摘 要:本文結合具體工程,簡要敘述鉆孔平臺施工過程,并結合有限元分析理論及有限元分析軟件Midas,建立鉆孔平臺的有限元模型,分析其在重載作用下的受力及變形。通過有限元分析,保證結構的安全性和適用性,并為此類工程提供一定的借鑒經驗。 

關鍵詞:鉆孔平臺;有限元;受力分析 
  0 引言 
  對于在水中施工的橋墩,需要搭建施工平臺以保證施工的正常進行,其主要是為了給鉆孔和鋼護施工提供操作平臺,為工程提供方便。 
  1 工程概況 
  某大橋全長499.175m,共14個承臺。因橋梁需跨越河流,這就牽涉到橋墩涉水的問題。大橋3#和4#橋墩為涉河橋墩,為了保證工程的順利如期完成,該工程采用“先樁后堰”的工法施工樁基和承臺。故需搭建鉆孔平臺,用雙壁鋼圍堰施工橋墩。 
  2 鉆孔平臺施工過程 
  鉆孔平臺的施工工藝流程為:測量放樣→打樁船插打鋼護筒以及鋼管樁→焊接樁、筒間聯(lián)結系→安裝鋼管樁樁頂橫向承重梁→安裝縱向分配梁→安裝平臺面板→安裝護欄和其他附屬安全設施→進入下一循環(huán)。 
  3 有限元模型建立及結果分析 
  3.1 鉆孔平臺有限元分析 
  對鉆孔平臺進行模型地建立,并對其強度和穩(wěn)定性進行分析。 
  3.2 鉆孔平臺有限元分析 
 。1)鉆孔平臺模型的建立 。鉆孔平臺主要采用了梁單元和板單元兩種類型的單元,其中鋼護筒和鋼管樁采用板單元[9],以便模擬其連接部位的局部受力和變形情況,其余的均采用梁單元。鉆孔平臺各構件間均采用Q235鋼材,之間的連接均采用彈性連接里的剛性連接;鋼管樁和鋼護筒底部利用“假想嵌固點”的方法,邊界條件設置為固接?紤]到施工過程中施工設備以及倒渣的影響,在考慮荷載時,除了考慮各部分自重以外,還分為以下3種工況進行考慮:①旋挖鉆鉆中孔;②旋挖鉆鉆邊孔;③旋挖鉆鉆中孔+倒渣;④旋挖鉆鉆邊孔+倒渣,其中最大作用荷載按照150t考慮。 
 。2)有限元分析結果。對鉆孔平臺的應力以及變形進行分析,得出各構件在4種工況下的最大應力如表1所示,各部件的最大變形量及總體變形圖如圖1.3所示。 
  從表1與圖種可以看出,鉆孔平臺各部件的最大應力(正應力和剪應力)均在容許范圍以內,說明從承載能力上,各部件能夠滿足使用要求。但是,鋼管樁的最大應力較為接近容許應力,要采取一定的措施去加強,保證結構安全。鉆孔平臺的變形主要為分配梁、鋼護筒和鋼管樁,其各部分變形及其容許變形均能夠滿足要求。 
  4 結論 
  在靜力分析中主要對平臺結構的各構件進行了應力檢算和變形檢算,證明平臺的承載力和使用性均能滿足工程要求;在模態(tài)分析部分,通過對比分析得出橫向聯(lián)結系位置對鉆孔平臺整體剛度的影響規(guī)律,并由此得出最佳的橫向聯(lián)結系布置方案。通過有限元分析,本文的計算結果精確合理,提供的施工及計算經驗能夠為類似工程提供一定的參考經驗。 
  參考文獻: 
  [1]馬明,黃登俠.鋼棧橋的結構設計分析和計算[J].公路交通科技:應用技術版,2013(08). 
  [2]吳勇,史歡歡,付學軍.45m跨大跨徑開啟式通航孔鋼棧橋設計與施工技術[J].城市建設理論研究:電子版,2012(14).