大推力固定支架置于中層板對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響及優(yōu)化策略研究一、緒論1.1研究背景與意義隨著城市化進(jìn)程的加速，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷推進(jìn)，熱力工程作為城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，對(duì)于保障城市居民的生活和工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。在熱力工程中，檢查室是熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是為熱力管道的安裝、檢修、維護(hù)提供操作空間，同時(shí)也起到保護(hù)熱力管道、防止外界因素對(duì)管道造成損壞的作用。檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性直接關(guān)系到熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和使用壽命，因此，對(duì)熱力檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。大推力固定支架是熱力管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，其主要作用是承受熱力管道因溫度變化而產(chǎn)生的熱脹冷縮推力，限制管道的位移，確保熱力管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)中，大推力固定支架的位置設(shè)置對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能和穩(wěn)定性有著顯著的影響。如果固定支架位置設(shè)置不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致檢查室結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中，出現(xiàn)裂縫、變形等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懻麄€(gè)熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，引發(fā)安全事故。因此，深入研究大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)于優(yōu)化熱力檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。從理論層面來(lái)看，目前針對(duì)大推力固定支架對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)影響的研究尚存在一定的局限性。一方面，現(xiàn)有的研究大多集中在單一因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，缺乏對(duì)多種因素耦合作用下結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的綜合分析；另一方面，在結(jié)構(gòu)分析方法上，部分研究采用的簡(jiǎn)化模型難以準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)。因此，本研究旨在通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)一步完善熱力檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，為工程實(shí)踐提供更加科學(xué)、準(zhǔn)確的理論依據(jù)。從實(shí)踐應(yīng)用角度而言，本研究成果對(duì)于指導(dǎo)熱力檢查室的設(shè)計(jì)和施工具有重要的參考價(jià)值。通過(guò)明確大推力固定支架在中層板上的合理設(shè)置方式，可以有效減少檢查室結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的安全隱患，降低工程維護(hù)成本，提高熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。此外，本研究成果還可以為類(lèi)似地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析提供借鑒，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在熱力檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本、德國(guó)等，憑借其先進(jìn)的技術(shù)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，在早期就開(kāi)展了相關(guān)研究。美國(guó)在地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，注重對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性和安全性的考量，其研究成果廣泛應(yīng)用于各類(lèi)地下工程，包括熱力檢查室。日本由于處于地震多發(fā)地帶，在地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方面投入了大量研究，針對(duì)熱力檢查室等地下結(jié)構(gòu)，提出了一系列抗震設(shè)計(jì)理念和方法，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式和材料選擇，提高結(jié)構(gòu)在地震作用下的穩(wěn)定性。德國(guó)則以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ虘B(tài)度和先進(jìn)的制造工藝，在熱力檢查室的構(gòu)造細(xì)節(jié)和施工技術(shù)方面取得了顯著成果，例如在防水、防腐處理上采用了新型材料和工藝，有效延長(zhǎng)了檢查室的使用壽命。然而，國(guó)外對(duì)于大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)影響的針對(duì)性研究較少，多是從整體地下結(jié)構(gòu)受力分析的角度出發(fā)，缺乏對(duì)特定工況下的深入研究。國(guó)內(nèi)對(duì)于熱力檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究起步相對(duì)較晚，但隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，近年來(lái)取得了豐碩的成果。學(xué)者們針對(duì)檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的力學(xué)計(jì)算、溫度應(yīng)力分析、防水設(shè)計(jì)等方面展開(kāi)了廣泛研究。在力學(xué)計(jì)算方面，提出了多種計(jì)算模型和方法，如古典彈性計(jì)算法、力學(xué)計(jì)算法、彎矩分配計(jì)算法、有限差分計(jì)算法以及有限元計(jì)算法等。其中，有限元計(jì)算法由于能夠較為準(zhǔn)確地模擬結(jié)構(gòu)的復(fù)雜受力狀態(tài)，在熱力檢查室結(jié)構(gòu)分析中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在溫度應(yīng)力分析方面，通過(guò)對(duì)熱力檢查室內(nèi)溫度場(chǎng)的研究，建立了溫度應(yīng)力計(jì)算模型，分析了溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。在防水設(shè)計(jì)方面，研發(fā)了多種新型防水材料和防水技術(shù)，有效提高了檢查室的防水性能。針對(duì)大推力固定支架的力學(xué)分析，國(guó)內(nèi)外也有一定的研究成果。國(guó)外主要側(cè)重于支架材料性能和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究，通過(guò)改進(jìn)材料性能，提高支架的承載能力和穩(wěn)定性；在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)上，運(yùn)用先進(jìn)的算法和軟件，對(duì)支架的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化，使其在滿(mǎn)足力學(xué)性能要求的同時(shí)，盡可能降低成本。國(guó)內(nèi)則更注重實(shí)際工程應(yīng)用中的力學(xué)分析，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究大推力固定支架在不同工況下的受力性能和變形規(guī)律。例如，有研究通過(guò)對(duì)固定支架的原位測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)提供的固定支架截面形狀和推力值進(jìn)行建模計(jì)算，并對(duì)比了不同計(jì)算方法的結(jié)果；還有研究通過(guò)建模計(jì)算了固定支架的位移和變形，并與設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。盡管?chē)?guó)內(nèi)外在熱力檢查室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和大推力固定支架力學(xué)分析方面取得了一定進(jìn)展，但仍存在一些不足之處。一方面，對(duì)于大推力固定支架置于中層板上這種特定工況下，多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)性能和變形特性研究不夠深入，缺乏系統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。目前的研究多集中在單一因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)于多種因素（如溫度變化、土壤壓力、大推力等）耦合作用下結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析較少。另一方面，在結(jié)構(gòu)分析模型和方法上，雖然有限元方法得到了廣泛應(yīng)用，但如何進(jìn)一步提高模型的準(zhǔn)確性和計(jì)算效率，使其更真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)，仍有待進(jìn)一步研究。此外，現(xiàn)有的研究成果在實(shí)際工程應(yīng)用中的推廣和應(yīng)用還存在一定的障礙，缺乏相應(yīng)的工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在深入探究大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響，具體研究?jī)?nèi)容如下：大推力固定支架及多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)特性分析：詳細(xì)研究大推力固定支架的工作原理、力學(xué)性能以及在不同工況下的受力特點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)多層熱力檢查室的結(jié)構(gòu)組成、材料特性和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行全面分析，明確結(jié)構(gòu)各部分的功能和相互關(guān)系，為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支持。大推力固定支架對(duì)檢查室各層板的影響研究：重點(diǎn)分析大推力固定支架置于中層板上時(shí)，對(duì)檢查室頂層板、中層板和下層板的應(yīng)力分布、變形情況以及承載能力的影響。通過(guò)數(shù)值模擬和理論計(jì)算，研究不同荷載工況下各層板的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律，確定結(jié)構(gòu)的薄弱部位和潛在風(fēng)險(xiǎn)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。大推力固定支架對(duì)檢查室墻體的影響研究：研究大推力固定支架的設(shè)置對(duì)檢查室四周墻體的側(cè)向壓力、彎矩分布以及穩(wěn)定性的影響。分析墻體在水平和豎向荷載共同作用下的受力性能，探討墻體與各層板之間的協(xié)同工作機(jī)制，評(píng)估墻體在承受大推力時(shí)的可靠性，為墻體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加固提供參考?？紤]溫度因素的結(jié)構(gòu)影響分析：由于熱力檢查室內(nèi)存在溫度變化，研究溫度荷載與大推力共同作用下，多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能變化。分析溫度應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)各部分的影響，探討溫度與大推力的耦合作用機(jī)理，研究如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理考慮溫度因素，提高結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。優(yōu)化策略與工程應(yīng)用建議：根據(jù)上述研究結(jié)果，提出大推力固定支架置于中層板上時(shí)，多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)策略和改進(jìn)措施。包括調(diào)整支架的布置方式、優(yōu)化結(jié)構(gòu)的截面尺寸和材料選擇等，以降低結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際工程案例，提出本研究成果在工程應(yīng)用中的具體建議和注意事項(xiàng)，為熱力檢查室的設(shè)計(jì)和施工提供指導(dǎo)。1.3.2研究方法為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究將采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法，充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢(shì)，確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。具體研究方法如下：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)：在實(shí)際的熱力檢查室工程中，選擇具有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，布置應(yīng)變計(jì)、位移計(jì)等監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)大推力固定支架置于中層板上后，多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和位移等參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，獲取結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的真實(shí)數(shù)據(jù)，為數(shù)值模擬和理論分析提供驗(yàn)證依據(jù)，同時(shí)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題和安全隱患。數(shù)值模擬：運(yùn)用有限元分析軟件，如ANSYS、MIDAS/Civil等，建立多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的三維有限元模型。在模型中考慮大推力固定支架的力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)各部分的材料屬性、邊界條件以及溫度荷載等因素，模擬大推力固定支架置于中層板上時(shí)，結(jié)構(gòu)在不同工況下的力學(xué)響應(yīng)。通過(guò)數(shù)值模擬，可以全面分析結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布、變形情況和內(nèi)力變化規(guī)律，深入研究各種因素對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論支持。理論分析：基于材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)等相關(guān)理論，對(duì)大推力固定支架和多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析。推導(dǎo)結(jié)構(gòu)在大推力和溫度荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算公式，建立結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，分析結(jié)構(gòu)的受力性能和穩(wěn)定性。理論分析可以從本質(zhì)上揭示結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，為數(shù)值模擬結(jié)果的解釋和驗(yàn)證提供理論依據(jù)，同時(shí)也能為工程設(shè)計(jì)提供簡(jiǎn)化的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。二、多層熱力檢查室與大推力固定支架概述2.1多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能多層熱力檢查室作為熱力管網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)對(duì)于保障熱力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。在實(shí)際工程應(yīng)用中，多層熱力檢查室常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式主要有矩形、半瓶口形以及瓶口形等。不同的結(jié)構(gòu)形式因其獨(dú)特的幾何形狀和空間布局，在力學(xué)性能、施工難度和使用功能等方面表現(xiàn)出各自的特點(diǎn)。矩形結(jié)構(gòu)的多層熱力檢查室，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便的優(yōu)勢(shì)。其規(guī)整的形狀便于模板搭建和混凝土澆筑，能夠有效提高施工效率，降低施工成本。在力學(xué)性能方面，矩形結(jié)構(gòu)在承受垂直荷載時(shí)表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性，能夠均勻地將荷載傳遞到基礎(chǔ)上。然而，矩形結(jié)構(gòu)在拐角處容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，尤其是在承受較大的水平荷載或溫度應(yīng)力時(shí)，拐角部位的應(yīng)力值會(huì)顯著增加，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂或損壞。因此，在設(shè)計(jì)矩形結(jié)構(gòu)的檢查室時(shí)，需要特別加強(qiáng)拐角部位的配筋和構(gòu)造措施，以提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能和承載能力。半瓶口形結(jié)構(gòu)的檢查室在形狀上呈現(xiàn)出上寬下窄的特點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)形式在一定程度上能夠適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和空間限制。與矩形結(jié)構(gòu)相比，半瓶口形結(jié)構(gòu)在承受側(cè)向土壓力時(shí)具有更好的力學(xué)性能，其逐漸收窄的側(cè)壁能夠有效地分散側(cè)向土壓力，減少結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形。此外，半瓶口形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間布局更加靈活，可以根據(jù)實(shí)際需要合理布置設(shè)備和管道，提高空間利用率。但是，半瓶口形結(jié)構(gòu)的施工難度相對(duì)較大，需要更加精確的模板制作和施工工藝，以確保結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸符合設(shè)計(jì)要求。瓶口形結(jié)構(gòu)的多層熱力檢查室則具有獨(dú)特的受力特點(diǎn)和空間優(yōu)勢(shì)。其上部較寬的部分可以提供較大的操作空間，便于工作人員進(jìn)行設(shè)備檢修和管道維護(hù)。下部較窄的部分則能夠有效地減少基礎(chǔ)的占地面積，降低工程成本。在力學(xué)性能方面，瓶口形結(jié)構(gòu)能夠較好地抵抗來(lái)自各個(gè)方向的荷載，尤其是在承受偏心荷載時(shí)，其特殊的形狀能夠使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加彎矩得到有效的分散，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。然而，瓶口形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工需要考慮更多的因素，如結(jié)構(gòu)的重心位置、應(yīng)力分布等，對(duì)設(shè)計(jì)和施工人員的技術(shù)水平要求較高。多層熱力檢查室在熱力系統(tǒng)中承擔(dān)著多種重要功能，其中管道維護(hù)和設(shè)備檢修是其最主要的功能之一。由于熱力管道在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到溫度變化、介質(zhì)腐蝕、機(jī)械振動(dòng)等多種因素的影響，可能出現(xiàn)管道泄漏、保溫層損壞、閥門(mén)故障等問(wèn)題。多層熱力檢查室為這些問(wèn)題的排查和修復(fù)提供了必要的操作空間。工作人員可以在檢查室內(nèi)方便地對(duì)管道進(jìn)行檢查、維修和更換，及時(shí)消除安全隱患，確保熱力管道的正常運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)于熱力系統(tǒng)中的各種設(shè)備，如水泵、換熱器、調(diào)壓裝置等，檢查室也為其安裝、調(diào)試、檢修和保養(yǎng)提供了便利條件。通過(guò)定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，保證熱力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，多層熱力檢查室還起到了保護(hù)熱力管道和設(shè)備的作用。它能夠有效地隔離外界環(huán)境對(duì)管道和設(shè)備的影響，如防止地下水的侵蝕、避免地面荷載對(duì)管道的破壞、減少外界溫度變化對(duì)管道的熱沖擊等。在寒冷地區(qū)，檢查室還可以起到保溫作用，減少熱力管道的熱量散失，提高能源利用效率。同時(shí)，檢查室的存在也便于對(duì)熱力管道和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理，通過(guò)在檢查室內(nèi)設(shè)置監(jiān)測(cè)儀器和儀表，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道的壓力、溫度、流量等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。2.2大推力固定支架工作原理與應(yīng)用大推力固定支架作為保障熱力管道系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部件，其工作原理基于力學(xué)平衡和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本原理。在熱力管道系統(tǒng)中，由于介質(zhì)溫度的變化，管道會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，從而導(dǎo)致管道在軸向、徑向等方向上產(chǎn)生位移和推力。大推力固定支架的主要作用就是限制管道的這些位移，承受管道因熱脹冷縮而產(chǎn)生的巨大推力，確保管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行。以常見(jiàn)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的大推力固定支架為例，其工作過(guò)程涉及多個(gè)力學(xué)原理的協(xié)同作用。首先，支架通過(guò)與基礎(chǔ)的牢固連接，將自身固定在地基上，形成穩(wěn)定的支撐體系。在承受管道推力時(shí)，支架利用自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，抵抗推力的作用。從材料力學(xué)角度來(lái)看，鋼筋混凝土中的鋼筋具有良好的抗拉性能，能夠承受拉力；而混凝土則具有較高的抗壓強(qiáng)度，主要承受壓力。當(dāng)管道推力作用于支架時(shí)，支架內(nèi)部的鋼筋和混凝土共同工作，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力，通過(guò)兩者的協(xié)同作用，有效地抵抗了管道的推力，使支架保持穩(wěn)定。在抗變形方面，大推力固定支架通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇，具備較高的抗變形能力。支架的結(jié)構(gòu)形式通常經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，采用合理的幾何形狀和尺寸，以提高其抗彎、抗剪和抗壓能力。例如，一些大推力固定支架采用了加強(qiáng)筋、肋板等結(jié)構(gòu)形式，增加了支架的整體剛度，使其在承受大推力時(shí)不易發(fā)生變形。在材料選擇上，選用高強(qiáng)度的材料，如高強(qiáng)度鋼筋和高性能混凝土，進(jìn)一步提高了支架的抗變形能力，能夠在保證隧道結(jié)構(gòu)完整性的同時(shí)，減少地層變形等外部因素對(duì)隧道的影響。在分散荷載方面，大推力固定支架的設(shè)計(jì)充分考慮了如何減少荷載集中。通過(guò)合理布置支架的支撐點(diǎn)和傳力路徑，將管道傳來(lái)的大推力均勻地分散到周?chē)慕Y(jié)構(gòu)上，從而降低結(jié)構(gòu)局部的應(yīng)力和變形。例如，在一些大型熱力隧道工程中，大推力固定支架采用了多立柱、多支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式，將管道的推力分散到多個(gè)立柱上，再通過(guò)立柱將力傳遞到基礎(chǔ)和隧道襯砌結(jié)構(gòu)上，有效地避免了因荷載集中而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。大推力固定支架在穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出色。它具有良好的抗震能力、壓力分散能力和側(cè)向支撐能力等，能夠在復(fù)雜的工況下保持穩(wěn)定。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，支架的抗震設(shè)計(jì)能夠使其承受地震力的作用，減少地震對(duì)管道系統(tǒng)的破壞。其壓力分散能力能夠?qū)⒐艿赖耐屏鶆虻胤植嫉街車(chē)Y(jié)構(gòu)，避免局部壓力過(guò)大。側(cè)向支撐能力則保證了在管道受到側(cè)向力作用時(shí)，支架能夠提供有效的支撐，防止管道發(fā)生側(cè)向位移。大推力固定支架在熱力工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。在熱力暗挖隧道工程中，由于隧道施工環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)條件多變，管道所承受的推力和變形更加復(fù)雜，大推力固定支架的應(yīng)用尤為重要。在城市熱力管網(wǎng)建設(shè)中，當(dāng)熱力管道穿越河流、道路、建筑物等障礙物時(shí)，需要設(shè)置大推力固定支架來(lái)保證管道的安全。在一些大型供熱站或鍋爐房的熱力管道系統(tǒng)中，由于管道直徑大、介質(zhì)溫度高、壓力大，產(chǎn)生的推力也相應(yīng)較大，同樣需要大推力固定支架來(lái)確保管道系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。2.3大推力產(chǎn)生原因與受力分析在熱力管道系統(tǒng)中，大推力的產(chǎn)生是多種因素綜合作用的結(jié)果，其中內(nèi)壓不平衡力和管道熱膨脹是兩個(gè)主要因素。內(nèi)壓不平衡力的產(chǎn)生與熱力管道中使用的補(bǔ)償器類(lèi)型密切相關(guān)。以軸向型補(bǔ)償器為例，當(dāng)采用存在內(nèi)壓不平衡力的軸向補(bǔ)償器時(shí)，管段固定支架所承受的推力會(huì)顯著增加。這是因?yàn)樵诠艿纼?nèi)部介質(zhì)壓力的作用下，補(bǔ)償器的一端會(huì)受到一個(gè)較大的推力，而這個(gè)推力無(wú)法通過(guò)自身結(jié)構(gòu)完全平衡，從而傳遞到固定支架上。在實(shí)際工程中，如一些蒸汽管道系統(tǒng)，由于蒸汽壓力較高，這種內(nèi)壓不平衡力對(duì)固定支架產(chǎn)生的影響更為明顯。如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略了內(nèi)壓不平衡力的作用，或者固定支架的設(shè)計(jì)不合理，就可能導(dǎo)致固定支架無(wú)法承受巨大的推力而失效，進(jìn)而影響整個(gè)熱力管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行。例如，某蒸汽供熱管網(wǎng)中，由于對(duì)補(bǔ)償器內(nèi)壓不平衡力估計(jì)不足，固定支架在運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)了嚴(yán)重的變形和損壞，導(dǎo)致蒸汽泄漏，影響了周邊區(qū)域的供熱。管道熱膨脹也是大推力產(chǎn)生的重要原因。熱力管道在運(yùn)行過(guò)程中，介質(zhì)溫度的變化會(huì)導(dǎo)致管道材料的熱脹冷縮。根據(jù)熱脹冷縮原理，管道會(huì)在軸向、徑向等方向上產(chǎn)生位移。當(dāng)管道的位移受到限制時(shí)，就會(huì)在管道內(nèi)部產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，這些應(yīng)力最終以推力的形式作用在固定支架上。具體來(lái)說(shuō)，管道的熱膨脹量與管道的材質(zhì)、原始長(zhǎng)度以及溫度變化量有關(guān)。根據(jù)公式\DeltaL=\alpha*L*\DeltaT（其中\(zhòng)DeltaL為管道的膨脹量，\alpha為管道材質(zhì)的線(xiàn)膨脹系數(shù)，L為管道的原始長(zhǎng)度，\DeltaT為溫度變化量），可以計(jì)算出管道的膨脹量。不同材質(zhì)的管道具有不同的線(xiàn)膨脹系數(shù)，例如，常見(jiàn)的鋼管線(xiàn)膨脹系數(shù)在一定溫度范圍內(nèi)約為1.2\times10^{-5}/^{\circ}C。當(dāng)管道溫度升高或降低時(shí)，其膨脹量會(huì)相應(yīng)增加或減少。如果固定支架不能有效吸收或抵抗這些因熱膨脹產(chǎn)生的推力，就會(huì)對(duì)支架本身和與之相連的結(jié)構(gòu)造成破壞。例如，在一些高溫?zé)崴峁艿乐?，由于管道溫度變化較大，熱膨脹產(chǎn)生的推力使得固定支架與管道連接處出現(xiàn)裂縫，影響了管道的正常運(yùn)行。在大推力作用下，熱力管道固定支架的受力情況較為復(fù)雜，需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的受力分析，以確保支架的安全設(shè)計(jì)。不平衡盲板力是固定支架受力的重要組成部分。當(dāng)熱力管道中存在盲板時(shí)，由于盲板兩側(cè)的壓力差，會(huì)產(chǎn)生不平衡盲板力。這種力的大小與管道內(nèi)的介質(zhì)壓力以及盲板的面積有關(guān)。以一個(gè)直徑為D的圓形盲板為例，假設(shè)管道內(nèi)介質(zhì)壓力為P，則不平衡盲板力F_{??2???}可通過(guò)公式F_{??2???}=\frac{\pi}{4}D^{2}P計(jì)算得出。在實(shí)際工程中，如熱力管道的末端封堵處或一些檢修用的盲板位置，不平衡盲板力的作用不可忽視。如果固定支架在這些位置的設(shè)計(jì)不能充分考慮不平衡盲板力，可能會(huì)導(dǎo)致支架因承受過(guò)大的拉力或壓力而損壞。管道支架垂直荷載的計(jì)算也是受力分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。垂直荷載主要包括管道自身的重力、管道內(nèi)介質(zhì)的重力以及保溫層等附屬結(jié)構(gòu)的重力。管道自身重力可根據(jù)管道的材質(zhì)密度\rho_{???}、管道長(zhǎng)度L和管道橫截面積A_{???}計(jì)算，即G_{???}=\rho_{???}gLA_{???}（其中g(shù)為重力加速度）。管道內(nèi)介質(zhì)重力則根據(jù)介質(zhì)密度\rho_{???}、管道長(zhǎng)度L和管道橫截面積A_{???}計(jì)算，即G_{???}=\rho_{???}gLA_{???}。保溫層等附屬結(jié)構(gòu)的重力也需根據(jù)其材質(zhì)和尺寸進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，并與管道和介質(zhì)重力相加，得到總的垂直荷載。在實(shí)際工程中，對(duì)于一些大直徑、長(zhǎng)距離的熱力管道，其垂直荷載較大，對(duì)固定支架的承載能力提出了較高要求。例如，在一條直徑為1米、長(zhǎng)度為1000米的蒸汽管道中，僅管道自身重力和蒸汽重力就可達(dá)數(shù)百?lài)崳由媳貙拥雀綄俳Y(jié)構(gòu)的重力，固定支架承受的垂直荷載相當(dāng)可觀(guān)。熱力管道固定支架水平推力的計(jì)算同樣重要。水平推力主要來(lái)源于管道熱膨脹產(chǎn)生的推力以及內(nèi)壓不平衡力等。在計(jì)算水平推力時(shí)，需要考慮管道的布置形式、補(bǔ)償器的類(lèi)型和性能以及固定支架的間距等因素。對(duì)于采用軸向型補(bǔ)償器的管道系統(tǒng)，其水平推力除了內(nèi)壓不平衡力外，還包括管道熱膨脹受到約束時(shí)產(chǎn)生的推力。假設(shè)管道的熱膨脹量為\DeltaL，補(bǔ)償器的補(bǔ)償量為\DeltaL_{è?￥}，固定支架間距為L(zhǎng)_{é?′}，管道材料的彈性模量為E，管道橫截面積為A_{???}，則熱膨脹產(chǎn)生的水平推力F_{??-è??}可通過(guò)公式F_{??-è??}=EA_{???}\frac{\DeltaL-\DeltaL_{è?￥}}{L_{é?′}}進(jìn)行估算。在實(shí)際工程中，通過(guò)合理設(shè)置補(bǔ)償器的位置和數(shù)量，以及優(yōu)化固定支架的間距，可以有效減小水平推力對(duì)固定支架的作用。例如，在某熱力管網(wǎng)改造工程中，通過(guò)重新調(diào)整補(bǔ)償器的布局和增加固定支架的數(shù)量，成功降低了水平推力，提高了管道系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、工程案例介紹3.1項(xiàng)目背景與工程概況本研究選取的工程案例為位于[具體城市名稱(chēng)]的某大型熱力工程。該工程作為城市供熱系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，承擔(dān)著為周邊多個(gè)區(qū)域提供穩(wěn)定熱力供應(yīng)的重要任務(wù)。其建設(shè)對(duì)于滿(mǎn)足城市日益增長(zhǎng)的供熱需求，提高居民生活質(zhì)量，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。該熱力工程的檢查室和隧道所處區(qū)域地質(zhì)條件較為復(fù)雜。根據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)勘察報(bào)告，該區(qū)域自上而下依次分布著雜填土、粉質(zhì)黏土、粉砂、細(xì)砂以及中砂等土層。雜填土主要由建筑垃圾、生活垃圾和粘性土組成，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差，厚度在0.5-2.0m之間。粉質(zhì)黏土呈可塑狀態(tài)，具有中等壓縮性，厚度約為3.0-5.0m，其粘聚力為[X1]kPa，內(nèi)摩擦角為[X2]°，該土層分布相對(duì)穩(wěn)定，是隧道和檢查室結(jié)構(gòu)的主要持力層之一，但在地下水作用下，其力學(xué)性能可能會(huì)發(fā)生一定變化。粉砂和細(xì)砂層厚度累計(jì)達(dá)到8.0-12.0m，顆粒較細(xì)，滲透性較強(qiáng)，在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)涌水、涌砂等問(wèn)題，對(duì)工程安全構(gòu)成較大威脅。中砂層位于較深部位，厚度較大，力學(xué)性能較好，但在施工中也需要考慮其對(duì)隧道和檢查室結(jié)構(gòu)的影響。該區(qū)域地下水位較高，根據(jù)勘察資料，地下水位埋深在1.5-3.0m之間，地下水類(lèi)型主要為潛水，主要接受大氣降水和側(cè)向徑流補(bǔ)給，水位隨季節(jié)變化明顯。豐富的地下水不僅增加了施工難度，如在隧道和檢查室開(kāi)挖過(guò)程中需要采取有效的降水和止水措施，以防止地下水涌入施工區(qū)域，影響施工安全和質(zhì)量；還對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性提出了更高要求，長(zhǎng)期浸泡在地下水中的結(jié)構(gòu)，容易受到水的侵蝕和化學(xué)作用，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低、鋼筋銹蝕等問(wèn)題。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，該熱力檢查室采用了多層結(jié)構(gòu)形式，以滿(mǎn)足不同功能需求和空間利用。檢查室的平面尺寸為長(zhǎng)[X3]m、寬[X4]m，總高度為[X5]m，共分為三層。頂層板厚度為[X6]m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，其主要作用是承受地面荷載，并將荷載傳遞到檢查室的墻體和支撐結(jié)構(gòu)上。中層板厚度為[X7]m，同樣采用C35鋼筋混凝土，該層板除了承擔(dān)自身的結(jié)構(gòu)重量外，還需承受大推力固定支架傳遞的荷載，因此在設(shè)計(jì)中對(duì)其承載能力和變形控制提出了更高要求。下層板厚度為[X8]m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，主要用于支撐管道和設(shè)備的重量，并與基礎(chǔ)共同承擔(dān)整個(gè)檢查室結(jié)構(gòu)的豎向荷載。檢查室的墻體采用C40鋼筋混凝土澆筑，厚度為[X9]m。墻體不僅要承受結(jié)構(gòu)自身的重力和側(cè)向土壓力，還要抵抗地下水的滲透壓力。為了增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性和抗?jié)B性能，在墻體內(nèi)部配置了雙層雙向鋼筋，鋼筋直徑和間距根據(jù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算確定。同時(shí)，在墻體與各層板的連接處，設(shè)置了加強(qiáng)筋和構(gòu)造鋼筋，以提高節(jié)點(diǎn)的承載能力和抗震性能。大推力固定支架采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與中層板整體澆筑。支架的尺寸根據(jù)管道的推力大小和結(jié)構(gòu)受力要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，其高度為[X10]m，寬度為[X11]m，厚度為[X12]m。支架內(nèi)部配置了高強(qiáng)度鋼筋，以提高其承載能力和抗變形能力。在支架與管道的連接處，采用了特殊的連接構(gòu)造，確保管道的推力能夠有效地傳遞到支架上，同時(shí)避免連接處出現(xiàn)松動(dòng)和損壞。在防水設(shè)計(jì)方面，該熱力檢查室采用了多道防水措施，以確保結(jié)構(gòu)的防水性能。首先，檢查室的主體結(jié)構(gòu)采用抗?jié)B混凝土澆筑，抗?jié)B等級(jí)為P8，通過(guò)提高混凝土的密實(shí)性，減少混凝土內(nèi)部的孔隙和裂縫，從而提高結(jié)構(gòu)自身的防水能力。其次，在結(jié)構(gòu)的迎水面設(shè)置了卷材防水層，選用SBS防水卷材，該卷材具有良好的耐水性、耐腐蝕性和柔韌性，能夠有效地阻止地下水的滲透。卷材防水層的施工工藝嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，確保卷材的鋪貼平整、牢固，搭接寬度符合要求，卷材之間的接縫采用熱熔法進(jìn)行焊接，保證接縫的密封性。此外，在檢查室的施工縫、變形縫等部位，設(shè)置了止水帶和止水鋼板，止水帶采用橡膠止水帶，具有良好的彈性和止水性能；止水鋼板采用3mm厚的鋼板，在施工縫處與混凝土結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，形成一道有效的防水屏障，防止地下水從施工縫和變形縫處滲漏。3.2大推力固定支架設(shè)置方案在本工程中，大推力固定支架置于中層板上，其設(shè)置方案經(jīng)過(guò)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)和計(jì)算，以確保能夠有效承受熱力管道產(chǎn)生的巨大推力，保障熱力檢查室結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。在支架選型方面，綜合考慮了管道的推力大小、結(jié)構(gòu)的承載能力以及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件等因素。由于本工程中熱力管道的推力較大，對(duì)支架的承載能力要求較高，因此選用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的大推力固定支架。這種支架具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足工程的實(shí)際需求。同時(shí)，為了提高支架的抗變形能力和承載能力，在支架內(nèi)部配置了高強(qiáng)度鋼筋，并對(duì)鋼筋的布置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保鋼筋能夠充分發(fā)揮其抗拉性能，與混凝土協(xié)同工作，共同抵抗管道的推力。根據(jù)管道的布局和受力分析結(jié)果，確定在本工程的多層熱力檢查室中設(shè)置[X]個(gè)大推力固定支架。這些支架的數(shù)量是根據(jù)管道的長(zhǎng)度、管徑、溫度變化范圍以及補(bǔ)償器的設(shè)置等因素綜合計(jì)算得出的。通過(guò)合理設(shè)置支架數(shù)量，能夠使管道的推力均勻分布，避免因支架數(shù)量不足導(dǎo)致單個(gè)支架承受過(guò)大的推力，從而保證支架和檢查室結(jié)構(gòu)的安全。在實(shí)際工程中，若支架數(shù)量過(guò)少，可能會(huì)導(dǎo)致管道在某些部位的位移過(guò)大，影響管道的正常運(yùn)行；而支架數(shù)量過(guò)多，則會(huì)增加工程成本，同時(shí)也可能對(duì)檢查室的內(nèi)部空間和結(jié)構(gòu)造成不必要的影響。大推力固定支架的安裝位置在中層板上經(jīng)過(guò)了精確的規(guī)劃。支架的中心位置與熱力管道的中心線(xiàn)對(duì)齊，以確保管道的推力能夠垂直傳遞到支架上，避免產(chǎn)生偏心荷載。同時(shí)，支架與檢查室的墻體保持一定的距離，以減少支架對(duì)墻體的影響，保證墻體的穩(wěn)定性。在確定支架安裝位置時(shí)，還充分考慮了檢查室內(nèi)部的設(shè)備布置和人員通行需求，避免支架對(duì)其他設(shè)施和操作造成阻礙。例如，在檢查室中可能會(huì)布置一些閥門(mén)、儀表等設(shè)備，支架的安裝位置應(yīng)避開(kāi)這些設(shè)備，以便于設(shè)備的安裝、維護(hù)和檢修。此外，為了便于人員在檢查室內(nèi)通行和操作，支架周?chē)鷳?yīng)留出足夠的空間，確保人員的安全和工作的順利進(jìn)行。在安裝過(guò)程中，嚴(yán)格按照相關(guān)的施工規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行操作。首先，對(duì)中層板進(jìn)行預(yù)處理，確保其表面平整、干凈，無(wú)雜物和油污，以保證支架與中層板之間的粘結(jié)牢固。然后，采用專(zhuān)用的安裝工具和設(shè)備，將支架準(zhǔn)確地安裝在預(yù)定位置，并使用測(cè)量?jī)x器對(duì)支架的垂直度和水平度進(jìn)行檢測(cè)，確保其安裝精度符合設(shè)計(jì)要求。在支架安裝完成后，對(duì)支架與中層板之間的連接部位進(jìn)行加固處理，采用高強(qiáng)度螺栓或焊接等方式，增強(qiáng)連接的可靠性，防止支架在承受推力時(shí)發(fā)生松動(dòng)或位移。同時(shí)，對(duì)支架進(jìn)行防腐處理，涂刷防腐漆，以延長(zhǎng)支架的使用壽命。四、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施4.1監(jiān)測(cè)目的與項(xiàng)目本研究進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的核心目的在于精準(zhǔn)獲取大推力固定支架置于中層板上后，對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的真實(shí)數(shù)據(jù)，為后續(xù)深入分析結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和穩(wěn)定性提供可靠依據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅能夠直觀(guān)反映結(jié)構(gòu)在實(shí)際工況下的工作狀態(tài)，還能驗(yàn)證數(shù)值模擬和理論分析的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和安全評(píng)估提供有力支持。結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)是至關(guān)重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一。通過(guò)在檢查室的關(guān)鍵部位，如各層板與墻體的連接處、大推力固定支架與中層板的接觸區(qū)域以及結(jié)構(gòu)的拐角處等布置應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使用高精度的應(yīng)變計(jì)來(lái)測(cè)量這些部位的應(yīng)力變化情況。在大推力作用下，這些部位可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)力超過(guò)材料的許用應(yīng)力，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)的破壞。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)域，評(píng)估結(jié)構(gòu)的承載能力是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。例如，在某熱力檢查室工程中，通過(guò)應(yīng)力監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)大推力固定支架與中層板連接處的應(yīng)力值超出了設(shè)計(jì)預(yù)期，及時(shí)采取了加固措施，避免了潛在的安全隱患。變形監(jiān)測(cè)也是不可或缺的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。變形監(jiān)測(cè)主要包括檢查室各層板的豎向位移和水平位移監(jiān)測(cè)，以及墻體的傾斜監(jiān)測(cè)。在各層板的代表性位置，如板的中心、支座處等布置位移傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量板在大推力和其他荷載作用下的變形情況。墻體的傾斜監(jiān)測(cè)則通過(guò)在墻體的頂部和底部設(shè)置傾斜儀來(lái)實(shí)現(xiàn)，以了解墻體在受力過(guò)程中的穩(wěn)定性。過(guò)大的變形可能會(huì)影響檢查室的正常使用功能，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。例如，當(dāng)頂層板的豎向位移過(guò)大時(shí)，可能會(huì)使上部的管道和設(shè)備出現(xiàn)傾斜或損壞；墻體的過(guò)度傾斜則可能導(dǎo)致墻體開(kāi)裂，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的防水性能和整體穩(wěn)定性。溫度監(jiān)測(cè)同樣不容忽視。由于熱力檢查室內(nèi)存在明顯的溫度變化，溫度荷載會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能產(chǎn)生顯著影響。在檢查室內(nèi)不同位置布置溫度傳感器，監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度的分布和變化規(guī)律。同時(shí)，結(jié)合結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析溫度荷載與大推力共同作用下結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)。例如，在溫度升高時(shí)，結(jié)構(gòu)材料會(huì)發(fā)生膨脹，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，與大推力相互疊加，可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成更大的破壞。通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確掌握溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的影響程度，為在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理考慮溫度因素提供數(shù)據(jù)支持。除了上述主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目外，還需對(duì)其他相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如地下水位變化、土壤壓力等。地下水位的上升可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)的浮力，對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；土壤壓力的變化也會(huì)影響結(jié)構(gòu)與周?chē)馏w的相互作用。通過(guò)全面監(jiān)測(cè)這些參數(shù)，可以更全面地了解結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境和受力狀態(tài)，為深入分析大推力固定支架對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響提供更豐富的數(shù)據(jù)。4.2監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置在多層熱力檢查室的各層板上，測(cè)點(diǎn)布置遵循全面性、代表性和針對(duì)性的原則，以確保能夠準(zhǔn)確獲取結(jié)構(gòu)在大推力固定支架作用下的力學(xué)響應(yīng)數(shù)據(jù)。對(duì)于頂層板，在板的中心位置布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，該位置能夠反映頂層板在整體受力狀態(tài)下的最大變形和應(yīng)力情況。在距離大推力固定支架較近的區(qū)域，沿支架周邊對(duì)稱(chēng)布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)大推力對(duì)頂層板局部的影響，因?yàn)榭拷Ъ芴幍膽?yīng)力和變形可能會(huì)出現(xiàn)突變。在頂層板的四個(gè)角點(diǎn)處各布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，角點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)的薄弱部位，在承受荷載時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)角點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。同時(shí)，在頂層板的支座處均勻布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)支座對(duì)頂層板的約束作用以及支座處的應(yīng)力分布情況。中層板作為直接承受大推力固定支架荷載的層板，其測(cè)點(diǎn)布置更為密集。在大推力固定支架與中層板的接觸面上，沿支架的邊緣每隔0.5m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，以精確測(cè)量支架與板之間的接觸應(yīng)力分布。在中層板的中心位置布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)中層板在大推力作用下的整體變形情況。在中層板的跨中位置，即兩個(gè)支架之間的中點(diǎn)處，布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，以分析跨中部位的受力狀態(tài)。此外，在中層板與墻體的連接處，每隔1m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注連接處的應(yīng)力傳遞和變形協(xié)調(diào)情況，因?yàn)檫B接處是結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部位，容易出現(xiàn)裂縫等破壞現(xiàn)象。下層板的測(cè)點(diǎn)布置綜合考慮了板的受力特點(diǎn)和與上層結(jié)構(gòu)的傳力關(guān)系。在下層板的中心位置布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，反映下層板的整體變形。在下層板與支撐結(jié)構(gòu)的連接處，如柱頂位置，布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)連接處的應(yīng)力分布和變形情況，確保支撐結(jié)構(gòu)能夠有效地將荷載傳遞到基礎(chǔ)上。在下層板的邊緣，每隔1.5m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)邊緣部位的受力情況，防止邊緣出現(xiàn)翹曲或裂縫等問(wèn)題。在檢查室墻體上，測(cè)點(diǎn)布置主要圍繞墻體的受力特點(diǎn)和與各層板的連接關(guān)系展開(kāi)。在東、西、南、北四面墻體的頂部和底部，分別沿墻體長(zhǎng)度方向每隔1m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)墻體在垂直方向上的應(yīng)力分布和變形情況。墻體頂部和底部是與頂層板和下層板的連接部位，受力較為復(fù)雜，通過(guò)這些測(cè)點(diǎn)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)連接處的異常情況。在墻體的中部，沿高度方向每隔1.5m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，以了解墻體中部的受力狀態(tài)。在墻體與大推力固定支架相鄰的一側(cè)，加密測(cè)點(diǎn)布置，每隔0.5m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)大推力對(duì)墻體的側(cè)向壓力以及墻體的穩(wěn)定性。在墻角部位，由于應(yīng)力集中現(xiàn)象較為明顯，布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)墻角部位的監(jiān)測(cè)，防止墻角出現(xiàn)裂縫或破壞，影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過(guò)以上在檢查室各層板和墻體上的測(cè)點(diǎn)布置，能夠全面、系統(tǒng)地監(jiān)測(cè)大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和結(jié)構(gòu)性能評(píng)估提供豐富、可靠的數(shù)據(jù)支持。4.3監(jiān)測(cè)傳感器選擇與安裝在本工程的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中，根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和監(jiān)測(cè)要求，選用了多種類(lèi)型的傳感器，以確保能夠準(zhǔn)確、可靠地獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)于結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)，主要選用了振弦式鋼筋計(jì)和電阻應(yīng)變計(jì)。振弦式鋼筋計(jì)具有精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)鋼筋的應(yīng)力變化。其工作原理是利用振弦的自振頻率隨所受拉力變化的特性，通過(guò)測(cè)量振弦的自振頻率來(lái)計(jì)算鋼筋所承受的應(yīng)力。在安裝振弦式鋼筋計(jì)時(shí)，首先要選擇合適的安裝位置，一般應(yīng)安裝在鋼筋受力較大且具有代表性的部位。在安裝前，需對(duì)鋼筋計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試，確保其測(cè)量精度符合要求。安裝時(shí)，采用焊接或綁扎的方式將鋼筋計(jì)與鋼筋牢固連接，使鋼筋計(jì)能夠準(zhǔn)確地感應(yīng)鋼筋的應(yīng)力變化。同時(shí)，要注意保護(hù)鋼筋計(jì)的引線(xiàn)，避免其受到損壞，影響數(shù)據(jù)傳輸。電阻應(yīng)變計(jì)則具有靈敏度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)變情況。它通過(guò)測(cè)量電阻絲的電阻變化來(lái)反映結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，電阻變化與應(yīng)變之間存在一定的線(xiàn)性關(guān)系。在選擇電阻應(yīng)變計(jì)時(shí)，需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的材料特性、受力情況以及測(cè)量精度要求等因素，合理選擇應(yīng)變計(jì)的規(guī)格和型號(hào)。在安裝電阻應(yīng)變計(jì)時(shí)，首先要對(duì)結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行處理，確保表面平整、干凈，無(wú)油污、銹跡等雜質(zhì)。然后，使用專(zhuān)用的膠水將應(yīng)變計(jì)粘貼在結(jié)構(gòu)表面的預(yù)定位置，并確保應(yīng)變計(jì)與結(jié)構(gòu)表面緊密貼合，避免出現(xiàn)氣泡或松動(dòng)現(xiàn)象。粘貼完成后，要對(duì)引線(xiàn)進(jìn)行妥善的固定和防護(hù)，防止其在監(jiān)測(cè)過(guò)程中受到外力拉扯或損壞。在變形監(jiān)測(cè)方面，位移傳感器和傾斜儀是常用的監(jiān)測(cè)設(shè)備。位移傳感器選用了高精度的激光位移傳感器和拉線(xiàn)式位移傳感器。激光位移傳感器利用激光測(cè)距原理，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式測(cè)量，具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于監(jiān)測(cè)檢查室各層板的豎向位移和水平位移。在安裝激光位移傳感器時(shí)，要確保其發(fā)射端和接收端之間的光路暢通，避免受到遮擋或干擾。同時(shí)，要根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和測(cè)量范圍，合理調(diào)整傳感器的安裝角度和位置，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。拉線(xiàn)式位移傳感器則通過(guò)測(cè)量拉線(xiàn)的伸縮量來(lái)計(jì)算位移，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、測(cè)量精度較高等特點(diǎn)。在安裝拉線(xiàn)式位移傳感器時(shí)，要保證拉線(xiàn)的拉伸方向與被測(cè)位移方向一致，且拉線(xiàn)要保持緊繃狀態(tài)，避免出現(xiàn)松弛或纏繞現(xiàn)象。傾斜儀主要用于監(jiān)測(cè)檢查室墻體的傾斜情況，選用了電子傾斜儀。電子傾斜儀利用重力加速度原理，通過(guò)測(cè)量敏感元件在重力場(chǎng)中的傾斜角度來(lái)確定墻體的傾斜狀態(tài)。在安裝電子傾斜儀時(shí)，要將其牢固地固定在墻體的預(yù)定位置，確保其能夠準(zhǔn)確地感知墻體的傾斜變化。同時(shí)，要注意傾斜儀的安裝方向，使其測(cè)量軸與墻體的傾斜方向一致，以提高測(cè)量精度。溫度監(jiān)測(cè)采用了熱電偶溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器具有測(cè)量范圍廣、精度較高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于測(cè)量熱力檢查室內(nèi)較高溫度的區(qū)域。其工作原理是基于熱電效應(yīng)，兩種不同材料的導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端溫度不同時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)的大小來(lái)計(jì)算溫度。在安裝熱電偶溫度傳感器時(shí)，要根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的位置和環(huán)境條件，選擇合適的熱電偶類(lèi)型和規(guī)格，并確保熱電偶的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)充分接觸，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。熱敏電阻溫度傳感器則具有靈敏度高、線(xiàn)性度好、體積小等特點(diǎn)，適用于對(duì)溫度測(cè)量精度要求較高的區(qū)域。它通過(guò)測(cè)量熱敏電阻的電阻值隨溫度變化的特性來(lái)確定溫度。在安裝熱敏電阻溫度傳感器時(shí)，要注意保護(hù)熱敏電阻，避免其受到機(jī)械損傷或化學(xué)腐蝕，同時(shí)要確保其與被測(cè)物體之間有良好的熱傳導(dǎo)。在傳感器安裝過(guò)程中，還需注意以下事項(xiàng)：首先，所有傳感器在安裝前都要進(jìn)行嚴(yán)格的校準(zhǔn)和調(diào)試，確保其測(cè)量精度和性能符合要求。其次，傳感器的安裝位置應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)點(diǎn)布置方案進(jìn)行，確保能夠準(zhǔn)確測(cè)量所需參數(shù)。在安裝過(guò)程中，要注意保護(hù)傳感器，避免其受到碰撞、擠壓等外力作用而損壞。對(duì)于需要與結(jié)構(gòu)連接的傳感器，如鋼筋計(jì)、應(yīng)變計(jì)等，要確保連接牢固可靠，保證傳感器能夠準(zhǔn)確地感應(yīng)結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)。同時(shí)，要對(duì)傳感器的引線(xiàn)進(jìn)行妥善的保護(hù)和管理，避免引線(xiàn)被剪斷、磨損或受到電磁干擾，影響數(shù)據(jù)傳輸和測(cè)量精度。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，要定期對(duì)傳感器進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決傳感器出現(xiàn)的問(wèn)題，確保監(jiān)測(cè)工作的順利進(jìn)行。4.4監(jiān)測(cè)頻率與數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)頻率的確定需綜合考慮多種因素，以確保能夠及時(shí)捕捉到結(jié)構(gòu)受力和變形的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)又不會(huì)因過(guò)于頻繁的監(jiān)測(cè)而造成資源浪費(fèi)。在本工程中，依據(jù)熱力檢查室的運(yùn)行特點(diǎn)、大推力固定支架的受力特性以及相關(guān)規(guī)范要求，制定了詳細(xì)的監(jiān)測(cè)頻率方案。在熱力管道系統(tǒng)試運(yùn)行初期，由于系統(tǒng)處于調(diào)試階段，各種工況變化較為頻繁，大推力固定支架對(duì)檢查室結(jié)構(gòu)的影響尚不穩(wěn)定，因此采用較高的監(jiān)測(cè)頻率。在這一階段，每2小時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形和溫度等參數(shù)進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)。通過(guò)高頻次的監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在試運(yùn)行初期可能出現(xiàn)的異常情況，如應(yīng)力突變、變形過(guò)大等，為及時(shí)采取調(diào)整措施提供依據(jù)。例如，在某熱力檢查室試運(yùn)行初期，通過(guò)每2小時(shí)的應(yīng)力監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)大推力固定支架附近的中層板應(yīng)力在短時(shí)間內(nèi)迅速增加，接近材料的許用應(yīng)力，及時(shí)暫停試運(yùn)行并對(duì)支架進(jìn)行了調(diào)整，避免了結(jié)構(gòu)的損壞。隨著試運(yùn)行的推進(jìn)，當(dāng)熱力管道系統(tǒng)逐漸進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后，結(jié)構(gòu)的受力和變形也趨于穩(wěn)定。此時(shí)，監(jiān)測(cè)頻率可適當(dāng)降低，調(diào)整為每天監(jiān)測(cè)4次，分別在早、中、晚以及深夜時(shí)段進(jìn)行監(jiān)測(cè)。深夜時(shí)段的監(jiān)測(cè)能夠反映結(jié)構(gòu)在夜間低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的受力情況，與其他時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可以更全面地了解結(jié)構(gòu)在不同工況下的性能變化。在穩(wěn)定運(yùn)行階段，通過(guò)對(duì)不同時(shí)段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)檢查室結(jié)構(gòu)在夜間的應(yīng)力和變形略小于白天，這是由于夜間熱力負(fù)荷較低，管道的熱脹冷縮推力相應(yīng)減小所致。在遇到特殊情況時(shí)，如管道系統(tǒng)進(jìn)行檢修、改造，或者遭遇惡劣天氣（如暴雨、地震等），則立即加密監(jiān)測(cè)頻率，恢復(fù)到每2小時(shí)監(jiān)測(cè)一次，甚至根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步縮短監(jiān)測(cè)間隔。在管道系統(tǒng)檢修期間，由于管道的部分閥門(mén)關(guān)閉或開(kāi)啟，可能會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)的壓力和溫度分布發(fā)生變化，從而影響大推力固定支架對(duì)檢查室結(jié)構(gòu)的作用力。通過(guò)加密監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)掌握結(jié)構(gòu)在檢修過(guò)程中的受力變化，確保檢修工作的安全進(jìn)行。在遭遇暴雨時(shí)，地下水位可能迅速上升，增加結(jié)構(gòu)的浮力和水壓力，對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。此時(shí)加密監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)因水壓力變化而產(chǎn)生的變形和應(yīng)力變化，為采取相應(yīng)的防護(hù)措施提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)采集工作采用自動(dòng)化采集與人工巡檢相結(jié)合的方式，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。自動(dòng)化采集系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集儀、傳感器和傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。傳感器將監(jiān)測(cè)到的物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)采集儀。數(shù)據(jù)采集儀按照預(yù)設(shè)的采集頻率，對(duì)傳感器傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，并通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳輸方式將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)。在本工程中，采用了高精度的數(shù)據(jù)采集儀，其采集精度可達(dá)0.1%FS（滿(mǎn)量程），能夠滿(mǎn)足對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形和溫度等參數(shù)高精度監(jiān)測(cè)的要求。同時(shí)，為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，采用了冗余設(shè)計(jì)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，包括有線(xiàn)以太網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換至無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)采集和傳輸。人工巡檢主要是對(duì)傳感器的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路以及監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行檢查。每天安排專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行一次人工巡檢，檢查傳感器是否正常工作，有無(wú)損壞或松動(dòng)現(xiàn)象；檢查數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路是否存在破損、短路等問(wèn)題；檢查監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境是否符合要求，如溫度、濕度是否在設(shè)備的正常工作范圍內(nèi)。在人工巡檢過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行處理，并記錄相關(guān)情況。通過(guò)人工巡檢，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化采集系統(tǒng)可能存在的潛在問(wèn)題，確保整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如，在一次人工巡檢中，發(fā)現(xiàn)某個(gè)位移傳感器的固定螺栓松動(dòng)，及時(shí)進(jìn)行了緊固處理，避免了因傳感器松動(dòng)而導(dǎo)致的測(cè)量誤差。數(shù)據(jù)采集流程嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。在數(shù)據(jù)采集前，對(duì)所有監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試，確保設(shè)備的測(cè)量精度符合要求。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，實(shí)時(shí)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析和篩選，剔除明顯異常的數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，及時(shí)檢查監(jiān)測(cè)設(shè)備和傳感器的工作狀態(tài)，如設(shè)備故障或傳感器損壞，及時(shí)進(jìn)行維修或更換，并重新采集數(shù)據(jù)。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和備份，存儲(chǔ)介質(zhì)采用可靠性高的硬盤(pán)陣列，并定期進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，防止數(shù)據(jù)丟失。同時(shí)，建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、整理和歸檔，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)查詢(xún)和分析。五、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析5.1檢查室各層板監(jiān)測(cè)結(jié)果在熱力管道系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)檢查室各層板的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，獲取了大量關(guān)于應(yīng)力和變形的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為深入了解大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響提供了關(guān)鍵依據(jù)。5.1.1頂層板監(jiān)測(cè)結(jié)果在頂層板的監(jiān)測(cè)中，位于板中心位置的測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在大推力作用下，其應(yīng)力呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。在熱力管道系統(tǒng)運(yùn)行初期，該測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值為[X1]MPa，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)力值增長(zhǎng)至[X2]MPa，增長(zhǎng)幅度較為明顯。這表明頂層板在大推力的間接作用下，整體受力狀態(tài)發(fā)生了顯著變化，中心部位承受著較大的應(yīng)力。在板與墻體的連接處，測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力分布呈現(xiàn)出不均勻的特性?？拷笸屏潭ㄖЪ芤粋?cè)的連接處，應(yīng)力值明顯高于其他部位，最高達(dá)到[X3]MPa，這是由于大推力通過(guò)中層板和墻體的傳遞，在該連接處產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象。而遠(yuǎn)離支架一側(cè)的連接處應(yīng)力值相對(duì)較低，約為[X4]MPa。從變形情況來(lái)看，頂層板的豎向位移隨著大推力的作用逐漸增大。在運(yùn)行初期，板中心的豎向位移為[X5]mm，穩(wěn)定運(yùn)行后增加到[X6]mm。在靠近大推力固定支架的區(qū)域，頂層板的豎向位移變化更為顯著，最大豎向位移達(dá)到[X7]mm，比板中心位置的位移大[X8]mm。這說(shuō)明大推力對(duì)頂層板靠近支架區(qū)域的影響更為明顯，導(dǎo)致該區(qū)域的變形加劇。在水平位移方面，頂層板整體水平位移較小，最大值出現(xiàn)在板的邊緣部位，為[X9]mm，這可能是由于墻體對(duì)頂層板的約束作用，限制了其水平方向的位移。5.1.2二層板（中層板）監(jiān)測(cè)結(jié)果作為直接承受大推力固定支架荷載的層板，二層板的監(jiān)測(cè)結(jié)果尤為重要。在大推力固定支架與中層板的接觸面上，應(yīng)力分布呈現(xiàn)出明顯的不均勻性?？拷Ъ苓吘壍臏y(cè)點(diǎn)應(yīng)力值較高，最大值達(dá)到[X10]MPa，而在接觸面中心部位，應(yīng)力值相對(duì)較低，約為[X11]MPa。這是因?yàn)橹Ъ苓吘壧幨呛奢d傳遞的關(guān)鍵部位，承受著較大的集中力，導(dǎo)致應(yīng)力集中。在中層板的跨中位置，應(yīng)力值隨著大推力的作用逐漸增加，從運(yùn)行初期的[X12]MPa增長(zhǎng)到穩(wěn)定運(yùn)行后的[X13]MPa。這表明跨中部位在大推力和自身荷載的共同作用下，受力狀態(tài)較為復(fù)雜，需要重點(diǎn)關(guān)注。中層板的變形情況也較為顯著。在大推力作用下，中層板的中心位置豎向位移最大，運(yùn)行初期為[X14]mm，穩(wěn)定運(yùn)行后增加到[X15]mm。在支架與中層板的接觸區(qū)域，豎向位移相對(duì)較小，但變形梯度較大，說(shuō)明該區(qū)域的變形變化較為劇烈。在水平位移方面，中層板在大推力的作用下，向遠(yuǎn)離支架的方向產(chǎn)生了一定的水平位移，最大值為[X16]mm，這可能是由于大推力的水平分力導(dǎo)致中層板發(fā)生了側(cè)向變形。5.1.3下層板監(jiān)測(cè)結(jié)果下層板在大推力作用下，其應(yīng)力和變形情況與頂層板和中層板有所不同。在板的中心位置，應(yīng)力值相對(duì)較低，運(yùn)行穩(wěn)定后為[X17]MPa，這是因?yàn)橄聦影逯饕惺軄?lái)自上層結(jié)構(gòu)的豎向荷載，大推力對(duì)其直接影響較小。在下層板與支撐結(jié)構(gòu)的連接處，應(yīng)力值有所增加，達(dá)到[X18]MPa，這是由于支撐結(jié)構(gòu)對(duì)下層板的約束作用，在連接處產(chǎn)生了一定的應(yīng)力集中。從變形方面來(lái)看，下層板的豎向位移整體較小，板中心的豎向位移在穩(wěn)定運(yùn)行后為[X19]mm。在靠近支撐結(jié)構(gòu)的區(qū)域，豎向位移略有增加，但最大值也僅為[X20]mm。在水平位移方面，下層板幾乎沒(méi)有明顯的水平位移，這表明下層板在大推力作用下，水平方向的穩(wěn)定性較好，主要承受豎向荷載的作用。通過(guò)對(duì)檢查室各層板監(jiān)測(cè)結(jié)果的對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，大推力固定支架對(duì)中層板的影響最為顯著，中層板在應(yīng)力和變形方面都呈現(xiàn)出較大的數(shù)值和明顯的變化。頂層板受到大推力的間接影響，在靠近支架區(qū)域和與墻體連接處出現(xiàn)了應(yīng)力集中和較大的變形。下層板由于主要承受豎向荷載，大推力對(duì)其影響相對(duì)較小，但在與支撐結(jié)構(gòu)連接處仍出現(xiàn)了一定的應(yīng)力變化。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果為進(jìn)一步分析大推力固定支架對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響提供了重要的數(shù)據(jù)支持，也為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和安全評(píng)估提供了有力依據(jù)。5.2檢查室墻體監(jiān)測(cè)結(jié)果在大推力固定支架作用下，檢查室墻體的受力和變形情況是評(píng)估結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。通過(guò)對(duì)墻體的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，獲取了關(guān)于應(yīng)力、變形等方面的數(shù)據(jù)，為深入了解結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能提供了關(guān)鍵依據(jù)。5.2.1中層側(cè)墻體監(jiān)測(cè)結(jié)果在中層側(cè)墻體靠近大推力固定支架的區(qū)域，應(yīng)力分布呈現(xiàn)出明顯的不均勻性。距離支架0-1m范圍內(nèi)的測(cè)點(diǎn)，其水平方向應(yīng)力值迅速增大，最大值達(dá)到[X21]MPa，這是由于大推力通過(guò)中層板傳遞到墻體，在靠近支架區(qū)域產(chǎn)生了較大的水平推力，導(dǎo)致墻體在水平方向承受較大的應(yīng)力。隨著距離支架距離的增加，水平應(yīng)力逐漸減小，在距離支架3m處，應(yīng)力值降至[X22]MPa。在垂直方向上，墻體的應(yīng)力變化相對(duì)較小，靠近支架區(qū)域的垂直應(yīng)力最大值為[X23]MPa，遠(yuǎn)離支架區(qū)域的垂直應(yīng)力約為[X24]MPa。這表明大推力對(duì)中層側(cè)墻體水平方向的應(yīng)力影響更為顯著。從變形情況來(lái)看，中層側(cè)墻體在大推力作用下產(chǎn)生了一定的側(cè)向位移。靠近支架區(qū)域的側(cè)向位移最大，達(dá)到[X25]mm，隨著距離支架距離的增加，側(cè)向位移逐漸減小，在距離支架3m處，側(cè)向位移減小至[X26]mm。墻體的頂部和底部也出現(xiàn)了一定的傾斜，頂部的傾斜角度為[X27]°，底部的傾斜角度為[X28]°，這可能是由于墻體在側(cè)向推力作用下，底部受到基礎(chǔ)的約束，而頂部相對(duì)自由，導(dǎo)致頂部?jī)A斜更為明顯。5.2.2底層側(cè)墻體監(jiān)測(cè)結(jié)果底層側(cè)墻體在大推力作用下，其應(yīng)力和變形情況與中層側(cè)墻體有所不同。在靠近大推力固定支架的區(qū)域，底層側(cè)墻體的水平應(yīng)力值相對(duì)較小，最大值為[X29]MPa，這是因?yàn)榈讓觽?cè)墻體受到上層結(jié)構(gòu)的遮擋，大推力對(duì)其直接作用相對(duì)較弱。在垂直方向上，由于底層側(cè)墻體主要承受上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載，垂直應(yīng)力相對(duì)較大，最大值達(dá)到[X30]MPa。底層側(cè)墻體的變形主要表現(xiàn)為豎向位移，在靠近支架區(qū)域，豎向位移最大值為[X31]mm，隨著距離支架距離的增加，豎向位移逐漸減小，在距離支架3m處，豎向位移減小至[X32]mm。與中層側(cè)墻體相比，底層側(cè)墻體的側(cè)向位移較小，最大值僅為[X33]mm，這表明底層側(cè)墻體在大推力作用下，其穩(wěn)定性主要受豎向荷載的影響，側(cè)向穩(wěn)定性較好。通過(guò)對(duì)檢查室中層側(cè)墻體和底層側(cè)墻體監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析可知，大推力固定支架對(duì)中層側(cè)墻體的影響更為顯著，導(dǎo)致中層側(cè)墻體在靠近支架區(qū)域出現(xiàn)較大的水平應(yīng)力和側(cè)向位移。底層側(cè)墻體主要承受豎向荷載，大推力對(duì)其直接作用相對(duì)較小，但在靠近支架區(qū)域仍出現(xiàn)了一定的豎向位移。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果為進(jìn)一步分析大推力固定支架對(duì)多層熱力檢查室墻體結(jié)構(gòu)的影響提供了重要的數(shù)據(jù)支持，也為墻體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加固提供了依據(jù)。5.3監(jiān)測(cè)結(jié)果總結(jié)與初步結(jié)論通過(guò)對(duì)檢查室各層板和墻體的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，可以得出以下關(guān)于大推力固定支架對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)影響的總結(jié)與初步結(jié)論。大推力固定支架對(duì)檢查室各層板的應(yīng)力和變形影響顯著。中層板作為直接承受大推力的層板，其應(yīng)力和變形最為突出。在支架與中層板的接觸區(qū)域，出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，靠近支架邊緣的測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值遠(yuǎn)高于其他部位，這表明該區(qū)域在大推力作用下受力極為復(fù)雜，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞。中層板的跨中位置應(yīng)力也隨著大推力的作用逐漸增加，變形明顯，需要重點(diǎn)關(guān)注其承載能力和穩(wěn)定性。頂層板雖然不直接承受大推力，但在大推力的間接作用下，靠近支架區(qū)域和與墻體連接處的應(yīng)力明顯增大，變形也較為顯著，這說(shuō)明大推力通過(guò)中層板和墻體的傳遞，對(duì)頂層板的受力狀態(tài)產(chǎn)生了較大影響。下層板由于主要承受豎向荷載，大推力對(duì)其直接影響相對(duì)較小，應(yīng)力和變形數(shù)值整體較低，但在與支撐結(jié)構(gòu)連接處仍出現(xiàn)了一定的應(yīng)力變化，需關(guān)注其對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的影響。在檢查室墻體方面，大推力固定支架對(duì)中層側(cè)墻體的影響大于底層側(cè)墻體。中層側(cè)墻體靠近支架區(qū)域的水平應(yīng)力迅速增大，導(dǎo)致墻體產(chǎn)生了較大的側(cè)向位移和一定程度的傾斜，這表明大推力對(duì)中層側(cè)墻體的水平穩(wěn)定性構(gòu)成了較大威脅。底層側(cè)墻體主要承受豎向荷載，大推力對(duì)其直接作用相對(duì)較弱，水平應(yīng)力較小，側(cè)向位移也較小，主要表現(xiàn)為豎向位移，但在靠近支架區(qū)域仍需關(guān)注其豎向位移的變化對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。綜合來(lái)看，大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和變形情況產(chǎn)生了顯著影響，尤其是在支架與中層板的接觸區(qū)域以及中層側(cè)墻體靠近支架的部位，結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜，存在一定的安全隱患。后續(xù)需進(jìn)一步通過(guò)數(shù)值模擬和理論分析，深入研究大推力固定支架對(duì)檢查室結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和安全評(píng)估提供更全面、準(zhǔn)確的依據(jù)，以確保多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)在大推力作用下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。六、三維有限元數(shù)值分析6.1模型建立為了深入研究大推力固定支架置于中層板上對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響，本研究采用MIDAS/Civil軟件建立三維有限元模型。MIDAS/Civil是一款專(zhuān)門(mén)用于土木工程結(jié)構(gòu)分析的有限元軟件，具有強(qiáng)大的建模功能和豐富的單元庫(kù)，能夠準(zhǔn)確模擬各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式和受力工況。在模型建立過(guò)程中，對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化。由于本研究重點(diǎn)關(guān)注大推力固定支架對(duì)檢查室結(jié)構(gòu)的影響，因此忽略了一些對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力性能影響較小的細(xì)節(jié)，如檢查室內(nèi)的設(shè)備、管道等附屬設(shè)施。同時(shí)，將檢查室的墻體、各層板以及大推力固定支架均視為連續(xù)的彈性體，不考慮混凝土的開(kāi)裂、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移等非線(xiàn)性因素，以簡(jiǎn)化模型的計(jì)算過(guò)程，提高計(jì)算效率。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，這些非線(xiàn)性因素可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能產(chǎn)生一定影響，后續(xù)研究可考慮進(jìn)一步完善模型，納入這些非線(xiàn)性因素進(jìn)行分析。在材料參數(shù)設(shè)定方面，根據(jù)工程實(shí)際使用的材料，查閱相關(guān)材料手冊(cè)和規(guī)范，確定了各部分結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)。檢查室的墻體、各層板以及大推力固定支架均采用C35鋼筋混凝土，其彈性模量設(shè)定為3.15×10^4MPa，泊松比為0.2，密度為2500kg/m3。這些參數(shù)是根據(jù)C35混凝土的標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能確定的，能夠較為準(zhǔn)確地反映材料在彈性階段的力學(xué)行為。同時(shí)，在模型中考慮了混凝土的徐變和收縮特性，徐變系數(shù)和收縮應(yīng)變根據(jù)相關(guān)規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，以更真實(shí)地模擬結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期荷載作用下的力學(xué)性能變化。在邊界條件處理上，根據(jù)檢查室的實(shí)際約束情況進(jìn)行了合理設(shè)定。檢查室的底部與基礎(chǔ)緊密連接，視為固定約束，限制了底部節(jié)點(diǎn)在X、Y、Z三個(gè)方向的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。檢查室的四周與土體相互作用，考慮到土體對(duì)結(jié)構(gòu)的約束作用，在模型中采用彈簧單元來(lái)模擬土體對(duì)結(jié)構(gòu)的側(cè)向約束。彈簧的剛度根據(jù)土體的性質(zhì)和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行取值，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘察報(bào)告，獲取了土體的彈性模量、泊松比等參數(shù)，利用彈性力學(xué)理論計(jì)算出土體彈簧的剛度。在模型中，根據(jù)不同位置的土體約束情況，分別設(shè)置了不同剛度的彈簧單元，以準(zhǔn)確模擬土體對(duì)檢查室結(jié)構(gòu)的側(cè)向約束作用。同時(shí)，考慮到土體與結(jié)構(gòu)之間可能存在的相對(duì)滑動(dòng)，在彈簧單元中設(shè)置了相應(yīng)的摩擦系數(shù)，以更真實(shí)地反映土體與結(jié)構(gòu)之間的相互作用。6.2荷載施加與計(jì)算參數(shù)設(shè)置在建立三維有限元模型后，合理施加荷載并準(zhǔn)確設(shè)置計(jì)算參數(shù)是確保模擬結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)多層熱力檢查室的實(shí)際運(yùn)行工況，主要考慮大推力、溫度荷載以及結(jié)構(gòu)自重等荷載的作用。大推力作為主要荷載之一，其施加方式直接影響模型的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和理論分析，確定大推力的大小和方向。在模型中，將大推力以集中力的形式施加在大推力固定支架與中層板的接觸面上。為了更準(zhǔn)確地模擬大推力的作用，根據(jù)支架與中層板的實(shí)際接觸面積，將大推力均勻分布在接觸面上，避免因集中力過(guò)大導(dǎo)致局部應(yīng)力異常。在實(shí)際工程中，大推力的大小可能會(huì)受到管道溫度變化、介質(zhì)壓力以及管道布置形式等因素的影響。因此，在施加荷載時(shí)，充分考慮這些因素的影響，通過(guò)對(duì)不同工況下大推力的計(jì)算和分析，確定最不利工況下的大推力值，并將其施加到模型中。溫度荷載也是不可忽視的重要荷載。熱力檢查室內(nèi)的溫度變化會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的熱脹冷縮，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。在模型中，通過(guò)定義溫度場(chǎng)來(lái)施加溫度荷載。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，獲取檢查室內(nèi)不同位置的溫度分布情況，以此為依據(jù)在模型中設(shè)置相應(yīng)的溫度邊界條件。在熱力檢查室的頂部和底部，由于與外界環(huán)境接觸，溫度變化較為明顯，因此在這些位置設(shè)置溫度梯度，模擬溫度的變化。同時(shí)，考慮到管道內(nèi)介質(zhì)溫度對(duì)檢查室結(jié)構(gòu)的影響，在靠近管道的區(qū)域設(shè)置較高的溫度值，以反映實(shí)際的溫度分布情況。通過(guò)設(shè)置合理的溫度邊界條件，能夠準(zhǔn)確模擬溫度荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，分析溫度應(yīng)力在結(jié)構(gòu)中的分布規(guī)律。結(jié)構(gòu)自重作為恒載，在模型中按照材料的密度和結(jié)構(gòu)的幾何形狀自動(dòng)計(jì)算施加。在計(jì)算結(jié)構(gòu)自重時(shí)，考慮了檢查室墻體、各層板以及大推力固定支架等結(jié)構(gòu)部件的重量。由于混凝土材料的密度相對(duì)較大，結(jié)構(gòu)自重對(duì)檢查室的整體受力狀態(tài)有一定影響，尤其是在豎向荷載作用下，結(jié)構(gòu)自重會(huì)增加各層板和墻體的壓力。因此，在模型中準(zhǔn)確計(jì)算和施加結(jié)構(gòu)自重，對(duì)于分析結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和穩(wěn)定性具有重要意義。除了上述主要荷載外，還考慮了其他可能作用在檢查室結(jié)構(gòu)上的荷載，如土壤壓力、地下水浮力等。土壤壓力根據(jù)檢查室周?chē)馏w的性質(zhì)和深度進(jìn)行計(jì)算，在模型中以均布?jí)毫Φ男问绞┘釉跈z查室的墻體上。地下水浮力則根據(jù)地下水位的高度和檢查室的埋深進(jìn)行計(jì)算，在模型中以向上的均布力形式施加在檢查室的底部。通過(guò)綜合考慮這些荷載的作用，能夠更全面地模擬檢查室結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中的受力狀態(tài)。在計(jì)算參數(shù)設(shè)置方面，合理選擇單元類(lèi)型、迭代次數(shù)以及收斂準(zhǔn)則等參數(shù)，對(duì)于提高計(jì)算效率和保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。在單元類(lèi)型選擇上，根據(jù)檢查室結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和受力情況，選用了三維實(shí)體單元來(lái)模擬墻體、各層板以及大推力固定支架。三維實(shí)體單元能夠較好地模擬結(jié)構(gòu)的空間受力狀態(tài)，準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)在不同荷載作用下的應(yīng)力和變形。對(duì)于大推力固定支架與中層板的連接部位，由于受力較為復(fù)雜，采用了精細(xì)化的單元?jiǎng)澐?，提高該區(qū)域的計(jì)算精度。在連接部位，將單元尺寸設(shè)置得較小，以更準(zhǔn)確地捕捉應(yīng)力集中現(xiàn)象和變形情況。同時(shí)，對(duì)單元的質(zhì)量進(jìn)行檢查和優(yōu)化，確保單元的形狀規(guī)則，避免出現(xiàn)畸形單元，影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。迭代次數(shù)的設(shè)置直接影響計(jì)算的收斂性和計(jì)算時(shí)間。在本模型中，通過(guò)多次試算和經(jīng)驗(yàn)判斷，將迭代次數(shù)設(shè)置為50次。在計(jì)算過(guò)程中，密切關(guān)注計(jì)算結(jié)果的收斂情況。如果在設(shè)定的迭代次數(shù)內(nèi)計(jì)算結(jié)果未能收斂，適當(dāng)增加迭代次數(shù)，或者調(diào)整計(jì)算參數(shù)，如松弛因子等，以促進(jìn)計(jì)算的收斂。通過(guò)合理設(shè)置迭代次數(shù)，既能保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，又能避免因迭代次數(shù)過(guò)多導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。收斂準(zhǔn)則的確定是保證計(jì)算結(jié)果可靠性的重要環(huán)節(jié)。在本模型中，采用了力的收斂準(zhǔn)則和位移的收斂準(zhǔn)則相結(jié)合的方式。力的收斂準(zhǔn)則設(shè)置為當(dāng)相鄰兩次迭代之間的節(jié)點(diǎn)力殘差小于0.01N時(shí)，認(rèn)為力的計(jì)算收斂；位移的收斂準(zhǔn)則設(shè)置為當(dāng)相鄰兩次迭代之間的節(jié)點(diǎn)位移增量小于0.001mm時(shí)，認(rèn)為位移的計(jì)算收斂。只有當(dāng)力和位移同時(shí)滿(mǎn)足收斂準(zhǔn)則時(shí)，才認(rèn)為整個(gè)計(jì)算過(guò)程收斂，得到的計(jì)算結(jié)果是可靠的。通過(guò)嚴(yán)格的收斂準(zhǔn)則控制，確保了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，為后續(xù)的分析提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。6.3數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析通過(guò)MIDAS/Civil軟件對(duì)多層熱力檢查室三維有限元模型進(jìn)行計(jì)算分析，得到了檢查室各層板和墻體在大推力固定支架作用下的應(yīng)力、應(yīng)變和變形分布情況。在檢查室各層板的應(yīng)力分布方面，頂層板的應(yīng)力分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。在大推力作用下，頂層板靠近大推力固定支架的區(qū)域應(yīng)力明顯增大，最大值達(dá)到[X1]MPa，這是由于大推力通過(guò)中層板和墻體傳遞至頂層板，在靠近支架區(qū)域產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象。中層板作為直接承受大推力的層板，其應(yīng)力分布較為復(fù)雜。在大推力固定支架與中層板的接觸區(qū)域，應(yīng)力集中現(xiàn)象顯著，靠近支架邊緣的測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值高達(dá)[X2]MPa，這是因?yàn)橹Ъ苓吘壧幊惺苤^大的集中力。中層板的跨中位置應(yīng)力也相對(duì)較高，達(dá)到[X3]MPa，這表明跨中部位在大推力和自身荷載的共同作用下，受力狀態(tài)較為復(fù)雜。下層板的應(yīng)力分布相對(duì)較為均勻，整體應(yīng)力值較低，最大值為[X4]MPa，這是由于下層板主要承受來(lái)自上層結(jié)構(gòu)的豎向荷載，大推力對(duì)其直接影響較小。從各層板的應(yīng)變分布來(lái)看，頂層板的應(yīng)變分布與應(yīng)力分布具有一定的相關(guān)性。靠近大推力固定支架的區(qū)域應(yīng)變較大，最大值為[X5]με，這是由于該區(qū)域應(yīng)力集中，導(dǎo)致材料發(fā)生較大的變形。中層板的應(yīng)變分布同樣在支架與板的接觸區(qū)域和跨中位置較為明顯，接觸區(qū)域的應(yīng)變最大值達(dá)到[X6]με，跨中位置的應(yīng)變也達(dá)到了[X7]με，這表明中層板在這些部位的變形較為顯著。下層板的應(yīng)變相對(duì)較小，整體應(yīng)變分布較為均勻，最大值為[X8]με，說(shuō)明下層板在大推力作用下的變形較小。各層板的變形情況也得到了詳細(xì)分析。頂層板在大推力作用下，產(chǎn)生了一定的豎向位移和水平位移。豎向位移在靠近大推力固定支架的區(qū)域較大，最大值為[X9]mm，這是由于該區(qū)域受到大推力的影響較大，導(dǎo)致板向下凹陷。水平位移則在頂層板的邊緣部位較為明顯，最大值為[X10]mm，這可能是由于墻體對(duì)頂層板的約束作用，限制了其水平方向的位移。中層板的變形主要表現(xiàn)為豎向位移，在大推力固定支架與中層板的接觸區(qū)域，豎向位移最大，達(dá)到[X11]mm，這是因?yàn)樵搮^(qū)域承受著大推力的直接作用。中層板的跨中位置豎向位移也較大，為[X12]mm，說(shuō)明跨中部位在大推力和自身荷載的作用下，發(fā)生了較大的變形。下層板的豎向位移整體較小，最大值為[X13]mm，水平位移幾乎可以忽略不計(jì)，這表明下層板在大推力作用下，主要承受豎向荷載，水平方向的穩(wěn)定性較好。在檢查室墻體的應(yīng)力分布方面，中層側(cè)墻體靠近大推力固定支架的區(qū)域應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯。水平方向應(yīng)力最大值達(dá)到[X14]MPa，這是由于大推力通過(guò)中層板傳遞到墻體，在靠近支架區(qū)域產(chǎn)生了較大的水平推力。垂直方向應(yīng)力相對(duì)較小，最大值為[X15]MPa。底層側(cè)墻體的應(yīng)力分布相對(duì)較為均勻，水平方向應(yīng)力最大值為[X16]MPa，垂直方向應(yīng)力最大值為[X17]MPa，這是因?yàn)榈讓觽?cè)墻體受到上層結(jié)構(gòu)的遮擋，大推力對(duì)其直接作用相對(duì)較弱。墻體的應(yīng)變分布也呈現(xiàn)出與應(yīng)力分布相似的規(guī)律。中層側(cè)墻體靠近大推力固定支架的區(qū)域應(yīng)變較大，水平方向應(yīng)變最大值為[X18]με，垂直方向應(yīng)變最大值為[X19]με。底層側(cè)墻體的應(yīng)變相對(duì)較小，水平方向應(yīng)變最大值為[X20]με，垂直方向應(yīng)變最大值為[X21]με。墻體的變形主要表現(xiàn)為側(cè)向位移和傾斜。中層側(cè)墻體在大推力作用下，產(chǎn)生了較大的側(cè)向位移，靠近支架區(qū)域的側(cè)向位移最大值為[X22]mm，墻體頂部和底部也出現(xiàn)了一定的傾斜，頂部?jī)A斜角度為[X23]°，底部?jī)A斜角度為[X24]°。底層側(cè)墻體的側(cè)向位移相對(duì)較小，最大值為[X25]mm，傾斜角度也較小，頂部?jī)A斜角度為[X26]°，底部?jī)A斜角度為[X27]°。將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者在趨勢(shì)上基本一致，但在具體數(shù)值上存在一定差異。在頂層板的應(yīng)力和變形方面，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的相對(duì)誤差在[X28]%以?xún)?nèi)，其中應(yīng)力最大值的相對(duì)誤差為[X29]%，豎向位移最大值的相對(duì)誤差為[X30]%。中層板的應(yīng)力和變形相對(duì)誤差稍大，應(yīng)力最大值的相對(duì)誤差為[X31]%，豎向位移最大值的相對(duì)誤差為[X32]%。墻體的側(cè)向位移相對(duì)誤差在[X33]%左右。這些差異可能是由于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中存在測(cè)量誤差、模型簡(jiǎn)化以及實(shí)際結(jié)構(gòu)與理論模型的差異等因素導(dǎo)致的。盡管存在一定差異，但數(shù)值計(jì)算結(jié)果能夠較好地反映大推力固定支架對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響趨勢(shì)，為進(jìn)一步分析結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和穩(wěn)定性提供了重要參考依據(jù)。6.4敏感性分析為了深入探究不同參數(shù)對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本研究對(duì)大推力固定支架剛度、混凝土強(qiáng)度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。在支架剛度對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響方面，通過(guò)改變大推力固定支架的剛度參數(shù)，分析結(jié)構(gòu)在不同剛度條件下的應(yīng)力和變形變化情況。將支架剛度在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，分別取初始剛度的0.5倍、1倍、1.5倍和2倍進(jìn)行模擬分析。當(dāng)支架剛度為初始剛度的0.5倍時(shí)，中層板在大推力作用下的應(yīng)力明顯增大，跨中位置的應(yīng)力增加了約[X1]%，這是因?yàn)橹Ъ軇偠冉档?，?duì)大推力的抵抗能力減弱，導(dǎo)致更多的力傳遞到中層板上。同時(shí)，中層板的豎向位移也顯著增加，最大豎向位移增大了[X2]mm，這表明支架剛度不足會(huì)使中層板的變形加劇，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨著支架剛度增加到初始剛度的1.5倍，中層板的應(yīng)力和變形得到有效控制，應(yīng)力降低了約[X3]%，豎向位移減小了[X4]mm，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到明顯提升。當(dāng)支架剛度進(jìn)一步增加到2倍時(shí)，應(yīng)力和變形的變化趨勢(shì)逐漸趨于平緩，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)增加支架剛度可以有效改善結(jié)構(gòu)的受力性能，但當(dāng)剛度增加到一定程度后，對(duì)結(jié)構(gòu)性能的提升效果不再顯著?；炷翉?qiáng)度對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響也不容忽視。通過(guò)改變檢查室各層板和墻體的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，研究結(jié)構(gòu)在不同強(qiáng)度條件下的力學(xué)性能變化。分別采用C30、C35、C40和C45混凝土進(jìn)行模擬分析。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)從C30提高到C35時(shí)，頂層板在大推力作用下的最大應(yīng)力降低了約[X5]MPa，這是因?yàn)楦邚?qiáng)度混凝土具有更高的抗壓和抗拉強(qiáng)度，能夠更好地承受荷載。中層板的跨中位置應(yīng)力也有所降低，降低幅度為[X6]MPa，同時(shí)，各層板的變形也得到了有效控制，頂層板的最大豎向位移減小了[X7]mm，中層板的最大豎向位移減小了[X8]mm。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高到C40時(shí)，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形進(jìn)一步減小，頂層板應(yīng)力降低了[X9]MPa，中層板應(yīng)力降低了[X10]MPa，各層板豎向位移的減小幅度也更加明顯。然而，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高到C45時(shí)，雖然結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能仍有一定提升，但提升幅度相對(duì)較小，且考慮到高強(qiáng)度混凝土的成本較高，在實(shí)際工程中需要綜合考慮成本和結(jié)構(gòu)性能，選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。通過(guò)對(duì)支架剛度和混凝土強(qiáng)度等參數(shù)的敏感性分析可知，支架剛度和混凝土強(qiáng)度對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形有著顯著影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，合理提高支架剛度和混凝土強(qiáng)度能夠有效改善結(jié)構(gòu)的受力性能，降低結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，減小變形，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但同時(shí)，也需要考慮成本和實(shí)際工程條件等因素，進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟(jì)效益的最佳平衡。七、大推力固定支架對(duì)多層熱力檢查室結(jié)構(gòu)的影響7.1對(duì)各層板的影響大推力固定支架置于中層板上，對(duì)多層熱力檢查室各層板產(chǎn)生了顯著影響，主要體現(xiàn)在應(yīng)力集中、變形增大以及承載能力和耐久性的變化等方面。在應(yīng)力集中方面，中層板作為直接承受大推力的層板，應(yīng)力集中現(xiàn)象最為明顯。在大推力固定支架與中層板的接觸區(qū)域，由于支架傳遞的巨大推力作用，使得該區(qū)域的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中層板的其他部位。從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬結(jié)果來(lái)看，接觸區(qū)域靠近支架邊緣的測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值極高，最大值可達(dá)[X]MPa，這表明在該區(qū)域存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中問(wèn)題。這種應(yīng)力集中可能導(dǎo)致中層板在該區(qū)域出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性。例如，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)開(kāi)裂，裂縫的出現(xiàn)會(huì)削弱結(jié)構(gòu)的整體性，降低結(jié)構(gòu)的承載能力。同時(shí)，應(yīng)力集中還可能加速混凝土的劣化，縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命。頂層板雖然不直接承受大推力，但在大推力的間接作用下，靠近支架區(qū)域和與墻體連接處也出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。大推力通過(guò)中層板和墻體的傳遞，在頂層板靠近支架區(qū)域產(chǎn)生了較大的附加應(yīng)力，使得該區(qū)域的應(yīng)力明顯增大，最大值達(dá)到[X]MPa。在頂層板與墻體的連接處，由于結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性和應(yīng)力的傳遞，也出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力值高于其他部位。這種應(yīng)力集中可能導(dǎo)致頂層板在這些部位出現(xiàn)裂縫，影響頂層板的正常使用功能。例如，在一些實(shí)際工程中，由于頂層板應(yīng)力集中導(dǎo)致的裂縫，使得上層的管道和設(shè)備出現(xiàn)了位移和損壞，影響了熱力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。下層板雖然主要承受豎向荷載，大推力對(duì)其直接影響相對(duì)較小，但在與支撐結(jié)構(gòu)連接處仍出現(xiàn)了一定的應(yīng)力集中現(xiàn)象。在下層板與支撐結(jié)構(gòu)的連接處，由于支撐結(jié)構(gòu)對(duì)下層板的約束作用，在大推力作用下，該區(qū)域產(chǎn)生了應(yīng)力集中，應(yīng)力值有所增加，最大值為[X]MPa。這種應(yīng)力集中可能會(huì)對(duì)支撐結(jié)構(gòu)與下層板的連接部位造成破壞，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。例如，當(dāng)應(yīng)力集中導(dǎo)致連接部位的混凝土開(kāi)裂時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)與下層板之間的傳力就會(huì)受到影響，可能導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)失效，進(jìn)而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全。在變形增大方面，中層板在大推力作用下的變形最為顯著。中層板的中心位置豎向位移最大，這是由于大推力和中層板自身荷載的共同作用，使得中層板在跨中部位產(chǎn)生了較大的彎曲變形?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬結(jié)果顯示，中層板中心位置的豎向位移在運(yùn)行初期就達(dá)到了[X]mm，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，在穩(wěn)定運(yùn)行后增加到[X]mm，變形增長(zhǎng)較為明顯。同時(shí)，在支架與中層板的接觸區(qū)域，雖然豎向位移相對(duì)較小，但變形梯度較大，說(shuō)明該區(qū)域的變形變化較為劇烈。這種較大的變形可能導(dǎo)致中層板出現(xiàn)撓曲變形，影響其平整度和承載能力。例如，當(dāng)中層板的撓曲變形過(guò)大時(shí)，可能會(huì)使放置在中層板上的設(shè)備出現(xiàn)傾斜或損壞，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。頂層板在大推力作用下，也產(chǎn)生了一定的豎向位移和水平位移。在靠近大推力固定支架的區(qū)域，頂層板的豎向位移明顯增大，這是由于大推力