油氣長(zhǎng)輸管道道路頂管路面變形有限元模擬與分析

摘 要：油氣管道穿越高等級(jí)公路，一般采用頂管穿越方式。頂管穿越過程中會(huì)引起路面變形。本文以甬臺(tái)溫天然氣管道AYZ008-1～AYZ009沿海中線頂管穿越為例，采用PLAXIS有限元軟件對(duì)道路頂管穿越過程進(jìn)行模擬，并對(duì)路面產(chǎn)生的變形進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：頂管穿越；有限元軟件；路面變形；

中圖分類號(hào)：TE83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-04-00268-02

一、前言

本文以甬臺(tái)溫天然氣管道AYZ008-1～AYZ009 沿海中線穿越為例，利用PLAXIS軟件模擬頂管施工中套管頂埋深等因素對(duì)路面變形的影響。

二、穿越工程概況

AYZ008-1～AYZ009 沿海中線穿越位于寧波市鄞州區(qū)瞻岐鎮(zhèn)合一村東南側(cè)，穿越處路面寬度22m，穿越長(zhǎng)度46m，穿越套管覆土厚度為4.60m。

（一）工程地質(zhì)。根據(jù)詳勘報(bào)告，場(chǎng)地地層主要由粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土組成。

第①層：粉質(zhì)黏土（Q4mc），黃褐色，可塑，主要成分為黏粒，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含少量鐵錳質(zhì)氧化物。其中0～0.2m為耕植土，含少量植物根系。ZK10處表層0.8m夾較多碎石。全場(chǎng)分布，層厚1.40～1.80m，層底高程-0.54～-0.27m。第②層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4mc），灰色，流塑，切面有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中等，含少量有機(jī)質(zhì)。全場(chǎng)分布，最大揭露厚度6.60m。

本工程頂管穿越地層為第②層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。常年水位線標(biāo)高為1.0～1.2m。

土層參數(shù)：表2.1-1 土層參數(shù)選取表

考慮了單輪并附有非線性簧上質(zhì)量的作用分析。由于非線性振動(dòng)方程不能采用簡(jiǎn)單的線性的疊加，因而提出解決非線性振動(dòng)的途徑及方法。這里設(shè)定正弦曲線作為全橋振動(dòng)的彈性曲線，再來(lái)進(jìn)行求解、求出其數(shù)值解、畫出車橋動(dòng)力響應(yīng)圖、并重點(diǎn)討論了非線性因素對(duì)車橋動(dòng)力特性的影響。

本文開始就綜述了車輛荷載作用下橋梁的振動(dòng)分析狀況，簡(jiǎn)略地回顧了解決車橋振動(dòng)問題的基本方法的發(fā)展過程。

本文的主要研究工作可總結(jié)為：（1）建立車橋振動(dòng)系統(tǒng)的模型，根據(jù)位移協(xié)調(diào)條件與相互作用里的耦合關(guān)系，分別建立了車與橋的運(yùn)動(dòng)方程；（2）在車輛荷載作用下，用數(shù)值法求出了橋的動(dòng)力響應(yīng)，并對(duì)橋的動(dòng)力特性作出分析；（3）討論了非線性振動(dòng)的解決方法及其對(duì)車橋動(dòng)力特性進(jìn)行的影響。

本文重點(diǎn)考慮了非線性，并對(duì)其進(jìn)行解決，進(jìn)一步討論了非線性因素對(duì)車橋的影響。掌握其振動(dòng)規(guī)律，希望能為改善行車的舒適性、平順性等方面提供依據(jù)。

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