浮式施工钻孔平台的特性及稳定性分析

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桥梁建设随着水深施工的难度越来越大。深水中建设桥梁时,一般采用大直径钻孔灌注桩作为桥梁的墩基础,在施工时,容易受到水位变化、波浪、通航等因素的限制,因此就必须设置临时的施工平台来排除施工干扰以及解决精确定位等问题。在较深水域桩基施工时,采用常规的固定平台作为施工平台其施工周期长、工程造价高、对环境影响较大;而浮式平台拼装架设简单、能缩短施工工期、受水位变化和水深的影响较小,但是其受到风浪力和水流力的影响较大。本文以福建省棉花滩库区龙湖大桥为工程背景,针对基本无流速的棉花滩水库水深超过七十米、水底为裸露的花岗岩地形条件的特殊性,大型的起吊设备不能进入施工场地,在单单采用固定施工平台或者浮式施工平台,已无法满足施工要求的前提下,对龙湖大桥浮式平台与固定平台相结合的施工钻孔平台进行研究。首先,了解国内外深水域桥梁建设中,群桩基础施工平台的研究发展历程,对比固定式施工平台和浮式施工平台的作为施工平台各自的优点与弊端,提出了对浮式施工平台的静力分析和调整其位移的方法应该进行更加全面的研究。其次,采用理论计算的方法,计算分析龙湖大桥浮式施工平台在施工定位桩钢护筒过程中五种不同工况下,受到风荷载、浪荷载、水流力及锚绳拉力的作用,浮式平台的抗倾覆稳定性,并对浮式平台移动轨道的倾斜度进行了分析和验算。再次,推算出浮式施工平台单个锚碇系统力与位移的计算公式、推导出锚碇系统锚绳收缩量与浮式平台位移的计算公式并进行优化,将龙湖大桥锚绳的实际收放量与理论计算值进行对比,分析了锚碇系统调锚的影响因素。最后,对于固定平台与浮式平台组成的钻孔平台采用Midas Civil建模软件建立力学模型,对整个施工钻孔平台的整体弹性稳定性和局部弹性稳定性进行分析。
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