沉管管节沉放系缆力试验研究

论文摘要

沉管隧道作为一种特殊的跨海越江工程,由于其独特的优势,正逐渐广泛被采用,并日益成为交通运输系统中的一个重要的环节。在沉管隧道施工过程中,管节沉放的施工是重点和难点。一方面,管节沉放过程涉及沉放驳船、待沉管节与系泊缆绳等,是一个非常复杂的体系；另一方面,管节沉放过程受到风、浪、流等多种江海环境因素的综合影响。因此,研究沉管管节沉放过程中浮驳与管节系泊缆绳的受力特性,有利于预报管节沉放过程的危险情况,为实际沉放施工提供参考。本文重点从模型试验角度对沉管隧道管节沉放状态下的系泊定位缆绳进行受力特性分析。全文工作围绕管节沉放过程的物理模型试验展开：首先,对系泊系统的单绳悬链模型和缆绳系统模型分别进行静力计算分析；然后,依据理论推导结果,对系泊缆绳进行相似模拟设计和物理模型调配,并对制作的物理模型系泊缆与实际系泊缆绳的力学特性进行了对比,验证了物理模型的可靠性；再将模型缆绳应用于沉管管节沉放物理模型试验,分析了试验中水流、波浪、负浮力和沉放深度等因素对系泊缆绳张力特性的影响；最后,根据试验分析结果,得到沉放过程系泊缆绳张力特性的相关结论,并对实际管节沉放施工中可能出现危险的情况提出建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 沉管隧道概述
• 1.1.1 沉管隧道工程
• 1.1.2 沉管隧道的特点
• 1.1.3 沉管隧道的建设与发展
• 1.2 课题研究的目的及意义
• 1.3 沉管管节系泊沉放国内外研究概况
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 沉管系泊系统模拟理论研究
• 2.1 管节系泊系统静力相似方法
• 2.1.1 单缆悬链模型
• 2.1.2 缆系静力分析
• 2.2 管节系泊系统动力相似原理
• 2.2.1 系泊动力相似概述
• 2.2.2 系泊动力计算原理
• 2.3 本章小结
• 第3章 沉管系泊系统模拟试验设计
• 3.1 管节沉放系泊系统介绍
• 3.2 系泊系统模型相似设计
• 3.2.1 系泊缆模型设计准则
• 3.2.2 全尺度浮驳系缆模型设计
• 3.2.3 等效截断管节系缆模型设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 沉管管节沉放物理模型试验
• 4.1 管节沉放物模试验目的
• 4.2 管节沉放物模试验设计
• 4.2.1 相似准则及受力换算
• 4.2.2 试验模型设计
• 4.3 管节沉放物模试验设置
• 4.3.1 试验设备与仪器
• 4.3.2 试验布置与工况
• 4.4 试验结果与分析
• 4.4.1 纯流作用
• 4.4.2 波浪作用
• 4.4.3 负浮力
• 4.4.4 沉放水深
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 论文结论
• 5.2 创新点
• 5.3 今后工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的科研工作和论文发表情况