超長樁基棧橋及施工平臺結構力學特性研究.pdf

1、近年來，在跨江跨海大型橋梁工程的修建中大量采用超長樁基的臨時棧橋及施工平臺，隨著超長樁基在這些臨時結構中的應用，造成了樁基沉樁過程及其結構承載力的安全性問題，而這些超長樁基的應用將對臨時棧橋及施工平臺結構的力學特性影響、影響因素、敏感性等問題都有待研究，這些問題決定了超長樁基棧橋的可靠性及施工平臺的安全性。
　　本文以某地長江五橋施工中的超長樁基臨時棧橋及施工平臺為例，首先運用ABAQUS有限元軟件模擬了55m鋼管樁沉樁過程，采用

2、位移貫入法對其沉樁過程中的最大Mises應力、豎向應力變化規(guī)律進行分析;然后運用Midas/Civil有限元軟件對該超長樁基棧橋和施工平臺在風、水流、大型重型運輸車輛荷載及其組合作用下的力學狀態(tài)進行計算分析;最后探討了棧橋的超長鋼管樁的樁基方案，分析了樁長、樁徑、壁厚及樁間系梁間距對棧橋下部結構力學性能的敏感性問題。論文的主要研究結果如下:
　　1)55m鋼管樁在沉樁過程中，樁體最大Mises應力與其入土深度呈正相關關系;樁體所受

3、的最大Mises應力、豎向應力與樁徑及壁厚呈負相關關系。
　　2)棧橋的貝雷梁及鋼管樁的力學性能主要由重型車輛300t盾構機運輸車車輛荷載控制設計;除貝雷梁外，施工平臺結構構件的模擬在任意工況下都滿足力學性能要求;通過對棧橋和施工平臺的貝雷梁結構及棧橋樁頂橫梁在最不利工況荷載作用下的最大組合應力和最大剪應力進行分析，提出了增加貝雷片數(shù)和加密橫向分配梁加勁板布置間距等建議。在最不利荷載工況基本組合下，超長樁基棧橋和施工平臺的第一階臨

4、界荷載系數(shù)(K)均大于4，結構安全穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求，并對棧橋和施工平臺下部超長鋼管樁基礎進行入土深度復核，復核結果均滿足要求。
　　3)該棧橋中超長樁基擬采用雙排樁，但存在很大的優(yōu)化空間;樁基長度、樁徑和壁厚對下部結構力學性能的影響為:鋼管樁的位移值和組合應力值隨樁長的增加而增大，對棧橋的穩(wěn)定性存在不利影響;隨著樁徑和壁厚的增大，鋼管樁的位移值和組合應力值減小，棧橋的穩(wěn)定性增加;增大平聯(lián)與斜撐的間距或減小兩者的層數(shù)，將對超長樁基