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大遼河特大橋橋位處平潮時(shí)水面凈寬280m，受渤海潮汐影響，漲落潮差2.5m，水最深處達(dá)12.0m。大遼河特大橋橋梁全長(zhǎng)1688.39m，水中墩共計(jì)9個(gè)，其中深水墩3個(gè)，為47號(hào)～49號(hào)墩，49號(hào)墩位于河床最低處，是控制全橋工期的關(guān)鍵工程，也是技術(shù)和施工的難點(diǎn).橋位處枯水期常水位為0.5m。
本研究根據(jù)工程實(shí)際情況設(shè)計(jì)了吊箱圍堰，建立了吊箱圍堰全結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，分析了各部分的受力、變形、穩(wěn)定性等情況，并以此進(jìn)行優(yōu)化。
吊箱設(shè)計(jì)主要考慮在箱內(nèi)無(wú)水的情況下修筑承臺(tái)，且滿足吊箱受力需要。吊箱受到的最大側(cè)壓力為680kPa，考慮承臺(tái)及破冰體的幾何尺寸及施工工作面要求，吊箱的設(shè)計(jì)尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=14.78m×6.85m×6.9m，受上游田莊臺(tái)大橋凈空的限制，打樁船及大型浮吊不能進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)，由于吊箱體積大，利用大型水上吊裝設(shè)備吊裝，吊箱容易變形。因此，考慮將吊箱分塊、分片制作，最后在橋位處平臺(tái)上組裝成型，利用下沉系統(tǒng)下沉就位。
吊箱圍堰的板面、內(nèi)支撐、懸吊結(jié)構(gòu)以及施工平臺(tái)的鋼管樁、鋼護(hù)筒等共同構(gòu)成較為復(fù)雜的空間體系。
本研究建立了吊箱圍堰的全結(jié)構(gòu)模型，采用實(shí)體、板殼、梁、桿等多種單元組成有限元空間模型。
有限元模型相對(duì)準(zhǔn)確地模擬了構(gòu)件吊箱圍堰的空間位置、連接形式、荷載作用等，由此得到結(jié)構(gòu)總體分析結(jié)果和局部分析結(jié)果。
對(duì)大遼河特大橋高樁承臺(tái)吊箱圍堰施工全過(guò)程進(jìn)行分析，得出吊箱圍堰施工承臺(tái)全過(guò)程中最不利荷載組合，確定計(jì)算模型需要進(jìn)行3個(gè)階段荷載工況的驗(yàn)算，即灌注封底混凝土(Ⅰ)工況、抽除吊箱內(nèi)河水(Ⅱ)工況、承臺(tái)破冰體施工(Ⅲ)工況。
由表可以看出，最不利變形情況發(fā)生在第Ⅲ工況，其中，X方向最大變形為19.5cm，發(fā)生在第Ⅱ，Ⅲ工況。Y方向最大變形為23.8cm，發(fā)生在第Ⅱ，Ⅲ工況，Z方向最大變形為2.25cm，發(fā)生在第Ⅲ工況。最不利應(yīng)力情況發(fā)生在第Ⅱ，Ⅲ工況。其中，X方向最大應(yīng)力為316MPa，發(fā)生在第Ⅱ，Ⅲ工況，Y方向最大應(yīng)力為314MPa，發(fā)生在第Ⅲ工況，Z方向最大應(yīng)力為316MPa，發(fā)生在第Ⅱ，Ⅲ工況。
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