便桥-栈桥-平台-吊箱计算说明(9-1.docVIP

附件一：柬埔寨洞里萨河大桥8#墩承台钢套箱 施工过程结构分析 委托单位：杭交工集团柬埔寨大桥工程项目部 承担单位：浙江大学结构研究所 编 写：王金昌 审 核：汪建竹 1工程概况 柬埔寨洞里萨大桥主墩为梭形，平面尺寸11.3m×10.3m，承台高6m，底标高为-5.3m。承台施工拟采用钢套箱方案，钢套箱外围尺度为11.3m×10.3m×6m。 2工况描述 2.1水文条件 表2.潮位特征值项目特征值 m 设计水位 6.5m 最大流速 0.70m 2.2计算工况 阶段一、套箱起吊 结构组成：底板及底板主次梁、。 作用荷载：结构自重。 阶段二、套箱安装结束尚未浇封底砼（加固已结束） 结构组成：底板及底板主次梁、、吊、桩。 作用荷载：结构自重、波流力。 阶段三、浇注封底砼，但砼尚未有强度 结构组成：底板及底板主次梁、、吊、桩。 作用荷载：结构自重、封底砼自重、封底砼侧压力、波流力静水浮力。阶段、浇注下层砼，但砼尚未有强度 结构组成：封底砼、、吊、桩。 作用荷载：结构自重、封底砼自重、下层砼自重、下层砼侧压力、波流力、静水浮力、水侧压力。3计算参数 4计算4.1计算、承台套箱、桩基的波流力计算 式中，i 为1，2，3方向； ——初始水流速度修正系数，取值为1； ——初始水流速度（m/s）； ——与结构物碰撞后水流速度修正系数，取值为1； ——与结构物碰撞后水流速度（m/s）。 ——水的密度（kg/m3）； ，面积A上单位时间通过的水流量（m3/s）。 计算时，取最不利情况，即假定水流与套箱接触后速度为0，从而有 （N） 2、数模分析m×10.3m×6m的钢套箱分析方法为三维有限单元法4.2模型参数 主要构件模型类型及参数详见表4.1。 表4.1 主要构件模型参数表 5钢套箱计算结果 现将钢套箱结构的主要构件在计算荷载作用下的内力结果及位移结果汇总整理如下。，钢套箱各构件的具体内力数值及内力分布情况5.1 阶段一：起吊阶段 起吊阶段，钢套箱和钢内支撑的有限元模型见图5.1.1所示，其中钢套箱侧板采用四结点缩减积分壳单元进行网格划分，其余的加劲肋和底部纵横向梁采用空间两结点梁单元进行网格划分。起吊阶段受到的荷载为结构自重，通过定义质量密度和激活竖向重力加速度即可。根据试算，在八根I56a纵梁端部设置铰结约束外，在外侧两根I56a工字钢中部设置吊点，提供竖向约束条件。 图5.1.2给出了在自重荷载作用下的Mises等效应力分布，钢套箱底部靠近中间位置应力较大，Mises等效应力达69.23MPa，这是由于在此处施加吊点约束的缘故，最小Mises等效应力为19.59kPa，但是这些值都还在工字钢极限应力范围之内。在起吊阶段，结构虽然在工字钢和套箱侧壁的一些部位产生应力集中现象，但是集中的应力值都不是很大。 图5.1.3为整个结构竖向最大位移分布图，由图可知，钢套箱的最大竖向位移为7.63mm。图5.1.4为水流方向（2方向）位移分布，位移较小。 图5.1.1 起吊阶段钢套模型 图5.1.2 Mises应力云图 图5.1.3竖向位移云图 图5.1.4 水流方向（2方向）水平位移云图 5.2 阶段二：套箱安装结束尚未浇封底砼 起吊安装好，但未浇注混凝土时结构计算结果。受到的荷载有：结构自重，波流力。在这些荷载作用下，套箱受到重力方向与水平荷载作用下的应力及位移分布如图5.2.1~图5.2.3所示，与图5.1.2~图5.1.4对比可知，考虑波流力作用后，套箱应力有所增加，集中力的位置基本上没有变化，波流力影响有限。 图5.2.1 Mises应力分布 图5.2.2 竖向位移方分布 图5.2.3 水流方向（2方向）水平位移云图 5.3 阶段三：浇注封底砼，但砼尚未有强度 浇注下层混凝土，但此时还未有强度达到70%。受到的荷载有：结构自重，波流力，未达到70%的平台混凝土自重，浮力。因设计时在每根工程桩顶部设置套箍，从而底部纵横向梁受到竖向约束作用，采用有限元进行分析时，将该约束简化为弹簧，弹簧刚度取为2.0×109N/m，见图5.3.1所示。激活这些弹簧约束后，施加浇注的下层混凝土形成的荷载。 图5.3.1 设置竖向弹簧示意 计算得到的Mises等效应力见图5.3.2所示，最大Mises等效应力达147.7MPa，有典型的应力集中现象，但钢材尚未达到屈服应力。竖向位移分布见图5.1.3所示，最大竖向位移为1.25cm。 图5.3.2 Mises应力云图 图5.3.3 竖向位移方分布 5.4 阶段四：浇注下层砼，但砼尚未有强度 平台混凝土浇注完成，同时浇注上层混凝土，受到的荷载有：结构自重，波流力，套箱静水压力，浮力，平台混凝土自重，强度未达到70%的上层混凝土自重。 在平台混凝土强度达到70%以