新型電力工作井力學(xué)性能及應(yīng)用研究.pdf

1、從國內(nèi)外工作井的發(fā)展趨勢來看，預(yù)制混凝土裝配式工作井是電纜管道裝配化快速施工技術(shù)中重要一環(huán)，與柔性接口PVC管的鋪設(shè)配合，可力爭達(dá)到傍晚開槽、快速安管、連夜還土、天明還路的快速施工目標(biāo)。開展預(yù)制混凝土裝配式工作井的研究，實現(xiàn)快速施工，是貫徹市建委《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)工程排堵保暢監(jiān)督管理的通知》的需要；可以減少現(xiàn)場施工作業(yè)面積，減少施工噪聲對環(huán)境造成的污染；可以減少部分前期拆遷、道路恢復(fù)等費用，而且可最大限度地減少施工對道路交通及居民生活的影響

2、；同時，它容易做到井體和管線柔性密合聯(lián)接，避免了對地下水的污染，其產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。此外，作為一種新型的替代傳統(tǒng)的砌塊工作井和現(xiàn)澆工作井的施工技術(shù)，預(yù)制裝配式工作井具有良好的整體性能、易回填、抗震性能好，顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。 論文依托同濟(jì)大學(xué)與上海市電力公司的合作項目，首先進(jìn)行了預(yù)制裝配式電力工作井的靜力、動力和防水試驗，全面研究了預(yù)制工井的各項性能。在試驗的基礎(chǔ)上，論文通過有限元軟件對靜力試驗進(jìn)行了模擬，將

3、結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了比較，并為結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計提出了建議。然后，本文對預(yù)制電力工作井的構(gòu)件塊進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計，提出了優(yōu)化設(shè)計方案，以供參考。論文主要研究內(nèi)容及成果如下： (1)靜力、動力、閉水試驗。靜力試驗采取分級堆載的方法，用兩個千斤頂進(jìn)行加載，以模擬實際車輛荷載作用下汽車的兩個后輪同時作用于工作井上表面時最不利情況。動荷載試驗采用直接在工井上方混凝土路面上施加汽車動荷載的方法對工井的性能進(jìn)行研究，試驗中考慮了汽車啟動

4、和汽車制動兩種最不利工況。閉水試驗采取在現(xiàn)場基坑中工井的四周注水的方法，來模擬實際地下水和工井旁邊可能發(fā)生水管爆裂的不利情況。試驗結(jié)果表明，在靜載以及動荷載作用下，工井的鋼筋應(yīng)力、混凝土表面拉裂縫、構(gòu)件接縫最大開合度、工井頂面沉降等指標(biāo)均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，顯示出良好的力學(xué)性能。此外，工井的整體剛度及防水也滿足要求。工井的設(shè)計合理、可靠。 (2)有限元模擬。通過有限元分析軟件Marc對預(yù)制工作井進(jìn)行靜力試驗?zāi)M，并將模擬結(jié)果(混凝

5、土應(yīng)力應(yīng)變、裂縫寬度等)與試驗結(jié)果進(jìn)行對比，不斷修正計算模型和相應(yīng)設(shè)計參數(shù)，以使兩者較為吻合，從而為進(jìn)一步的設(shè)計工作積累經(jīng)驗。通過有限元模擬還得到了原試驗中沒有獲得或不易求得的結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變分布、結(jié)構(gòu)變形、螺栓受力、土體受力等數(shù)據(jù)，可以更好地為進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計方案提供參考。 (3)預(yù)應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計。本文采用后張法無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的要求對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行重新設(shè)計，對預(yù)應(yīng)力設(shè)計中涉及到的荷載計算、正截面強(qiáng)度設(shè)計、斜截面強(qiáng)度設(shè)

6、計、構(gòu)件的變形計算、抗震設(shè)計要求、疲勞設(shè)計、裂縫計算、預(yù)應(yīng)力長期損失、張拉力及張拉值計算、后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工以及后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的構(gòu)造要求進(jìn)行了總結(jié)和歸納，并給出了預(yù)應(yīng)力管片的設(shè)計方案和試驗方案(構(gòu)件接頭試驗、預(yù)應(yīng)力張拉試驗、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件整環(huán)加載試驗和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件張拉反拱試驗)。此外，在對結(jié)構(gòu)短邊方向進(jìn)行預(yù)應(yīng)力設(shè)計的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)長邊方向也給出了預(yù)應(yīng)力設(shè)計方案。最后應(yīng)用相關(guān)理論對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行了初步設(shè)計，并給出了計算書。用預(yù)應(yīng)力方法對預(yù)制