水中懸浮隧道概念設(shè)計及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、水中懸浮隧道的研究歷史雖然很短,但得到了很多人的關(guān)注.究其原因在于這種結(jié)構(gòu)形式的新穎性和潛在的應(yīng)用前景.作者有幸參與了國內(nèi)第一個水中懸浮隧道科研項目,并以此為背景撰寫了冠名為"水中懸浮隧道概念設(shè)計及其關(guān)鍵技術(shù)"的該文,希望所做工作能為中國浮隧道工程的探索性研究略盡綿薄之力.為了很好地完成博士論文的撰寫,同時又能使浮隧道結(jié)構(gòu)的知識得到普及,作者在論文切入點(diǎn)上思考了許久,幾經(jīng)迂回,后決定點(diǎn)面結(jié)合,分兩個層次予以展開.面上的研究涵蓋了對浮隧道

2、的認(rèn)知、可行性研究、總體設(shè)計、荷載研究、主要結(jié)構(gòu)研究和安全性研究,目的是較為完整和系統(tǒng)地描述浮隧道結(jié)構(gòu)體系,搭建浮隧道的總體框架.對于像浮隧道這種現(xiàn)有資料相對零碎的結(jié)構(gòu)物,作者認(rèn)為面的研究是很有必要的.點(diǎn)上的研究集中在浮隧道關(guān)鍵技術(shù)問題的分析和探討上,包括浮隧道的波流聯(lián)合作用理論研究、設(shè)計中的波浪作用力研究、水致振動和振動控制研究.論文分別研究了屬于永久荷載、功能荷載、變形荷載、環(huán)境荷載和偶然荷載的28種荷載,對部分荷載提出了創(chuàng)新性的建

3、議.荷載部分還涉及到施工流程、施工工況和荷載組合的研究.浮隧道主要結(jié)構(gòu)的研究包括錨索結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、管體結(jié)構(gòu)、接頭等,分析的重點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)形式和材料特性,但對基礎(chǔ)的抗拔計算和接頭主要構(gòu)件的計算也進(jìn)行了研究;浮隧道結(jié)構(gòu)安全性的研究包括了防水問題、通風(fēng)問題、照明問題和消防問題,對浮隧道的防水問題提出了相對應(yīng)的原則,并分別研究了"防"和"排"的措施.在研究通風(fēng)和照明的必要性和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)有相似工程規(guī)范,總結(jié)了適合浮隧道的通風(fēng)和照明設(shè)計的計算

4、方法.在分析浮隧道火災(zāi)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對消防問題提出了"防"與"控"的措施.浮隧道的水致振動的研究,是基于類比相近工程研究成果,提出了浮隧道的可能振動形式,并對各種振動形式的機(jī)理進(jìn)行了研究;水致振動中的渦激振動的理論的研究;基于離散渦的方法對鈍形斷面的渦激振動進(jìn)行了數(shù)值風(fēng)洞研究;對柔性錨索和剛性錨索,分別推求了鎖定流速計算公式,并根據(jù)公式計算了鎖定流速范圍;基于尾流振蕩模型計算了錨索的渦激振幅;基于材料和荷載的非線性研究了錨索渦激振動的非