新型電力工作井力學(xué)性能及應(yīng)用研究.pdf

1、從國(guó)內(nèi)外工作井的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，預(yù)制混凝土裝配式工作井是電纜管道裝配化快速施工技術(shù)中重要一環(huán)，與柔性接口PVC管的鋪設(shè)配合，可力爭(zhēng)達(dá)到傍晚開(kāi)槽、快速安管、連夜還土、天明還路的快速施工目標(biāo)。開(kāi)展預(yù)制混凝土裝配式工作井的研究，實(shí)現(xiàn)快速施工，是貫徹市建委《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)工程排堵保暢監(jiān)督管理的通知》的需要；可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)面積，減少施工噪聲對(duì)環(huán)境造成的污染；可以減少部分前期拆遷、道路恢復(fù)等費(fèi)用，而且可最大限度地減少施工對(duì)道路交通及居民生活的影響

2、；同時(shí)，它容易做到井體和管線柔性密合聯(lián)接，避免了對(duì)地下水的污染，其產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。此外，作為一種新型的替代傳統(tǒng)的砌塊工作井和現(xiàn)澆工作井的施工技術(shù)，預(yù)制裝配式工作井具有良好的整體性能、易回填、抗震性能好，顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。 論文依托同濟(jì)大學(xué)與上海市電力公司的合作項(xiàng)目，首先進(jìn)行了預(yù)制裝配式電力工作井的靜力、動(dòng)力和防水試驗(yàn)，全面研究了預(yù)制工井的各項(xiàng)性能。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，論文通過(guò)有限元軟件對(duì)靜力試驗(yàn)進(jìn)行了模擬，將

3、結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，并為結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了建議。然后，本文對(duì)預(yù)制電力工作井的構(gòu)件塊進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以供參考。論文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下： (1)靜力、動(dòng)力、閉水試驗(yàn)。靜力試驗(yàn)采取分級(jí)堆載的方法，用兩個(gè)千斤頂進(jìn)行加載，以模擬實(shí)際車輛荷載作用下汽車的兩個(gè)后輪同時(shí)作用于工作井上表面時(shí)最不利情況。動(dòng)荷載試驗(yàn)采用直接在工井上方混凝土路面上施加汽車動(dòng)荷載的方法對(duì)工井的性能進(jìn)行研究，試驗(yàn)中考慮了汽車啟動(dòng)

4、和汽車制動(dòng)兩種最不利工況。閉水試驗(yàn)采取在現(xiàn)場(chǎng)基坑中工井的四周注水的方法，來(lái)模擬實(shí)際地下水和工井旁邊可能發(fā)生水管爆裂的不利情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，在靜載以及動(dòng)荷載作用下，工井的鋼筋應(yīng)力、混凝土表面拉裂縫、構(gòu)件接縫最大開(kāi)合度、工井頂面沉降等指標(biāo)均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，顯示出良好的力學(xué)性能。此外，工井的整體剛度及防水也滿足要求。工井的設(shè)計(jì)合理、可靠。 (2)有限元模擬。通過(guò)有限元分析軟件Marc對(duì)預(yù)制工作井進(jìn)行靜力試驗(yàn)?zāi)M，并將模擬結(jié)果(混凝

5、土應(yīng)力應(yīng)變、裂縫寬度等)與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，不斷修正計(jì)算模型和相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)，以使兩者較為吻合，從而為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)工作積累經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)有限元模擬還得到了原試驗(yàn)中沒(méi)有獲得或不易求得的結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變分布、結(jié)構(gòu)變形、螺栓受力、土體受力等數(shù)據(jù)，可以更好地為進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供參考。 (3)預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文采用后張法無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的要求對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，對(duì)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)中涉及到的荷載計(jì)算、正截面強(qiáng)度設(shè)計(jì)、斜截面強(qiáng)度設(shè)

6、計(jì)、構(gòu)件的變形計(jì)算、抗震設(shè)計(jì)要求、疲勞設(shè)計(jì)、裂縫計(jì)算、預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)期損失、張拉力及張拉值計(jì)算、后張無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工以及后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的構(gòu)造要求進(jìn)行了總結(jié)和歸納，并給出了預(yù)應(yīng)力管片的設(shè)計(jì)方案和試驗(yàn)方案(構(gòu)件接頭試驗(yàn)、預(yù)應(yīng)力張拉試驗(yàn)、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件整環(huán)加載試驗(yàn)和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉反拱試驗(yàn))。此外，在對(duì)結(jié)構(gòu)短邊方向進(jìn)行預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)邊方向也給出了預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方案。最后應(yīng)用相關(guān)理論對(duì)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，并給出了計(jì)算書(shū)。用預(yù)應(yīng)力方法對(duì)預(yù)制