地下连续墙钢筋笼吊装方案设计与优化

摘要

近年来随着经济的发展和城市化进程的不断推进，城市人口数量不断增多，路网不畅、设施不足、交通拥堵等问题日益突出。交通堵塞已严重影响人们的日常生活出行，尤其是北京、上海、广州等一线城市的交通问题尤为严重。地铁作为一种新型城市公共交通，最大化地节约了城市用地，极大地提高了人们的出行效率，有效地缓解了城市交通压力。随着地铁建设规模的不断扩大，作为地铁工程围护结构的地下连续墙也逐渐加深，相应的地下连续墙钢筋笼的吊装难度也逐渐增加。虽然我国已完成了多条地铁的地下连续墙钢筋笼吊装工作，但对超长、超重的地下连续墙钢筋笼吊装过程中受力和变形的认识还不够清晰，缺乏必要的试验研究分析。
　　本文以天津地铁站地下连续墙大型钢筋笼吊装施工为背景，自行设计了地下连续墙钢筋笼吊装方案，验算了吊点、钢丝绳、扁担梁的强度和纵向桁架的稳定性，并结合ANSYS软件进行数值模拟，对地下连续墙钢筋笼的受力和变形进行分析，进一步验算吊装施工方案的可行性。为了探究更合理的吊装方案，本文尝试改变纵向桁架的数量并进行ANSYS模拟分析，通过研究增设2，3，4，5榀纵向桁架且钢筋笼与地面夹角为0°、30°和45°时的受力与变形，得出以下几点结论：
　　（1）大型地下连续墙钢筋笼吊装施工中，整体吊装法可大大提高钢筋笼的整体刚度，节省吊装成本和吊装时间，有效缩短了泥浆护壁的时间，很好地降低了槽体坍塌的可能性。
　　（2）地下连续墙钢筋笼在吊装过程中容易发生大变形，增设横纵向桁架可很好的提高地下连续墙钢筋笼的吊装稳定性。
　　（3）通过ANSYS模拟得到增设4榀纵向桁架的钢筋笼竖向变形最大值为20.6mm，满足规范要求，进一步验证了吊装方案的可行性。
　　（4）通过ANSYS模拟不同工况下地下连续墙钢筋笼的变形情况，确定了钢筋笼的挠度极值出现在起吊角度较小时；增设2榀纵向桁架和4榀纵向桁架的钢筋笼的竖向位移变化趋势基本一致；增设3榀纵向桁架和5榀纵向桁架的钢筋笼的竖向位移变化趋势基本一致；增设3榀纵向桁架和4榀纵向桁架的钢筋笼的竖向位移最大值在变形最大处几乎相等。因此考虑经济性等原因，本项目地下连续墙钢筋笼吊装的最优方案为增设3榀纵向桁架。

目录

声明

1绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 吊装技术的研究和应用现状

1.3 本文的主要研究内容

2 地下连续墙钢筋笼吊装施工方案

2.1 工程概况

2.2 地下连续墙围护结构概况

2.3 工程地质和水文情况

2.4 工程周边环境情况

2.5 施工难点

2.6 吊装方案确定

2.7 地下连续墙钢筋笼吊装过程中出现的问题及处理方法

2.8 本章小结

3 钢筋笼吊装设计验算

3.1 起重机吊装能力验算

3.2 钢筋笼吊点位置确定

3.3 吊装构件强度验算

3.4 地基承载力验算

3.5 钢筋笼纵向桁架稳定性验算

3.6 本章小结

4 吊装过程有限元模拟和方案优化

4.1 概述

4.2 理论基础

4.3 ANSYS软件简介

4.4 “一”字型钢筋笼有限元模型的建立

4.5 有限元计算结果的整理与分析

4.6 吊装设计方案的优化

4.7 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的学术成果和获奖情况

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