预应力双层矩形水池结构性能与施工工艺研究

摘要

预应力双层矩形水池,是近年来随着现代预应力技术的发展和应用而产生的一种新型结构形式,它集预应力技术与双层矩形水池两者优点于一身.由于结构形式较新,目前对预应力双层矩形水池的研究很少.该文结合常州魏村水厂工程实例,着重对其结构性能和施工工艺两方面进行了研究.结构性能方面:(1)将弹性薄板小挠度弯曲理论与平面应力问题相结合,构成该结构的基本计算理论,并将有限元理论引入了该结构的力学分析与求解.(2)对水池底板与地基共同作用性能进行了研究,详细分析了底板与地基刚度、池壁与上层板刚度、水池荷载分布及地基模型等因素对共同作用性能的影响,得出底板与地基刚度是影响共同作用性能的最关键因素,选择合理的地基模型至关重要.(3)运用有限元法详细分析了走道板支承效应对池壁受力性能的影响,结果表明走道板的几何尺寸(宽度与高度)和形式是影响池壁变形与受力的主要因素.(4)结合工程实例,对大型预应力双层矩形水池进行了空间整体结构的力学分析,并通过现场测试验证了理论分析的正确性与可靠性.施工工艺方面:(1)根据实际工程的具体特点,确定了预应力施工工艺流程,提出施工过程中的技术难点及相应的质量控制措施.(2)对塑料扁波纹管新材料的孔道摩阻系数进行了试验,得出孔道摩阻系数μ为0.16(k=0.003),与传统的金属波纹管相比要小得多.(3)对该预应力结构进行了张拉优化分析与测试,指出预应力施工阶段验算的重要性.(4)采取应力控制,伸长校核的原则,确保了预应力张拉施工的质量.(5)通过试验研究和工程应用,体现了真空辅助灌浆新技术的优越性.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1水池结构概述

1.2预应力技术的发展及预应力双层矩形水池的特点

1.2.1预应力技术的发展及其在水处理构筑物中的应用

1.2.2预应力双层矩形水池特点

1.3预应力双层矩形水池的研究现状

1.4本文的主要研究工作

本章参考文献

第二章预应力双层矩形水池计算理论与结构性能研究

2.1引言

2.2薄板计算基本理论

2.2.1弹性薄板小挠度弯曲理论

2.2.2平面应力问题

2.2.3薄板组合应力与内力计算

2.3预应力双层矩形水池有限元计算方法

2.3.1矩形水池计算方法简介

2.3.2矩形水池有限元理论

2.4预应力双层矩形水池荷载分析

2.4.1池壁荷载

2.4.2底板荷载

2.5预应力双层矩形水池底板与地基共同作用性能研究

2.5.1水池底板与地基共同作用概述

2.5.2地基模型选择与底板地基反力分析方法

2.5.3底板与地基共同作用的有限元理论

2.5.4底板与地基共同作用性能分析

2.6预应力双层矩形水池池壁考虑走道板支承效应研究

2.6.1池壁计算的一般方法及走道板形式

2.6.2池壁考虑走道板支承效应分析的有限元理论

2.6.3走道板支承效应分析

2.7大型预应力双层矩形水池工程实例分析

2.7.1工程概况

2.7.2预应力效应与荷载工况

2.7.3有限元力学分析

2.7.4现场测试分析

2.8本章小结

本章参考文献

第三章预应力双层矩形水池施工工艺研究

3.1引言

3.2预应力施工工艺流程与技术难点

3.2.1预应力施工工艺流程

3.2.2预应力施工工艺的技术难点与质量控制

3.3塑料扁波纹管新材料的孔道摩阻试验研究

3.3.1塑料扁波纹管新材料概述

3.3.2试验方案与实施过程

3.3.3试验数据分析与结论

3.4预应力张拉优化分析与测试研究

3.4.1预应力张拉优化分析

3.4.2张拉测试分析

3.4.3结论

3.5预应力张拉伸长值分析

3.5.1张拉伸长值计算方法

3.5.2实测张拉伸长值分析与结论

3.6真空辅助灌浆技术试验研究与应用

3.6.1真空辅助灌浆技术原理与工艺流程

3.6.2真空辅助灌浆技术模型试验研究

3.6.3真空辅助灌浆技术在本工程中的应用

3.7本章小结

本章参考文献

第四章结论与总结

致谢

附图