    2.3.5  荷載取值3  施工平臺的靜力學(xué)計算  3.1  引言  3.2  有限元法簡介    3.2.1  有限元法的基本原理    3.2.2  等參單元  3.3  有限元模型    3.3.1  單元簡介    3.3.2  施工平臺有限元模型  3.4  計算結(jié)果及分析    3.4.1  計算結(jié)果    3.4.2  對計算結(jié)果的分析4  施工平臺動力特征及隨機(jī)動力響應(yīng)分析  4.1  工程概況  4.2  施工平臺動力特征分析  4.3  施工平臺在波浪力作用下的隨機(jī)動力響應(yīng)分析    4.3.1  諧響應(yīng)分析    4.3.2  譜分析  4.4  設(shè)計計算參數(shù)對平臺動力特征和動力響應(yīng)的影響    4.4.1  平連鋼管不同直徑對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響    4.4.2  剪刀撐不同壁厚對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響    4.4.3  上部縱橫向分配梁對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響5  鋼吊箱圍堰的靜力學(xué)計算  5.1  引言  5.2  設(shè)計參數(shù)  5.3  工況分析  5.4  傳統(tǒng)計算模式    5.4.1  荷載取值    5.4.2  主要計算工況和內(nèi)容    5.4.3  計算分析    5.4.4  傳統(tǒng)計算模式的特點  5.5  有限元模型    5.5.1  單元簡介    5.5.2  鋼吊箱圍堰模型  5.6  計算結(jié)果及分析    5.6.1  計算結(jié)果    5.6.2  對計算結(jié)果的分析6  鋼吊箱臺動力特征及隨機(jī)動力響應(yīng)分析  6.1  鋼吊箱動力特征分析    6.1.1  八邊形鋼吊箱動力特性分析    6.1.2  橢圓形鋼吊箱動力特性分析    6.1.3  啞鈴狀鋼吊箱動力特性分析  6.2  波浪力作用下鋼吊箱動力性能分析    6.2.1  諧響應(yīng)分析    6.2.2  譜響應(yīng)分析  6.3  風(fēng)荷載作用下鋼吊箱動力性能分析7  超大型深水鋼吊箱施工關(guān)鍵技術(shù)  7.1  超大型深水鋼吊箱的加工、拼裝施工技術(shù)研究    7.1.1  鋼吊箱底板的加工與拼裝    7.1.2  鋼吊箱壁板的加工與拼裝    7.1.3  鋼吊箱內(nèi)支撐的加工和拼裝    7.1.4  桁架的加工與拼裝    7.1.5  拉壓桿制作與安裝    7.1.6  南5號，北4號主墩鋼吊箱拼裝的區(qū)別  7.2  超大型深水鋼吊箱下放施工技術(shù)研究    7.2.1  整體吊裝下放施工工藝    7.2.2  計算機(jī)控制同步分節(jié)下放施工工藝    7.2.3  計算機(jī)控制同步整體下放施工工藝  7.3  超大型深水鋼吊箱定位施工技術(shù)研究    7.3.1  定位難點及對策    7.3.2  定位的精度要求    7.3.3  平面位置調(diào)整及控制    7.3.4  標(biāo)高及垂直度控制    7.3.5  利用潮汐進(jìn)行定位  7.4  封底混凝土的施工技術(shù)研究    7.4.1  鋼吊箱底板的堵漏    7.4.2  導(dǎo)管的布設(shè)    7.4.3  封底混凝土效果    7.4.4  自流平混凝土的設(shè)計及力學(xué)性能    7.4.5  封底混凝土澆筑技術(shù)研究    7.4.6  封底混凝土的測控8  橋隧結(jié)合部的人工島  8.1  橋隧結(jié)合的特點和方法    8.1.1  橋隧結(jié)合的特點    8.1.2  橋梁和隧道的過渡方法  8.2  橋隧結(jié)合部人工島的類型    8.2.1  人工島結(jié)構(gòu)形式    8.2.2  島身填筑方法    8.2.3  橋梁與人工島過渡段的技術(shù)措施  8.3  人工島的尺寸和形狀    8.3.1  人工島尺寸的確定    8.3.2  人工島的形狀  8.4  橋隧結(jié)合部人工島的施工    8.4.1  施工步驟    8.4.2  施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題  8.5  小結(jié)9  鋼吊箱的結(jié)構(gòu)屈曲分析和選型優(yōu)化  9.1  結(jié)構(gòu)屈曲分析概述    9.1.1  屈曲的相關(guān)理論    9.1.2  屈曲分析的概念    9.1.3  屈曲分析的類型  9.2  超大型深水鋼吊箱的屈曲分析    9.2.1  整體屈曲分析    9.2.2  局部屈曲分析  9.3  屈曲分析與靜力分析的比較  9.4  鋼吊箱的屈曲分析小結(jié)  9.5  結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化相關(guān)理論    9.5.1  結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化概述    9.5.2  結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化算法及過程    9.5.3  基于參數(shù)化有限元分析的結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化  9.6  鋼吊箱的結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化分析    9.6.1  鋼吊箱結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化策略    9.6.2  鋼吊箱結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化分析    9.6.3  鋼吊箱結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化分析  9.7  鋼吊箱結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1　緒論　　1.1　深水施工平臺的力學(xué)特點及分類　　1.1.1 施工平臺的力學(xué)特點　　橋梁深水樁基施工平臺，受周圍環(huán)境、群樁結(jié)構(gòu)、施工過程各方面的影響，主要具有以下特點：　　（1）影響因素眾多。施工平臺屬于施工臨時結(jié)構(gòu)且處于深水區(qū)，有區(qū)別于永久性構(gòu)筑物的特殊之處，因此其設(shè)計受到易操作性、水位變化、周期長短、施工工藝以及經(jīng)濟(jì)效益等眾多因素的制約。當(dāng)建造于近海時，還需考慮海潮、波浪、臺風(fēng)、海水腐蝕等環(huán)境因素?！　。?）施工平臺必須在水中或水上搭設(shè)，其建設(shè)施工過程難度較大。　?。?）施工平臺的形成和使用過程中，其應(yīng)力狀態(tài)是不斷變化的。一方面，平臺的剛度是隨著鋼管樁或鋼護(hù)筒的插打及平聯(lián)的連接而逐漸形成的；另一方面，在使用階段其上有大量的施工設(shè)備和人員，并且鉆機(jī)施鉆時產(chǎn)生的反力也不斷變化，從而荷載組合紛繁復(fù)雜。另外，對于有特殊施工工藝要求的平臺，在施工過程中形式也有可能改變，加之已澆筑的灌注樁剛度和承載力仍有一個緩慢形成的過程。因此，存在上述諸多變化著的因素，使這樣一種由未完成的樁及施工平臺系統(tǒng)組成的暫態(tài)結(jié)構(gòu)，常常是危險的?！　。?）深水樁基施工平臺與海上采油平臺等水上建筑一樣，樁身和豎向的管樁穿過水流和土層，既要承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，又要受水流、風(fēng)浪的沖擊和樁周土的作用，各相相互作用，構(gòu)成了平臺一群樁一水流一土體的復(fù)雜系統(tǒng)?！　。?）固定式的深水樁基施工平臺，由于支承鋼管樁的豎向尺寸遠(yuǎn)大于截面尺寸，即為細(xì)長薄壁桿件，因而施工平臺的穩(wěn)定問題在各受力階段均尤為重要。顯然，單根鋼管樁懸臂時的穩(wěn)定性考慮更不可或缺。

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