【摘要】 淮安立交地涵的結(jié)構(gòu)形式和受力條件以及兩岸輔助建筑物和·堤對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形的影響非常復(fù)雜, 為此對(duì)整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形狀況進(jìn)行了三維有限元計(jì)算分析。前后兩次計(jì)算結(jié)果表明,在修改后的立交地涵設(shè)計(jì)方案中上、下游涵首段結(jié)構(gòu)各部分的受力情況和不均勻變形量都能滿足規(guī)范要求,但局部區(qū)域仍出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力,需要加強(qiáng)這些區(qū)域的構(gòu)造設(shè)計(jì)和增加配筋量。
【關(guān)鍵詞】 淮河入海水道 淮安樞紐 立交地涵 三維有限元 結(jié)構(gòu)分析
淮河入海水道工程是解決洪澤湖洪水出·,保證洪澤湖大堤安全的整個(gè)淮河流域治水的一項(xiàng)戰(zhàn)略性骨干工程,西起洪澤湖大堤的二河閘,東至黃河扁擔(dān)港,全長(zhǎng)163·5km。 為控制入海水道的泄洪流量和沿線的泄洪水λ、排澇水λ,解決入海水道沿線與京杭運(yùn)河、通榆河及渠北眾多排澇河流的交叉ì盾,擬興建二河、淮安、濱海和�？谒膫�(gè)樞紐。
樞紐近期設(shè)計(jì)泄洪流量2270m3/s,強(qiáng)迫泄洪流量2890m3/s;遠(yuǎn)景擴(kuò)建后,設(shè)計(jì)泄洪流量7000m3/s,強(qiáng)迫泄洪流量 7960m3/s�；窗矘屑~是入海水道的第二級(jí)控制樞紐,λ于入海水道與京杭運(yùn)河的交匯處,主要作用為穿越京杭運(yùn)河,滿足運(yùn)河的航運(yùn)要求、汛期泄洪和渠北運(yùn)西地區(qū)的排澇要求,以及連接淮楊公·交通。 立交地涵是淮安樞紐的主要組成建筑物,地涵軸線與京杭運(yùn)河中心線基本重合,地涵中心線平行于入海水道中心線,λ于水道中心線北側(cè)12m。該地涵與運(yùn)河采用斜交方式,涵軸線與運(yùn)河中心線交角77°。
地涵采用上槽下洞(上部為運(yùn)河渡槽,下部為水道泄洪涵洞)的立體交叉結(jié)構(gòu)形式。初步設(shè)計(jì)涵洞近期為15孔(遠(yuǎn)期擴(kuò)建成24孔),單孔尺寸7·5m×8·0m (寬×高),三孔一聯(lián),單聯(lián)寬度 24·4m。涵洞順?biāo)鞣较蚩傞L(zhǎng)101·35m。ÿ聯(lián)又分為三段—─上游涵首段段、涵洞段和下游涵首段段。上、下游涵首段順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)均25m,上部渡槽呈“U”形結(jié)構(gòu),槽寬70m,總長(zhǎng)122·08m。
有限元是目前解決復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)力學(xué)分析問(wèn)題中最為行之有效的數(shù)值方法�；窗擦⒔坏睾瓰榈湫偷目臻g立體交叉水工建筑物,在整個(gè)入海水道工程中具有十分重要的地λ,其結(jié)構(gòu)形式和受力條件以及兩岸輔助建筑物和·堤對(duì)結(jié)構(gòu)的影響甚為復(fù)雜, 因此有必要對(duì)這一大型立交地涵進(jìn)行三維有限元結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。在計(jì)算模型中,筆者充分考慮了地涵結(jié)構(gòu)的布置形式,盡可能細(xì)致地模擬結(jié)構(gòu)的原始布置,比如,涵洞墩體的形狀、厚度,上游入口處 (下游出口處)涵洞洞身的曲線形狀,閘門的λ置、涵頂公·以及地涵墩墻混凝土貼角等。
計(jì)算建模時(shí),對(duì)立交地涵結(jié)構(gòu)分別取上游涵首段和下游涵首段整體作為研究對(duì)象,考慮上部閘室結(jié)構(gòu)、涵洞和地基的相互作用,地基開(kāi)挖后土體的回彈變形作用和重新加荷時(shí)彈模的變化等情況。因單元網(wǎng)格剖分的好壞直接關(guān)系到應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果的精度,在進(jìn)行有限元網(wǎng)格離散時(shí),采用了不同的單元種類,地基采用常規(guī)的六面體8結(jié)點(diǎn)等參塊體單元,考慮到常規(guī)的8結(jié)點(diǎn)等參單元是線形協(xié)調(diào)單元,不能較好反映彎曲性能,為此結(jié)構(gòu)部分采用了空間六面體8結(jié)點(diǎn)非協(xié)調(diào)單元和空間五面體6結(jié)點(diǎn)非協(xié)調(diào)單元,以提高計(jì)算精度。
