【摘要】：在近代,由于橋梁缺少必要的防護(hù)措施而被冰破壞的現(xiàn)象時有發(fā)生,因此在設(shè)計(jì)與建造位于有可能結(jié)冰水域的橋梁時,考慮冰與橋梁的相互作用并采取合理的防護(hù)措施,盡量減少冰對橋梁產(chǎn)生的破壞,成為寒區(qū)水工建筑在建設(shè)與使用中亟待解決的問題。以豐沙線北京落坡嶺水庫橋墩為工程背景,針對冬季與春季橋墩可能面臨的冰排擠壓與流冰撞擊等破壞問題,深入分析了冰荷載與橋墩相互作用機(jī)理并對橋墩穩(wěn)定性作出了安全性評價(jià),據(jù)此提出了三種橋墩冰荷載破壞防護(hù)措施,解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的主要問題。利用通用有限元軟件ABAQUS,針對實(shí)際工程,分別采用準(zhǔn)靜態(tài)分析法和動態(tài)顯示分析法,模擬實(shí)現(xiàn)了靜冰擠壓和流冰撞擊橋墩的過程,并以相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對最不利荷載組合下橋墩穩(wěn)定性進(jìn)行了安全性評價(jià)。為減小冰荷載對橋墩產(chǎn)生的破壞,彌補(bǔ)既有防護(hù)措施中存在的不足。根據(jù)橋墩具體尺寸設(shè)計(jì)了強(qiáng)度等級較高且迎冰面為尖端狀的破冰體裝置,通過理論分析與試驗(yàn)研究,證明了該方案的可行性。還設(shè)計(jì)了主動與被動防護(hù)方式相結(jié)合的浮箱式融冰裝置和輕型套筒裝置,并結(jié)合實(shí)際工程問題對其具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)介紹;利用FLUENT數(shù)值模擬軟件進(jìn)一步分析了防護(hù)裝置中不同電伴熱帶布置方式對安全融冰距離的影響,驗(yàn)證了方案的適用性,為我國寒區(qū)水工建筑物防護(hù)措施的研究提供了理論價(jià)值與指導(dǎo)意義。
【圖文】：

再加上巨大的電量消耗，最終放棄了使用。近幾十年來，落坡嶺橋墩一直使用人工破冰法進(jìn)行破冰。工人在冬季結(jié)冰冰時，先用木錘將墩身迎冰面方向近 1米范圍內(nèi)冰敲碎，再用笊籬將碎冰撈出來（圖 2-2 所示），冰層較厚的地方就用鋼镩鑿，為保證墩身迎冰面時刻保持近 1 m 安全范圍不結(jié)冰（圖 2-3 所示），幾乎每天都要進(jìn)行破冰作業(yè)，，強(qiáng)度大、效率低，人工成本極高而且風(fēng)險(xiǎn)極大，工人如果在封凍期不慎掉入冰窟后果不堪設(shè)想。因此在綜合考慮施工條件、運(yùn)行環(huán)境等各方面因素的前提下，探尋一種能有效替代人工除冰法的橋墩冰害防護(hù)方案，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

再加上巨大的電量消耗，最終放棄了使用。近幾十年來，落坡嶺橋墩一直使用人工破冰法進(jìn)行破冰。工人在冬季結(jié)冰冰時，先用木錘將墩身迎冰面方向近 1米范圍內(nèi)冰敲碎，再用笊籬將碎冰撈出來（圖 2-2 所示），冰層較厚的地方就用鋼镩鑿，為保證墩身迎冰面時刻保持近 1 m 安全范圍不結(jié)冰（圖 2-3 所示），幾乎每天都要進(jìn)行破冰作業(yè)，強(qiáng)度大、效率低，人工成本極高而且風(fēng)險(xiǎn)極大，工人如果在封凍期不慎掉入冰窟后果不堪設(shè)想。因此在綜合考慮施工條件、運(yùn)行環(huán)境等各方面因素的前提下，探尋一種能有效替代人工除冰法的橋墩冰害防護(hù)方案，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U443.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2686490