甄相國(guó)+袁科慧

摘 要：本文結(jié)合具體工程，簡(jiǎn)要敘述鉆孔平臺(tái)施工過程，并結(jié)合有限元分析理論及有限元分析軟件Midas，建立鉆孔平臺(tái)的有限元模型，分析其在重載作用下的受力及變形。通過有限元分析，保證結(jié)構(gòu)的安全性和適用性，并為此類工程提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鉆孔平臺(tái)；有限元；受力分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.257

0 引言

對(duì)于在水中施工的橋墩，需要搭建施工平臺(tái)以保證施工的正常進(jìn)行，其主要是為了給鉆孔和鋼護(hù)施工提供操作平臺(tái)，為工程提供方便。

1 工程概況

某大橋全長(zhǎng)499.175m，共14個(gè)承臺(tái)。因橋梁需跨越河流，這就牽涉到橋墩涉水的問題。大橋3#和4#橋墩為涉河橋墩，為了保證工程的順利如期完成，該工程采用“先樁后堰”的工法施工樁基和承臺(tái)。故需搭建鉆孔平臺(tái)，用雙壁鋼圍堰施工橋墩。

2 鉆孔平臺(tái)施工過程

鉆孔平臺(tái)的施工工藝流程為：測(cè)量放樣→打樁船插打鋼護(hù)筒以及鋼管樁→焊接樁、筒間聯(lián)結(jié)系→安裝鋼管樁樁頂橫向承重梁→安裝縱向分配梁→安裝平臺(tái)面板→安裝護(hù)欄和其他附屬安全設(shè)施→進(jìn)入下一循環(huán)。

3 有限元模型建立及結(jié)果分析

3.1 鉆孔平臺(tái)有限元分析

對(duì)鉆孔平臺(tái)進(jìn)行模型地建立，并對(duì)其強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

3.2 鉆孔平臺(tái)有限元分析

（1）鉆孔平臺(tái)模型的建立 。鉆孔平臺(tái)主要采用了梁?jiǎn)卧桶鍐卧獌煞N類型的單元，其中鋼護(hù)筒和鋼管樁采用板單元[9]，以便模擬其連接部位的局部受力和變形情況，其余的均采用梁?jiǎn)卧ｃ@孔平臺(tái)各構(gòu)件間均采用Q235鋼材，之間的連接均采用彈性連接里的剛性連接；鋼管樁和鋼護(hù)筒底部利用“假想嵌固點(diǎn)”的方法，邊界條件設(shè)置為固接?？紤]到施工過程中施工設(shè)備以及倒渣的影響，在考慮荷載時(shí)，除了考慮各部分自重以外，還分為以下3種工況進(jìn)行考慮：①旋挖鉆鉆中孔；②旋挖鉆鉆邊孔；③旋挖鉆鉆中孔+倒渣；④旋挖鉆鉆邊孔+倒渣，其中最大作用荷載按照150t考慮。

（2）有限元分析結(jié)果。對(duì)鉆孔平臺(tái)的應(yīng)力以及變形進(jìn)行分析，得出各構(gòu)件在4種工況下的最大應(yīng)力如表1所示，各部件的最大變形量及總體變形圖如圖1.3所示。

從表1與圖種可以看出，鉆孔平臺(tái)各部件的最大應(yīng)力（正應(yīng)力和剪應(yīng)力）均在容許范圍以內(nèi)，說明從承載能力上，各部件能夠滿足使用要求。但是，鋼管樁的最大應(yīng)力較為接近容許應(yīng)力，要采取一定的措施去加強(qiáng)，保證結(jié)構(gòu)安全。鉆孔平臺(tái)的變形主要為分配梁、鋼護(hù)筒和鋼管樁，其各部分變形及其容許變形均能夠滿足要求。

4 結(jié)論

在靜力分析中主要對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件進(jìn)行了應(yīng)力檢算和變形檢算，證明平臺(tái)的承載力和使用性均能滿足工程要求；在模態(tài)分析部分，通過對(duì)比分析得出橫向聯(lián)結(jié)系位置對(duì)鉆孔平臺(tái)整體剛度的影響規(guī)律，并由此得出最佳的橫向聯(lián)結(jié)系布置方案。通過有限元分析，本文的計(jì)算結(jié)果精確合理，提供的施工及計(jì)算經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)轭愃乒こ烫峁┮欢ǖ膮⒖冀?jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬明，黃登俠.鋼棧橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析和計(jì)算[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2013（08）.

[2]吳勇，史歡歡，付學(xué)軍.45m跨大跨徑開啟式通航孔鋼棧橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（14）.

作者簡(jiǎn)介：甄相國(guó)（1981-），男，碩士，講師，研究方向：鐵道工程施工、路橋工程施工、職業(yè)教育。