懸浮隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與健康監(jiān)測(cè).pdf

1、隨著當(dāng)今社會(huì)交通的日益繁忙,地域之間的連接顯得尤為重要,一些跨河跨海的大跨水域的溝通建設(shè)成為世界發(fā)展的必需,如何利用有限的資源,建造出符合社會(huì)發(fā)展要求和可持續(xù)發(fā)展觀的基礎(chǔ)設(shè)施是21世紀(jì)土木工程人員面臨的核心問題.懸浮隧道是一種懸浮在水中利用浮力承載的新型結(jié)構(gòu),由于具有對(duì)周圍的環(huán)境影響小、全天侯工作、布線方便及跨越深水時(shí)的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),懸浮隧道為大跨水域的交通建設(shè)提供了新的交通方式。
　　 本文以千島湖懸浮隧道方案為背景,對(duì)懸浮隧

2、道進(jìn)行了靜、動(dòng)力分析,借鑒現(xiàn)有水工及橋梁工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、規(guī)范及健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究,對(duì)懸浮隧道的設(shè)計(jì)分析進(jìn)行了初步研究,探索建立了懸浮隧道健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的框架及評(píng)估指標(biāo)體系,初步編制了懸浮隧道的監(jiān)測(cè)與養(yǎng)護(hù)指南。具體展開的工作有:
　　 (1)借鑒現(xiàn)有沉管隧道、海洋鉆井平臺(tái)及橋梁隧道工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合懸浮隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)懸浮隧道的荷載及其組合、設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的四種極限狀態(tài)、管道形式的選擇、管段間防水防腐、錨索的布置形式,基礎(chǔ)形

3、式、通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析方法等設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探索和研究。
　　 (2)結(jié)合Morison方程,提出采用沿隧道由底到頂?shù)姆謱臃e分方法計(jì)算懸浮隧道水平和豎直波浪力,探索了直徑、放置深度、波浪周期等參數(shù)對(duì)波浪力的影響;比較了采用線性波和二階Stokes非線性波兩種波浪理論計(jì)算波浪力的誤差;最后對(duì)懸浮隧道波浪力進(jìn)行了譜分析。
　　 (3)根據(jù)懸浮隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及千島湖懸浮隧道的環(huán)境條件,對(duì)

4、其進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力分析,計(jì)算了各種荷載作用組合狀態(tài)下管道各層材料的應(yīng)力、管道變形和錨索索力,研究了其在波浪作用下的動(dòng)力響應(yīng),對(duì)其安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　 (4)提出了錨索在流作用下的渦激非線性振動(dòng)的微分方程,采用伽遼金法處理后的龍格-庫(kù)塔法進(jìn)行數(shù)值求解。分析研究了千島湖懸浮隧道錨索動(dòng)力響應(yīng),并推導(dǎo)計(jì)算了錨索索力與其振動(dòng)頻率的關(guān)系,提出了采用“頻率法”監(jiān)測(cè)懸浮隧道錨索索力的方法。
　　 (5)在對(duì)千島湖懸浮隧道結(jié)構(gòu)分析的基