樁基梁式多側(cè)墻預(yù)應(yīng)力渡槽基于體系可靠度的優(yōu)化設(shè)計(jì).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(shí),采用的一種架空輸水建筑物,有著悠久的發(fā)展歷史,國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)施工技術(shù)較為成熟。但隨著我國(guó)跨流域調(diào)水工程的興建,大型、超大型渡槽展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,渡槽的結(jié)構(gòu)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(lái)我國(guó)南水北調(diào)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(dǎo)致了其迥然不同的結(jié)構(gòu)特征:一是結(jié)構(gòu)型

2、式新穎獨(dú)特(如槽身斷面有多側(cè)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(cè)向抗風(fēng)穩(wěn)定等成為不可忽視的問(wèn)題,以往的設(shè)計(jì)理論變得滯后和不相適宜;三是:巨大槽身多采用三維預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)提高其承載能力,軟基上承受渡槽巨大水荷載時(shí)多采用樁基承載系統(tǒng)。上述變化使得新型渡槽在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理等方面均面臨諸多新問(wèn)題。
　　目前工程設(shè)計(jì)主要采用的是單一構(gòu)件的安全系數(shù)法,即將結(jié)構(gòu)體系分解為諸多單一構(gòu)件,分別按確定性的安全系數(shù)準(zhǔn)則設(shè)計(jì),

3、保證單一構(gòu)件的安全性。這將使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與其實(shí)際情況在如下方面不相吻合:
　　(1)工程運(yùn)行時(shí)實(shí)際上是以整個(gè)結(jié)構(gòu)體系面對(duì)外界作用,遭遇偶然作用(如洪水、地震等)時(shí)更是如此,而單一構(gòu)件安全,不能保證整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安全,提高構(gòu)件的承載力,不一定能夠提高整個(gè)體系的承載力。
　　(2)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)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(shù)、新方法的首次使用更是

4、如此,而在安全系數(shù)法設(shè)計(jì)中,無(wú)法考慮上述不確定因素的影響。
　　鑒于上述,本文針對(duì)南水北調(diào)工程中多用的樁基梁式多側(cè)墻預(yù)應(yīng)力渡槽,開展了如下方面的研究:
　　(1)對(duì)大寬跨比的槽身結(jié)構(gòu),進(jìn)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(jié)果,同時(shí)將影響結(jié)構(gòu)體系安全的因素處理為隨機(jī)變量,開展了基于體系可靠度的渡槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究,所得優(yōu)化結(jié)果在降低建造費(fèi)用的前提下,提高了體系的可靠度及