新型翻轉式鋼結構子堤技術研究.pdf

1、近年來氣候條件逐漸惡化，極端氣候條件頻繁出現，臺風和暴雨使河水位和潮水位急劇升高，很多防洪堤達不到超高要求；與此同時，人們對于景觀的要求也越來越高，而傳統(tǒng)的加高加固堤防的方式雖然能夠滿足安全要求，但往往形成江濱大道邊生硬的一堵墻,影響了城市景觀。針對這一情況,本文提出了以翻轉式鋼結構子堤代替?zhèn)鹘y(tǒng)堤防的方案，將傳統(tǒng)的防洪墻改為上部為鋼閘板，下部為轉軸，軸固定在基座上的新式結構，這一方案是在考慮現有堤防不能滿足人們對景觀要求的情況下,結合國

2、內外已有的一些新型堤防，經過創(chuàng)新設計出的一種新堤型。與傳統(tǒng)的填土筑堤加高擴建來提高防洪標準的方式相比,這一堤型具有不破壞城市景觀、不多占城市土地，安全可靠等優(yōu)點。代表了我國城市防洪工程建設的一個新的發(fā)展方向,對城市防洪工程加高加固建設具有十分重要的現實意義。
　　本文中以某地區(qū)實際工程資料為依據進行了堤型設計，確定了結構材料、子堤擋水高度、擋水閘板的具體尺寸等，并對其工作原理進行闡述。基于有限元理論，建立三維有限元模型，進行設計工

3、況下的靜力分析，計算模型在平均波浪壓力和靜水壓力共同作用下的變形特性，結構中縱梁的最大撓度為為0.26mm，橫梁最大撓度為0.23mm，結構中的最大應力為23.8MPa，滿足規(guī)范要求。同時，由于模型中存在薄板和細長構件，壓力作用下可能出現破壞失穩(wěn)，故又對結構進行了屈曲分析，研究了結構在荷載作用下的穩(wěn)定性，對結構局部進行優(yōu)化，對優(yōu)化后的體型進行驗算，結構中縱梁的最大撓度為0.33mm，橫梁最大撓度為0.333mm，結構中最大應力為23.5

4、MPa，節(jié)省鋼材用量約15％，效果較好。
　　其次，由于鋼閘板在運行過程中受波浪的作用時隨時變化的，一旦外荷載頻率與結構自振頻率相同，結構將發(fā)生強烈振動，可能導致破壞。故對鋼閘板的振動特性進行了分析，首先計算了其在無水狀態(tài)下的干模態(tài)，得出結構自振頻率；為研究閘板是否因為擋水振動頻率降低而發(fā)生共振，又對鋼閘板在設計水位以下的頻率變化范圍進行了計算，即進行濕模態(tài)的計算，并與干模態(tài)的計算結果進行比較，計算結果表明隨擋水高度的增加鋼閘板振