检查井预制混凝土盖板有限元分析.pdf

2 0 1 4年第 1 1 期 1 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 4 No 11 No v e mbe r 检查井预制混凝土盖板有限元分析 俞 家欢 ， 江 丽君 ， 李 委 ， 于 瑾 ， 王 晴 ( 1 沈阳建筑大学土木工程学院， 1 1 0 1 6 8 ； 2 沈阳建筑大学材料工程学院 ， 1 1 0 1 6 8 ) 摘要 ： 利 用 A NS YS有 限元软件 ， 通过 对检 查 井结构进行 整体 建模和计 算 ， 对 已确 定尺寸和配 筋的预制 混凝土 盖板进行 了重点分析 。分析结果表 明， 预 制混凝土盖板 内钢 筋应 力小于屈服 应力 ， 且混凝土的抗拉 、 抗压 强度 均满足 要 求 。 关键词 ： 检查 井； 预 制混凝 土盖板 ； 承载 力； A NS Y S有限元软件 Ab s t r a c t ： B y u s i n g t h e ANS YS s o f t wa r e ， t h e h o l i s t i e mo d e l i n g a n d c a l c u l a t i o n o f c o n c r e t e i n s p e c t i o n w e l l s t r u c t u r e w a s do n ea n d t he de fin e d d i me ns i o ns a nd r e i n f o r e elne n t o f t h e pr e c a s t c o nc r e t e c o v e r pl a t e we r e a n a l y z e dTh e r e s ul t s s h o w t ha t t h e s t r e s s o f s t e e l r e i n f o r c e me n t i n p r e e a s t c o n e r e t e c o v e r p l a t e i s l e s s t h a n i t s y i e l d s t r e s s ， a n d t h e t e n s i l e a n d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o nc r e t e c a n n l ee t t he r e q ui r e n mnt s Ke y wo r d s ： I n s p e c t i o n we l l ； P r e e a s t c o n c r e t e c o v e r p l a t e ； Be a r i n g c a p a c i t y ； ANS YS f i n i t e e l e me n t a n a l y s i s 中图分类号 ： T U 5 2 8 5 9 文 献标识码 ： A 文章编 号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 4 ) 1 1 4 4 一 O 5 0前言 道路 上 检 查井 安 装 的平 顺 度 、 耐久 性 等 因素对 城市交通的影响较大。为了保障城市交通的顺畅和 车辆通行安全 ， 沈阳市城市建设管理局对道路上各 专业检查井 的安装维修工艺 和质量要求 作了明确 规 定 。预 制盖板 的尺寸 大 小直接 影 响着 工程 质量 安 全 与工 程造 价之 间 的平衡 。为了满 足既 经济 又安 全 的要 求 ， 本 文 指 定 预 制 盖 板 的尺 寸 和 配 筋 ， 并 对 检 修井整体建模进行 了有限元分析 ， 且偏重于对整体 结构进行建模。 1 检 查 井构 造和 结构 安装 顺序 1 1 检 查井 构造 本 文 所 述 检 查 井 是 指 在 城 市 道 路 车 行 道及 人 行 道上 的 各类 专 业 检 查井 ， 所 涉 及 的检 查 井 结 构 仅 限 于道 路 结 构层 内的井 体 、 路 面 上 的井 盖 、 井 座 ( 井 盖和井座统称为井具 ) 、 井座与井体的连接层等。其 中， 井体部分采用混凝土砌块和 l ： 3水泥砂浆砌筑而 成 ， 混凝土砌块强度等级应大于等于 C 2 0 ， 若施工时 原井体结构部分 为黏土砖砌筑 ， 则需要更换为所要 求 的上述材料 ； 井具采用球墨铸铁材料 ； 井座与井 体 的连接层采用预制混凝土盖板 ， 其抗压强度应大 于 3 0 MP a 、 抗 折 强 度 应 大 于 5 MP a ； 预 制 混凝 土 盖 板 以下 、 井体结构 以外 的道路结构部分 ， 从上到下依 次 为水泥稳 定碎石 或砾石 结构 、 级 配碎石 和路基l 】 。 】 。 基金项 目： 国家 自然科 学基金项 目( 5 1 0 7 8 2 4 2 ) ； 辽宁省 博士 启 动 基 金 项 目 (E 0 8 0 7 0 3 ) 。 一 4 4 一 综 上所 述 ，检 查 井 结 构 自上 而 下 的顺 序 应 为 ： 井具 ( 井盖 和井座 ) 、 预制混凝 土盖板 和井体 结构 。 其设计使用 寿命和承载能力 ， 必须大于该道路的设 计使用寿命和承载能力。 1 2检查 井维 修安 装顺 序 ( 1 )坑槽开挖。 维修检查井时 ， 道路结构应采用 切 割机进 行 切割 。切 割范 围必 须大 于混 凝 土承 载盖 板 外观 尺寸 2 0 0 m m 以上 ， 切 割深 度应 大 于水 泥 混凝 土 盖板 与 沥青 混凝 土厚 度之 和 。 ( 2 )填入水泥砂浆垫层。期间应采取相应的防 护措施 ， 严禁施工残料跌落井 内。 ( 3 )利用起重机械将预制混凝土盖板就位安装 并调 平 。 ( 4 )在 预制盖板 的凹槽部 位添加快补料并 找 平 ， 厚 度约 为 3 c m， 快 补 料 的初凝 时 间在 5 mi n左右 ， 终 凝 时 间 可控 制 在 1 0 ra i n以 内 。1 h后 抗 压 强度 达 3 0 MP a ， 抗 折强 度达 4 5 MP a 。 ( 5 ) 安放井具 ， 利用植筋固定 ， 待凝结固定之后 ， 将植筋锯断。 ( 6 ) 井周道路面层以下至预制承载盖板间 ， 应采 用较大粒径的沥青混合料 等沥青材料进行 回填 ， 并 用 冲击夯夯实 ， 检查井井盖 的安装平 面 ， 应与道路 平面一致 。安装高度应低于该处道路平面 0 5 mm。 图 l为检查 井 维修 安装 步骤 图 。 2有 限元模 型 的建 立 2 1 模 型 尺寸 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m