針對整體現(xiàn)澆或預(yù)制式混凝土管廊存在環(huán)境影響大、施工質(zhì)量不易保證、節(jié)段吊裝重量受限制、接縫多、施工工期長等問題,提出一種新型裝配式鋼塑復(fù)合綜合管廊結(jié)構(gòu).根據(jù)彈性力學(xué)理論計(jì)算片狀模塑料（sheet molding compound, SMC）平板的最大應(yīng)力和最大變形,利用ANSYS有限元仿真軟件對其進(jìn)行形狀優(yōu)化,建立綜合管廊的三維模型,分析管廊填埋時的力學(xué)性能,并運(yùn)用應(yīng)變電測技術(shù)對管廊填埋過程進(jìn)行現(xiàn)場測試.結(jié)果表明:裝配式鋼塑復(fù)合綜合管廊滿足設(shè)計(jì)要求,可應(yīng)用于實(shí)際工程中. 

【文章來源】：揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,23(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

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裝配式鋼塑復(fù)合綜合管廊

圖1 裝配式鋼塑復(fù)合綜合管廊表1 SMC平板計(jì)算結(jié)果Tab.1 Results of SMC plate calculation 位置 尺寸/m σmax/MPa ymax/mm 上面 1.0×1.00.5×0.5 104.4624.95 206.6311.79 側(cè)面 1.0×1.0 94.33 175.96

利用優(yōu)化后的SMC弧形板建立管廊三維模型, 對管廊試驗(yàn)段的一節(jié)進(jìn)行仿真分析.試驗(yàn)采用四面體網(wǎng)格,節(jié)點(diǎn)數(shù)為2 138 446個, 單元數(shù)為1 073 002個.管廊弧形板和鋼結(jié)構(gòu)通過螺栓連接, 兩者間的接觸設(shè)置為綁定;管廊上端自由,底部固定在混凝土敷設(shè)基礎(chǔ)上,底部設(shè)置為固定約束,弧形板兩端設(shè)置為位移約束和無摩擦約束.管廊結(jié)構(gòu)上的荷載為永久荷載,包括管廊結(jié)構(gòu)自重W、土的側(cè)向和豎向壓力、側(cè)面SMC板所受下曳力, 按埋深5 m(位于地下水位以上)進(jìn)行加載, 管廊受力分析如圖4所示.豎向土壓力Fsv,k=γsHs, 式中回填土重度γs=19 kN/m3, Hs為管廊覆土厚度(m); 側(cè)向土壓力Fep,k=Kaγsz, 式中主動土壓力系數(shù)Ka=1/3, z為地面至計(jì)算截面處的深度(m); 下曳力q3=μ(Fep,k1+Fep,k2)/2, 式中管廊壁與回填土的摩擦因數(shù)μ=0.25, Fep,k1與Fep,k2分別為管廊頂部與底部的側(cè)向土壓力.圖5為管廊結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形云圖.由圖5可知, 管廊鋼結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力為131.89 MPa, 位于上面工字鋼與側(cè)面工字鋼的連接處; 弧形板的最大應(yīng)力為32.499 MPa; 管廊整體的最大變形為5.66 mm, 均位于頂部1.0 m×1.0 m SMC板弧面與平面的過渡處.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]靜水荷載作用下矩形薄板力學(xué)特性研究及其應(yīng)用[J]. 高俊,黨發(fā)寧,李海斌,馬宗源,任劼.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2018(05)

碩士論文
[1]綜合管廊交叉節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[D]. 張智賢.北京建筑大學(xué) 2019
[2]預(yù)制拼裝綜合管廊管片接縫橡膠密封墊的長期性能與截面優(yōu)化研究[D]. 姚潤樾.華南理工大學(xué) 2019
[3]基于有限元的增強(qiáng)塑料埋地結(jié)構(gòu)件關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 宋佳.揚(yáng)州大學(xué) 2015



本文編號：3090692