超長(zhǎng)樁基棧橋及施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究.pdf

1、近年來，在跨江跨海大型橋梁工程的修建中大量采用超長(zhǎng)樁基的臨時(shí)棧橋及施工平臺(tái)，隨著超長(zhǎng)樁基在這些臨時(shí)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，造成了樁基沉樁過程及其結(jié)構(gòu)承載力的安全性問題，而這些超長(zhǎng)樁基的應(yīng)用將對(duì)臨時(shí)棧橋及施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性影響、影響因素、敏感性等問題都有待研究，這些問題決定了超長(zhǎng)樁基棧橋的可靠性及施工平臺(tái)的安全性。
　　本文以某地長(zhǎng)江五橋施工中的超長(zhǎng)樁基臨時(shí)棧橋及施工平臺(tái)為例，首先運(yùn)用ABAQUS有限元軟件模擬了55m鋼管樁沉樁過程，采用

2、位移貫入法對(duì)其沉樁過程中的最大Mises應(yīng)力、豎向應(yīng)力變化規(guī)律進(jìn)行分析;然后運(yùn)用Midas/Civil有限元軟件對(duì)該超長(zhǎng)樁基棧橋和施工平臺(tái)在風(fēng)、水流、大型重型運(yùn)輸車輛荷載及其組合作用下的力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算分析;最后探討了棧橋的超長(zhǎng)鋼管樁的樁基方案，分析了樁長(zhǎng)、樁徑、壁厚及樁間系梁間距對(duì)棧橋下部結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的敏感性問題。論文的主要研究結(jié)果如下:
　　1)55m鋼管樁在沉樁過程中，樁體最大Mises應(yīng)力與其入土深度呈正相關(guān)關(guān)系;樁體所受

3、的最大Mises應(yīng)力、豎向應(yīng)力與樁徑及壁厚呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　2)棧橋的貝雷梁及鋼管樁的力學(xué)性能主要由重型車輛300t盾構(gòu)機(jī)運(yùn)輸車車輛荷載控制設(shè)計(jì);除貝雷梁外，施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的模擬在任意工況下都滿足力學(xué)性能要求;通過對(duì)棧橋和施工平臺(tái)的貝雷梁結(jié)構(gòu)及棧橋樁頂橫梁在最不利工況荷載作用下的最大組合應(yīng)力和最大剪應(yīng)力進(jìn)行分析，提出了增加貝雷片數(shù)和加密橫向分配梁加勁板布置間距等建議。在最不利荷載工況基本組合下，超長(zhǎng)樁基棧橋和施工平臺(tái)的第一階臨

4、界荷載系數(shù)(K)均大于4，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求，并對(duì)棧橋和施工平臺(tái)下部超長(zhǎng)鋼管樁基礎(chǔ)進(jìn)行入土深度復(fù)核，復(fù)核結(jié)果均滿足要求。
　　3)該棧橋中超長(zhǎng)樁基擬采用雙排樁，但存在很大的優(yōu)化空間;樁基長(zhǎng)度、樁徑和壁厚對(duì)下部結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響為:鋼管樁的位移值和組合應(yīng)力值隨樁長(zhǎng)的增加而增大，對(duì)棧橋的穩(wěn)定性存在不利影響;隨著樁徑和壁厚的增大，鋼管樁的位移值和組合應(yīng)力值減小，棧橋的穩(wěn)定性增加;增大平聯(lián)與斜撐的間距或減小兩者的層數(shù)，將對(duì)超長(zhǎng)樁基