深水桩基础施工平台的结构分析与施工控制

论文摘要

流水河右线大桥4号深水桩基础施工平台为钢管桩和钢护筒共同承力施工平台,它充分利用钢护筒作为平台支撑系统,大大节省工程造价。本文以其作为研究对象,通过对施工平台进行相关的静力和动力分析验算,肯定了钢管桩和钢护筒共同承力施工平台相比其他深水桩基施工平台的独特优势,同时对施工平台的控制和监测予以探讨。首先,本文介绍了现有各种深水施工平台,以及施工平台设计分析方法。然后,作者运用分析软件ANSYS对施工平台进行模拟,以结构力学理论为指导,以相关国家规范和施工设计要求为依据,对结构体系进行动力学分析并对施工过程中的最不利状态进行静力学分析。通过对最不利状态进行静力分析,找出钢管桩和钢护筒共同承力施工平台体系在施工过程中强度和刚度的影响因素,为施工方在施工过程中的监测控制提供参数依据;通过动力分析,分析验证平台在钻机冲击动力荷载作用下控制点的位移响应曲线,并通过对比单位简谐荷载下的位移响应曲线得出了有益结论。最后,本文分析了钢管桩和钢护筒共同承力施工平台的控制技术及标准,并通过分析该结构体系的监测过程,讨论了一般临时结构的监测方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 深水施工平台体系的研究现状
• 1.3 施工平台的搭设
• 1.4 论文研究内容
• 第二章 施工平台建模
• 2.1 施工平台的设计分析方法
• 2.2 验算工况的确定
• 2.2.1 相应规范依据
• 2.2.2 荷载分析
• 2.3 施工平台的ANSYS 建模
• 2.3.1 有限元理论以及ANSYS 通用分析软件的介绍
• 2.3.2 施工平台建模的总体规划
• 2.3.3 模型的建立
• 2.3.4 建模过程中的注意事项
• 第三章 施工平台的静力分析
• 3.1 静力分析概述
• 3.2 静力分析准则
• 3.2.1 强度失效形式
• 3.2.2 常用的屈服准则
• 3.2.3 强度设计准则及其在本文中的应用
• 3.3 单桩悬臂状态验算
• 3.3.1 单桩悬臂状态荷载统计
• 3.3.2 单桩悬臂状态结构模型及计算结果示意图
• 3.3.3 单桩悬臂状态结果分析
• 3.4 第一根钢护筒就位验算
• 3.4.1 第一根钢护筒就位验算荷载统计
• 3.4.2 第一根钢护筒就位验算结构模型及计算结果示意图
• 3.4.3 第一根钢护筒就位验算结果分析
• 3.5 四台钻机工作时施工平台的验算
• 3.5.1 钻机布置位置
• 3.5.2 荷载统计
• 3.5.3 结构模型及计算结果示意图
• 3.5.4 结果分析
• 3.6 九台钻机工作时施工平台的验算
• 3.6.1 钻机布置位置
• 3.6.2 荷载统计
• 3.6.3 结构模型及计算结果示意图
• 3.6.4 结果分析
• 第四章 施工平台的动力学分析
• 4.1 动力分析概述
• 4.2 施工平台体系的模态分析
• 4.2.1 施工平台体系的自振频率
• 4.2.2 模态分析过程规定
• 4.2.3 ANSYS 模态分析结果
• 4.3 施工平台体系的谐响应验算分析
• 4.3.1 施工平台体系的谐响应
• 4.3.2 谐响应分析过程规定
• 4.3.3 ANSYS 谐响应分析结果
• 第五章 施工平台在施工中的控制
• 5.1 施工平台成型前的控制
• 5.1.1 钢护筒的质量控制
• 5.1.2 钢护筒的沉放控制
• 5.1.3 定位船抛锚定位控制
• 5.1.4 定位船上导向架的控制
• 5.1.5 施工平台顶面导向架的控制
• 5.1.6 定位平台的控制
• 5.2 施工平台在施工过程中的监测
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢