沉管隧道管段浮运中的水流阻力性能及其在回旋区转体的流速流场模拟分析

南昌红谷隧道沉管浮运过程存在2个关键的风险控制点,分别为浮运过南昌大桥及回旋区转体,在这2处水流流向及流速复杂,浮运施工风险非常高。为校核浮运方案的合理性,需对管段浮运过程中水流阻力性能进行分析,以保证浮运安全。基于Fluent和MIKE流体计算软件,通过数值模拟的方法对沉管管段在2个关键风险控制点中所受水流阻力进行分析。对于管段浮运过南昌大桥过程,得到了管段所受水流阻力大小及其变化情况; 对于回旋区转体过程,先对水阻力系数Cw进行率定使其适用于本工程,再通过数值模拟得到不同水文条件下的回旋区流场,两者结合得到管段所受水流阻力大小。以期为复杂边界条件下管段水流阻力计算提供一套方法,计算结果为隧道管段浮运方案的制定提供参考。     

天兴洲大桥2号墩浮运围堰施工冲刷计算分析研究

针对天兴洲大桥2号墩浮运围堰施工冲刷,采用现行规范中的桥渡冲刷计算原理进行计算分析,初步认识冲刷计算式的结构特性;进行局部冲刷水槽试验,进一步深入研究分析行近水深、行近流速以及围堰入水深度对浮运围堰冲刷的影响;利用冲刷计算与试验结果,为2号墩浮运围堰施工期安排提供有力依据.     

天兴洲大桥2号墩浮运围堰施工冲刷计算分析研究

针对天兴洲大桥2号墩浮运围堰施工冲刷,采用现行规范中的桥渡冲刷计算原理进行计算分析,初步认识冲刷计算式的结构特性;进行局部冲刷水槽试验,进一步深入研究分析行近水深、行近流速以及围堰入水深度对浮运围堰冲刷的影响;利用冲刷计算与试验结果,为2号墩浮运围堰施工期安排提供有力依据.     

高低刃脚不规则钢围堰施工工艺及受力研究

为研究高低刃脚不规则钢围堰的施工工艺及受力特性,以望东长江大桥4#墩基础钢围堰为研究对象,对传统施工工艺进行了改进,提出高低刃脚钢围堰采用"整体卧拼+气囊滑移下水+卧式浮运+竖转"的新施工技术。并通过对围堰进行压重和浮心调整功能设计,成功解决了不规则钢围堰下水、浮运过程中出现的技术难题。     

沪通长江大桥28号墩钢沉井浮运阻力分析

沪通长江大桥主航道桥为(142+462+1 092+462+142)m钢桁梁斜拉桥,桥塔墩基础采用沉井基础,其中28号墩钢沉井顶平面尺寸为86.9m×58.7m,高44m。28号墩钢沉井在船坞内制造完后整体浮运至桥址处,浮运总重达14 500t。为合理地配置浮运拖轮,确保浮运顺利,采用理论方法、数值模拟方法和物模试验方法对钢沉井浮运阻力进行计算。经过对比分析,经首尾形状修正的《海上拖航指南》方法计算结果与数值模拟和物模试验结果相近似,适用28号墩钢沉井浮运阻力计算。通过计算,在钢沉井吃水8m、风速6级、对水速度2.5m/s时,钢沉井纵向拖航的总阻力为2 167kN;采用"7+1"8艘(1艘备用)拖轮的配置模式进行拖航作业,有效输出拖力(3 060kN)拖航最大总阻力(2 326.74kN),满足钢沉井浮运要求。     

桥墩承台基坑钢吊箱围堰结构受力性能分析

以某桥北岸索塔44#墩开挖基坑过程中采用的钢吊箱围堰为工程背景,基于ANSYS有限元软件建立三维整体模型进行壁体、起吊吊耳、剪力牛腿、钢管撑、拉杆结构和拼装平台等钢吊箱围堰结构计算,分析钢吊箱结构在施工过程中的受力特性。数值计算结果与规范值对比分析表明该钢吊箱围堰结构满足要求,具有良好的受力性能。     

水下岩层中大直径轻型双壁钢围堰设计与施工

广深港铁路客运专线沙湾水道特大桥6号主墩双壁钢围堰设计嵌入水下岩层中7 m.6号墩双壁钢围堰采用圆形双薄壁钢壳和混凝土组合结构,结合6号墩双壁钢围堰的施工,介绍32.6 m大直径轻型双壁钢围堰结构设计、抗浮设计和水下岩层基坑开挖、双壁钢围堰制作、浮运、定位、下沉、封底、拆除等关键施工技术.该施工过程中采用的"先挖后沉"的施工工艺安全、可靠,大方量抓斗船开挖水下软质岩层快速、精确.     

武汉青山长江大桥钢围堰成功浮运到位

<正>2015年11月5日,武汉青山长江公路大桥北桥塔首节钢围堰成功浮运到位(见图1),该钢围堰平面尺寸目前居世界首位。武汉青山长江大桥北桥塔钢围堰为哑铃型双壁套箱结构,平面尺寸为103.8m×43.4 m,全高37m。此次浮运的是钢围堰高为18.2m的底节部分,底节浮运总重近6 000t,其吃水度深达5.6m,浮运     

马鞍山长江公路大桥钢吊箱兼作钻孔平台设计

马鞍山长江公路大桥主桥为2×1 080 m三塔悬索桥,该桥中塔承台采用钢吊箱围堰法施工。考虑钢吊箱围堰需满足护筒插打导向、钻孔依托平台、承台施工围水结构及渡汛4个功能,将钢吊箱围堰结构设计为底板、壁板、内支撑桁架及定位系缆装置四大体系。设计计算下水、浮运、锚碇定位、转化为钻孔施工、渡洪、封底浇筑、吊箱抽水及承台施工8项内容,各项计算结果均满足规范要求。     

沉管隧道变截面管段浮运水流力及系缆桩可靠性分析

为探索沉管隧道变截面管段浮运过程的水流力与系缆桩可靠性,以广州洲头咀沉管隧道为依托,借助CFD软件建立流体动力学模型,计算管段横向浮运所受的水流力并探讨规范水流力公式的适用性;以此为基础,利用ANSYS开展管段浮运系缆桩可靠性分析。研究表明： 1) 规范水流力公式具备一定的适用性,采用结构形式为矩形梁时对应的水流阻力系数会导致与数值计算结果存在不容忽视的差别,通过CFD计算结果修正后两者吻合较好; 2) 系缆桩处于弹性受力状态,刚度与强度均未被削弱,设计方案可满足浮运安全要求; 3) 钢丝绳拉力作用下管段结构混凝土处于带裂缝工作状态,需基于计算结果对系缆桩预埋件锚固区做局部加强以抑制裂缝发展。     

哑铃形超大钢吊箱浮运及吊装关键技术

九江长江公路大桥主桥为双塔混合梁斜拉桥,22号墩哑铃形承台临时挡水结构采用84.9 m×32.9m×16.0m双壁钢吊箱.该钢吊箱下水浮运距离约166 km,浮运风险大,吊装重量达1761 t,吊装难度大.通过计算钢吊箱在浮运过程中因水流流速、风力等造成的各种不利工况的浮运阻力,并结合现场实际情况,配备3艘推轮以顶推及帮拖的编队形式进行拖带浮运,并备用1艘拖轮随航,保证钢吊箱安全、及时地浮运至施工现场;根据国内大型起重船资源的实际情况,选用3艘起重船对钢吊箱进行抬吊安装,通过控制3艘起重船操作的同步性,使钢吊箱顺利吊装到位.     

基坑锁口钢管桩围堰的受力行为分析

锁口钢围堰以其良好的经济效益及施工特点常广泛应用于桥墩基坑开挖过程中,但基于其复杂的结构特征,致使其受力特征较为复杂。该文以某大桥北岸主墩承台开挖基坑过程中所采用锁口钢管桩为例,详细分析其在施工过程中的受力特性。在3种主要不利荷载工况下,基于有限元分析软件,建立了锁口钢管桩三维整体模型。分析并验算了典型不利荷载工况下,锁口钢围堰结构的变形、强度及稳定性。数值计算结果与规范值对比分析表明锁口钢围堰结构在施工过程中满足规范要求的强度、刚度及稳定性要求,具有良好的受力性能。     

南昌红谷隧道管段浮运过程风险节点数值模拟及分析

红谷隧道是目前国内第一座在流速大、水位落差大的江河中部用沉管法修建的隧道,浮运施工难度大。为确保管段及邻近建筑物在浮运过程中的安全,需要对管段浮运过程中的风险节点进行分析。采用数值模拟的方法对管段浮运过程中各风险节点的管段所受水流力进行分析,计算软件采用Fluent,计算模型基于RNG κ-ε紊流模型,管段上的水流阻力可通过计算软件直接提取。根据数值模拟结果,结合浮运施工方案中设备拖航能力,对浮运施工方案提出建议,其中管段浮运出坞流速要求低于0.6 m/s,管段浮运出坞后转体流速要求低于0.8 m/s,管段浮运过南昌大桥流速要求低于1.0 m/s;而原施工方案中回旋区转体存在风险,经优化方案后,新回旋区流速能满足管段转体与系泊要求。     

天兴洲长江大桥主墩双壁钢围堰基础施工的技术创新

天兴洲长江大桥2、3号墩均采用双壁钢吊箱围堰施工,介绍双壁钢围堰在下河浮运、挂桩、定位以及总体施工设计中的技术创新。     

重庆红岩村嘉陵江大桥深水基础钢围堰结构分析

红岩村嘉陵江大桥位于三峡水库变动回水区,鉴于桥位区嘉陵江具有三峡蓄水期水位高而洪水期水位涨落变化快的特点,工程采用双壁钢围堰施工措施,满足主塔基础、承台及塔身施工的需要。运用有限元软件对钢围堰结构受力进行整体分析,同时还对钢围堰抗浮、滑移、倾覆稳定性进行了计算,阐明设计中的关键问题,为同类型桥梁深水基础钢围堰施工提供参考。     

桥梁深水软土地基逆作法复合基础多功能钢围堰设计与施工技术

逆作法复合基础承台施工需要解决钢套筒的精确定位难题,设计的钢围堰桁架式内支撑兼作钢套筒导向架的结构,解决了这一难题.从围堰设计的理论、结构形式比选、设计荷载及工况等方面简单介绍了围堰设计的步骤,并结合逆作法复合基础的具体工程示例,对设计的围堰结构进行有限元分析,验证了设计结构的合理性,并介绍了钢围堰的施工工艺,即:首节下水、浮运、定位、其余各节的接高及下沉等,为其他类似工程提供参考.     

复杂构造双壁钢围堰三维有限元分析

为研究复杂构造双壁钢围堰异形刃脚的吊装及变形计算,采用有限元软件MSC.Marc及ADINA,利用三维有限元方法,分别介绍了异形刃脚双壁钢围堰的吊装、考虑围堰与河床可相对位移状态下的围堰整体位移及围堰内部构件内力计算的原理、简化思路及计算方法.并以重庆江津观音岩长江大桥双壁钢围堰为例,介绍了上述内容的具体应用方法.通过计算选取并优化了钢围堰异形刃脚吊装的方案.当围堰无法提供足够的嵌固深度时,有必要利用有限元软件提供的接触分析功能进行整体位移计算,以确定围堰的整体稳定性及位移量.     

安庆长江铁路大桥3号墩巨型圆围堰气囊下河技术

安庆长江铁路大桥3号墩基础施工采用双壁钢围堰方案,围堰直径达56 m.为实现底节围堰下河,经方案比选,3号墩底节围堰高20.08 m,采用气囊法整体下河.通过在围堰内设置2道相互平行且与围堰井壁连接成整体的钢承重梁结构和底托架结构,作为气囊法整体下河上滑道.根据围堰结构并经计算,围堰滑道下方采用36只φ1.8 m×8.0 m规格的承托气囊.围堰下河场地选在下游一修船厂内,紧邻水边,尺寸约120 m×150m,入水口地面坡度为6.25％.入水口采取挖掘清淤方式形成水深3 m以上的陡坎,避免围堰入水搁浅.围堰下河后临时锚泊,以便完成落放托架和浮运编队工作.     

某大桥主桥双壁钢围堰计算分析

某大桥主桥采用双壁钢围堰的结构型式。为了准确了解钢围堰结构的变形和应力情况,确保工程施工安全,对该钢围堰用ANSYS软件进行了计算分析。控制性工况分析结果显示,围堰结构最大变形值较为合适,所有构件应力均低于设计条件既定的限值,结构稳定性能够满足规范要求。     

马鞍山长江公路大桥钢围堰精确定位与渡洪技术

马鞍山长江公路大桥主桥为(360+1 080+1 080+360)m三塔悬索桥,该桥中塔基础为69根3.0m钻孔灌注桩,桩长80m,采用浮式吊箱钢围堰兼平台施工方案。钢围堰在工厂加工制作,采用气囊法下水,整体浮运到位,通过定位船锚碇系统与定位钢护筒,遵循先调整围堰顶面标高,后调整平面位置和扭转偏差的原则,实现了钢围堰的精确定位,平面定位精度达到了50mm。由于钢护筒插打正值长江汛期,为了在不影响施工进度的情况下保证钢围堰能够安全渡洪,通过方案比选与计算,采用插打45根钢护筒、加长21根钢护筒的渡洪技术,实现了安全渡洪。