钢圆筒围堰变形及应力试验研究

摘要

深水基础工程已经成为制约当代桥梁施工技术发展的关键因素，钢套箱围堰施工由于具备防水性及整体性好等诸多优点，得到了广泛的应用和发展。但是由于施工技术的限制,使得钢套箱围堰具有拼接以及拆除过程较为复杂，工期较长的缺点。特别是跨海大桥等大型项目，需要采用围堰施工的桥墩数量多，很容易造成工期延长以及围堰数量的增加，造成施工成本大大增长。
　　随着施工技术的进步，振动锤组的应用成功，使得钢圆筒结构能够在较短的时间内完成打设、拔除作业。采用大直径钢圆筒作为围堰可省去传统钢套箱围堰的拼接拆除工作，大大缩短施工时间，同时使钢圆筒的周转次数得到增加，降低了钢结构的的消耗量。钢圆筒围堰施工工艺在某工程中得到了广泛应用，并取得了良好的经济效益。本课题以该工程为依托展开了钢圆筒结构振动下沉可行性及钢圆筒围堰结构应力的试验研究。
　　钢圆筒围堰需要承受打设、拔除期间振动锤产生的荷载，施工期需承受水压力及土压力的作用。本文在归纳汇总钢管桩振动下沉计算方法的基础上提出了钢圆筒振动下沉计算方法。并认为在目前理论尚不完善的情况下，需要采用多种经验公式对钢圆筒振动下沉可行性进行分析，同时认为准确获得钢圆筒所承受的极限静土阻力也是进行钢圆筒振动下沉可行性分析的关键因素。本文还对钢圆筒围堰支撑结构进行了应力监测及分析，通过测试得到了钢圆筒围堰内部支撑结构的应力状态。并利用有限元模型对钢圆筒围堰在水流力作用下的受力状态进行计算分析，得到钢圆筒支撑钢管首层的变形最大，随着深度的增加，支撑钢管的变形逐渐减小，还得到了钢圆筒筒壁和钢圆筒内支撑钢管的应力分析结果。

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第一章 绪论

1.1研究意义

1.2研究现状综述

1.3文章的主要研究内容

第二章 钢圆筒结构设计及振动下沉计算

2.1研究背景

2.2钢圆筒结构设计

2.3试验工况

2.4钢圆筒的振动下沉计算

2.5小结

第三章 围堰施工期钢圆筒变形及应力数值分析

3.1有限元模型建立

3.2计算结果

3.3小结

第四章 钢圆筒围堰应力监测及结果分析

4.1传感器选择

4.2采集仪选择

4.3测点布置

4.4应力监测过程

4.5应力分析

4.6水流流速流向及应力综合分析

4.7小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢