新型電力工作井力學性能及應用研究.pdf

1、從國內外工作井的發(fā)展趨勢來看，預制混凝土裝配式工作井是電纜管道裝配化快速施工技術中重要一環(huán)，與柔性接口PVC管的鋪設配合，可力爭達到傍晚開槽、快速安管、連夜還土、天明還路的快速施工目標。開展預制混凝土裝配式工作井的研究，實現快速施工，是貫徹市建委《關于加強建設工程排堵保暢監(jiān)督管理的通知》的需要；可以減少現場施工作業(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接，避免了對地下水的污染，其產生的社會效益和經濟效益是顯著的。此外，作為一種新型的替代傳統(tǒng)的砌塊工作井和現澆工作井的施工技術，預制裝配式工作井具有良好的整體性能、易回填、抗震性能好，顯示出了廣闊的應用前景。 論文依托同濟大學與上海市電力公司的合作項目，首先進行了預制裝配式電力工作井的靜力、動力和防水試驗，全面研究了預制工井的各項性能。在試驗的基礎上，論文通過有限元軟件對靜力試驗進行了模擬，將

3、結果與試驗結果進行了比較，并為結構進一步的優(yōu)化設計提出了建議。然后，本文對預制電力工作井的構件塊進行了預應力優(yōu)化設計，提出了優(yōu)化設計方案，以供參考。論文主要研究內容及成果如下： (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。試驗結果表明，在靜載以及動荷載作用下，工井的鋼筋應力、混凝土表面拉裂縫、構件接縫最大開合度、工井頂面沉降等指標均在規(guī)范允許范圍內，顯示出良好的力學性能。此外，工井的整體剛度及防水也滿足要求。工井的設計合理、可靠。 (2)有限元模擬。通過有限元分析軟件Marc對預制工作井進行靜力試驗模擬，并將模擬結果(混凝

5、土應力應變、裂縫寬度等)與試驗結果進行對比，不斷修正計算模型和相應設計參數，以使兩者較為吻合，從而為進一步的設計工作積累經驗。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構應力應變分布、結構變形、螺栓受力、土體受力等數據，可以更好地為進一步改進設計參數、優(yōu)化設計方案提供參考。 (3)預應力優(yōu)化設計。本文采用后張法無粘結預應力受彎構件的要求對預制構件進行重新設計，對預應力設計中涉及到的荷載計算、正截面強度設計、斜截面強度設

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