项目概况
我们的资产损坏评估软件Oasys XDisp可评估多种类型开挖作业及施工活动对建筑物、公用设施及铁路基础设施的影响。在此案例中,
我们将探讨WBD集团如何利用XDisp对新建HS2高架桥(跨越道路上方)所需临时工程下方公用设施的资产损坏进行评估。具体而言,
需对两座桥墩之间支撑桥面临时基础下的现有管道进行检查。此次检查旨在确保公用设施符合泰晤士水务公司(Thames Water)
在特定位置对最大应变和地面位移的评估标准。对管道的最大弯曲应变(拉伸和压缩)、旋转和直径变形进行了检查。
分析了两种类型的公用设施:750毫米混凝土管道和12英寸球墨铸铁管道。
为确保地下公用设施的稳定性,主要进行了以下检查:
管道直径方向的变形——通过计算管道上下端垂直地面位移的差值来确定。
管道纵向曲率半径——根据地面位移曲线估算。
管道的弯曲应变(压缩和拉伸)。
750毫米混凝土管道的nominal cover为1.20米,壁厚80毫米,距离基础边缘2米,承压压力为100千帕。12英寸球墨铸铁管道同样具有1.20米的名义覆盖层,壁厚7.5毫米(分析中假设壁厚损失25%),并设置在基础中部下方。两根管道均与泰晤士水务公司的评估标准进行了对比。
为了评估临时工程基础对地下管线可能产生的影响,首先使用有限元分析(FEA)软件对地层土壤剖面进行了建模。
该模型考虑了临时工程基础产生的最大预期压力,以模拟真实的地层行为。
随后,计算得到的沉降量和地面压力被输入到Oasys XDisp软件中,其中通过指定关键参数(如材料类型、直径、长度等)对公用设施进行建模。这使得对埋地管线的结构响应进行详细分析成为可能。
借助XDisp,工程师评估了管道上最大预期弯曲应力,并生成了一系列关键输出图表,包括沉降曲线、曲率半径、直径变形和弯曲应变。这些图表使WBD能够评估公用设施的潜在风险,
并优化临时工程设计以减轻不利影响。具体而言,分析表明需要调整初始基础方案以跨越混凝土管道。
XDisp的互操作性可实现与各类数据源及软件的无缝集成,从而提升不同复杂程度建筑项目损伤评估的效率与准确性。
使用XDisp输出数据生成的弯曲应变与沉降曲线示例
根据评估极限标准,得出结论:未加固的混凝土管道在拉伸方向上能够承受的最大应变(μϵ)为60 μϵ,在压缩方向上为400 μϵ。由于混凝土管道是否加固存在不确定性,
因此在本案例中将极限应变值设定为60 μϵ。
为确保在750mm混凝土管道位置的应变值低于60 μϵ,建议从管道中心到基础边缘的最小距离为2m。
若将上述值与评估标准进行比较,球墨铸铁管在拉伸状态下的最大允许应变(μϵ)为500 μϵ,在压缩状态下为700 μϵ,因此认为这些值对铁管而言是满意的。
总结与经验教训
该项目展示了XDisp如何为工程师提供灵活性和适应性,以在进行资产损坏评估时获得所需结果。工程师能够将XDisp无缝集成到现有工作流程中,确保符合当地监管机构的要求。
工程师将XDisp的输出结果与手动计算结果进行比较,并得出结论:该软件(在本项目中)提供的数据更为简便。
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