大型深水钢板桩围堰结构静力特性研究

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随着我国高速公路、铁路建设事业的蓬勃发展,越来越多的桥梁需要跨江河或大海。而跨海大桥的建设与桥梁深水基础息息相关,深水基础的安全决定桥梁上部结构的安全与稳定。目前我国桥梁深水基础以大型群桩基础为主,采用钢围堰作为防水围护结构,其中钢板桩围堰因其施工速度快、防水效果好、强度高、可重复利用、不受形状限制等诸多优点,在深水基础围堰施工中颇受欢迎。本文在收集整理国内外钢板桩围堰研究资料的基础上,总结了钢板桩围堰内力分析的计算方法,包括传统计算方法和有限元法。本文以洪鹤大桥R8#主墩钢板桩围堰工程为研究背景,先采用等值梁法对围堰结构进行了内力校核,初步验证围堰是安全的,接着运用ANSYS软件建模,通过生死单元功能实现对围堰结构进行整体分析和施工阶段分析,模拟钢板桩围堰实际施工过程中支撑和荷载的变化,通过对钢板桩围堰施工过程中的四个施工阶段进行受力分析,得出四种施工阶段下的最大应力和位移,验证了结构的安全稳定性。将三种分析方法的计算结果进行比较,可以得出传统计算方法的局限性和整体分析的不足。分析结果表明钢板桩围堰的最不利施工状况并非在最后一种施工阶段,为确保钢板桩围堰的施工安全,并在施工过程中更好的修正围堰结构,对围堰结构进行施工阶段分析非常有必要。
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