一种“∞”字型双壁钢围堰封底混凝土厚度计算方法

双壁钢围堰是一种常用的水下基础施工临时结构,其封底混凝土厚度的设计直接影响到围堰的受力性能、安全性、经济性和施工效率。以湖南省平益高速南阳湘江特大桥为依托,基于弹性力学圆形薄板理论,并结合相应规范中钢围堰设计基本规定,提出了一种“∞”字型双壁钢围堰封底混凝土厚度计算方法,给出了封底混凝土设计参考公式,最后通过有限元数值模拟验证了计算公式的正确性。结果表明,该方法能够有效确定“∞”字型双壁钢围堰封底混凝土的合理厚度,为深水基础的双壁钢围堰设计提供了一种新的思路和依据。

围堰封底混凝土钢护筒应力应变分析及厚度设计方法研究

桥梁是国民经济建设和社会发展的重要基础设施,提升封底混凝土与钢护筒之间的界面黏结力对巩固桥梁基础中的围堰受力至关重要。钢护筒界面的环向变形和膨胀作用使混凝土处于局部受压的状态,对二者界面的黏结力起决定性作用。目前钢护筒厚度设计尚无完整明确的计算方法,仅依靠规范厚度取值过于保守。文章基于弹性体广义虎克定律,结合轴对称体系应力应变关系的对称性,建立轴向荷载下轴对称薄壁钢护筒的应变场数学模型。通过构建微元体的平衡微分方程、几何方程及本构方程,分析薄壁钢护筒在轴向荷载下的环向应变与位移关系,提出围堰封底混凝土钢护筒厚度参数设计方法,并通过ABAQUS大型通用有限元软件模拟验证了该设计方法的合理性。

大型钢吊箱封底混凝土与钢护筒共同作用研究

通过监测钢护筒和混凝土的应变,换算封底混凝土与钢护筒接触面的黏结强度,同时观测封底混凝土与钢护筒的相对位移,用于反演封底混凝土和钢护筒接触面的计算参数,进而反馈于封底混凝土与钢护筒共同作用的三维数值模拟计算分析,以获得封底混凝土与钢护筒接触面的平均极限摩擦强度.试验结果表明,在未浇注封底混凝土之前,观测期间承台混凝土发挥的最大握裹力为0.07MPa.数值模拟计算分析结果表明,在线性阶段封底混凝土与钢护筒接触面的平均单位摩阻力可达到0.28MPa.当平均单位摩阻力达到0.37MPa时,局部区域接触面达到屈服强度.

苏通大桥承台封底混凝土与钢护筒间握裹力的试验研究与应用

通过对苏通大桥承台封底混凝土与钢护筒间握裹力的试验研究与施工现场监测,提出钢护筒与承台封底混凝土间的握裹力系数。

钢围堰封底混凝土与桩基钢护筒间的粘结力研究

封底混凝土的施工是桥梁深水基础钢围堰(吊箱)施工的关键工序,文章从不同施工工况出发,考虑封底混凝土与桩基钢护筒间的非线性接触,通过建立三维有限元模型,研究桩基间距及钢护筒直径对粘结力的影响,找出桩基影响封底混凝土厚度的主要因素,并以此指导封底混凝土厚度的确定。结果表明,封底混凝土与钢护筒间粘结应力随着桩基间距的增大而增大,随着钢护筒直径的增大而减小。

围堰封底混凝土与钢管桩粘结力模型试验研究

目前跨江河大桥常采用围堰进行下部结构施工，围堰主要靠钢管桩和封底混凝土之间的粘结力抵抗水浮力和其他荷栽，为研究围堰封底混凝土与钢管桩间粘结力的主要影响因素，并得到粘结力的可靠取值，制作了4组9个围堰封底混凝土与钢管桩粘结力模型。模型中部采用中空钢管模拟钢管桩，下部的封底混凝土按现场施工工艺浇筑，在钢管桩上部设置反向牛腿与下部封底混凝土构成自平衡加载体系，中间采用千斤顶模拟实际围堰的受力状况进行分级加载试验，并进行了仿真计算分析。结果表明：C25封底混凝土粘结力为0．3～0．54MPa，目前设计使用的粘结力经验值偏安全；混凝土强度等级越高，粘结力越大；封底混凝土厚度与钢管桩直径的比值对粘结力影响不明显；施工工艺和钢管桩表面状态对粘结力影响较大。

围堰封底混凝土与钢护筒界面粘结应力分布

围堰作为临时设施为承台施工提供了无水环境。其中封底混凝土与钢护筒的可靠粘结是确保围堰安全和不渗水的关键。为研究封底混凝土与钢护筒界面的粘结应力分布规律,基于试验研究测试和既有研究成果,详细分析了封底混凝土与钢护筒界面粘结滑移本构关系,进而推导出二者界面粘结应力分布规律;采用三向非线性弹簧单元模拟封底混凝土与钢护筒界面的法向和两个切向作用,并基于二者的拉拔试验,细致分析了界面粘结应力。数值分析和试验场测试均表明,钢护筒与封底混凝土界面的粘结应力从加载端开始呈线性增大,并在距加载端10 cm左右处达到峰值,之后以指数形式降低;同时,界面粘结应力与相对滑移的二阶导数呈线性关系,并受制于钢护筒与封底混凝土的几何及材料参数。

海上高桩桥墩封底混凝土防渗措施研究

为解决援马尔代夫中马友谊大桥22号桥墩钢吊箱封底混凝土渗水问题,经现场勘察及有限元分析,考虑水下60m长高桩桥墩特点,对渗水原因进行分析,并提出防渗措施。研究结果表明,荷载作用、拉压杆和吊杆卸载影响、施工质量问题是引起渗水的主要原因。通过采取排水、拉压杆转换、加装支撑架、增加承台混凝土浇筑次数等防渗措施,进行渗水桥墩渗漏处理。通过采取在钢护筒周围底板上焊接竖向短钢筋,在横联上铺设钢筋网片等措施进行未下放桥墩渗漏处理。采取防渗措施后,解决了封底混凝土渗水问题,各桥墩均未出现渗水现象。

钢吊箱封底混凝土与钢护筒粘结力研究

通过对封底混凝土与钢护筒粘结机理的分析,结合苏通大桥封底混凝土与钢护筒模型试验结果,采用非线性弹簧单元考虑粘结滑移建立三维有限元模型进行数值分析,探寻封底混凝土与钢护筒的粘结性能。

封底混凝土小型空心砌块砌体的力学性能

通过对封底混凝土小型空心砌块砌体的抗压强度和抗剪强度指标的的验证性试验结果,表明封底砌块砌体的力学性能明显优于不封底(通孔)砌块砌体,按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003中有关混凝土小型空心砌块砌体的规定指标,进行结构计算是偏于安全的。

围堰施工中封底混凝土厚度的有限元法求解

铁路工程中,深水处的桥梁基础、墩台多采用围堰施工.在需要用混凝土封底时,其厚度通常采用浮力和强度公式计算,所得结果偏大.本文考虑了围堰施工工艺的特殊性,建立了桩基约束模型.采用有限元法求解,得到了比较好的结果,既降低了混凝土的消耗量,又缩短了施工工期.

高桩承台式海上风机施工期封底混凝土分析方法

以某海上风电场典型高桩承台基础的封底混凝土施工为研究背景,利用ANSYS中面-面接触单元,建立钢管桩与封底混凝土间的三维有限元接触模型,研究粘结滑移对封底混凝土应力的影响。计算结果表明:两种模型计算结果差距明显,高桩承台基础不考虑桩与封底混凝土粘结滑移时,封底混凝土拉应力偏小,设计偏危险,不利于结构的安全性;考虑桩与封底混凝土粘结滑移后,桩周拉应力增大尤为明显,故有必要采用更符合实际的接触单元建模方式。

忠县长江大桥11~#主墩基础钢吊箱封底混凝土施工

介绍了忠县长江大桥11#主墩选用大型双壁钢吊箱施工承台这一方案的主要依据。简要叙述双壁钢吊箱的构造和施工,详细说明吊箱底部与钻孔桩护筒的喇叭口缝隙封堵方法,导管布置及封底混凝土灌注顺序。

双壁钢围堰封底混凝土厚度设计研究

透水性地基深水基础围堰施工过程中,封底混凝土施工质量直接关系到后续承台施工乃至整个工程质量,而在工程施工中一般采用低等级素混凝土进行围堰封底,混凝土抗拉强度较低,因此封底混凝土厚度设计至关重要。结合设计规范中围堰设计基本规定及弹性力学薄板理论,对封底混凝土厚度的主要影响因素进行分析,并提出封底混凝土设计参考公式,最后通过有限元数值模拟验证计算公式的正确性。

特细砂在大面积水下封底混凝土中的应用

结合隆纳铁路泸州长江大桥主桥基础水下封底混凝土施工实践 。

黄河机场特大桥基础钢板桩围堰水下封底混凝土设计及施工

银西铁路黄河机场特大桥位于黄河之上,基础采用水中围堰施工方法。桥梁基础地基土多为粉土、粉砂和细砂土,地基土如果受较大压力差时,易造成地基产生流砂和管涌破坏,为了防止该种破坏现象,围堰封底采用水下混凝土封底。文中以13~#主墩围堰封底混凝土设计及施工为例,利用Midas软件对封底混凝土进行了应力模拟分析,并进行了混凝土扩展度试验。模拟及试验结果表明:封底混凝土最大拉应力为1.23MPa,小于混凝土允许抗拉强度1.57MPa;每1m3混凝土掺入8.8kg絮凝剂,其扩展度为540mm,掺入该掺量絮凝剂时,混凝土强度及扩张度满足规范及设计要求。

大水位差下钢吊箱围堰封底混凝土厚度优化设计

三峡库区某大桥承台采用双壁钢吊箱围堰结构进行施工,由于库区水位差近20m,需对封底混凝土厚度进行设计。根据最高水位抗浮和最低水位抗沉需求,对封底混凝土厚度进行理论计算,最终以最低水位抗沉计算得到的混凝土厚度5.12m作为理论厚度。考虑钢护筒不同位置的影响,采用有限元法将封底混凝土理论厚度修正为5.55m。修正后的封底混凝土较厚,出于经济性考虑,采用设置栓钉连接件的方式将封底混凝土厚度优化为2.65m。结果表明:栓钉连接件抗剪能力满足围堰结构粘结力需求,混凝土结构受力满足抗裂需求,优化设计较好地解决了大水位差下封底混凝土较厚的问题,确保了封底混凝土施工安全,且经济性较好。

高水位复杂地层无封底混凝土锁口钢管桩围堰施工关键技术

为解决锁口钢管桩围堰水下封底混凝土施工中存在的施工过程复杂、施工周期长、造价较高的问题,创新性地提出一种高水位复杂地层无封底混凝土锁口钢管桩围堰施工技术。采用旋挖钻机从钢管桩内向下进行旋挖,在钢管桩内安装降水井,降水井内安装潜水泵,将围堰内水位降至基坑底以下,进行基坑支护、开挖、清基至承台底部;浇筑承台底部混凝土垫层,在无水环境下完成承台施工。通过该技术的创新和应用,成功降低了施工难度,缩短了施工周期并节约了施工成本。

上海长江大桥基础工程承台水下封底混凝土施工技术

上海长江大桥封底混凝土施工处在水位变动区(平均低潮位+0.86 m,而封底混凝土底高程为+0.5 m),即使赶低潮施工仍有部分混凝土为水下施工。如何保证封底混凝土施工质量是本工程一大难点。根据承台水下混凝土受力情况,采用有限元方法进行计算分析,据此指导施工,保证了施工质量。

围堰封底混凝土厚度设计

根据某大桥的施工特点,从理论和有限元角度,分别对围堰封底混凝土厚度的计算方法进行了分析。分析结果表明,通过合理考虑封底混凝土与桩基础之间的握裹力,封底混凝土设计更加经济合理,对同类型工程的施工具有一定的借鉴意义。