樁基梁式多側墻預應力渡槽基于體系可靠度的優(yōu)化設計.pdf

1、渡槽是在渠道跨躍山谷、河流、道路(低于渠道)或與另一相交渠道時,采用的一種架空輸水建筑物,有著悠久的發(fā)展歷史,國內外設計施工技術較為成熟。但隨著我國跨流域調水工程的興建,大型、超大型渡槽展現(xiàn)出廣闊的應用前景,渡槽的結構型式和三維尺度均發(fā)生了前所未有的變化。
　　與以往輸水灌區(qū)上的渡槽相比,近年來我國南水北調工程中的渡槽,為了滿足大跨度、大流量輸水需要,表現(xiàn)出槽身寬、高、跨三維尺度空前巨大。由此導致了其迥然不同的結構特征:一是結構型

2、式新穎獨特(如槽身斷面有多側墻式、多縱梁式、矩形空腹梁式等等);二是巨大槽身的橫向撓曲和側向抗風穩(wěn)定等成為不可忽視的問題,以往的設計理論變得滯后和不相適宜;三是:巨大槽身多采用三維預應力結構提高其承載能力,軟基上承受渡槽巨大水荷載時多采用樁基承載系統(tǒng)。上述變化使得新型渡槽在設計、施工、運行管理等方面均面臨諸多新問題。
　　目前工程設計主要采用的是單一構件的安全系數(shù)法,即將結構體系分解為諸多單一構件,分別按確定性的安全系數(shù)準則設計,

3、保證單一構件的安全性。這將使所設計的結構與其實際情況在如下方面不相吻合:
　　(1)工程運行時實際上是以整個結構體系面對外界作用,遭遇偶然作用(如洪水、地震等)時更是如此,而單一構件安全,不能保證整個結構體系安全,提高構件的承載力,不一定能夠提高整個體系的承載力。
　　(2)結構在設計、施工、運行期間將受到諸多不確定因素的影響(如荷載的變異、材料性能的變異、工作條件的變異等等),尤其是渡槽新型式、新技術、新方法的首次使用更是

4、如此,而在安全系數(shù)法設計中,無法考慮上述不確定因素的影響。
　　鑒于上述,本文針對南水北調工程中多用的樁基梁式多側墻預應力渡槽,開展了如下方面的研究:
　　(1)對大寬跨比的槽身結構,進行了變形相容條件下的縱橫向分載研究,得到了水荷載在縱橫梁間的分配比率;
　　(2)利用分載結果,同時將影響結構體系安全的因素處理為隨機變量,開展了基于體系可靠度的渡槽結構優(yōu)化研究,所得優(yōu)化結果在降低建造費用的前提下,提高了體系的可靠度及