Design of Offshore Cofferdam Loaded by Vertical Surcharge
Loading...
Date
Authors
Zetková, Simona
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Cílem této práce je provést zjednodušený návrh a posouzení suchého doku pod svislým zatížením v rámci virtuálního projektu. Suchý dok postavený v moři musí být schopen přenést všechna působící zatížení po dobu životnosti konstrukce. Jelikož se jedná o dočasnou konstrukci postavenou za účelem výstavby hloubeného tunelu, musí konstrukce splňovat minimální rozměry požadované pro konstrukci tunelu. Návrhová životnost této dočasné konstrukce je pět let. Mezi požadované části práce patří zhodnocení geologických podmínek, naplánování fází výstavby, schéma výstavby příčného řezu, posouzení kritického řezu a rozpěrného rámu. Konstrukce je vystavena velkým teplotním změnám, a proto se v diplomové práci zabývám vlivem teploty na horizontální rozpěry pažících konstrukcí a následně je tento vliv zahrnut v návrhu rozpěr. Dalším požadavkem na práci bylo porovnat výsledky z analytických modelů v programech PLAXIS a GEO5. Rozpěrný rám je řešen zvlášť v programu Scia Engineer. V této práci jsou posuzovány pouze konstrukční prvky ocelová pilotová stěna, rozpěra a převážka. Kvůli svislému zatížení, které působí na již deformovanou konstrukci, jsou pro návrh pilotové stěny uvažovány účinky druhého řádu. Pro jsem se zabývala možnostmi, které máme pro uvažování účinků druhého řádu na ocelové konstrukce. Všechny zmíněné části práce byly zpracovány za pomoci potřebné literatury. Podle statické analýzy konstrukce bylo možné navrhnout konstrukci, která vyhovuje požadavkům na suchý dok pro budoucí stavbu tunelu. Jednotlivé fáze výstavby byly navrženy tak, aby zajistily proveditelnost konstrukce a zároveň minimalizovaly deformace pilotové stěny suchého doku. Jelikož se jedná o konstrukci prováděnou převážně z pracovních plošin, je nutné uvažovat i omezený přístup strojové techniky. Porovnání dvou různých analytických modelů ukázalo výrazné rozdíly mezi programy PLAXIS a GEO5. Posouzení všech konstrukčních prvků bylo provedeno podle Eurokódu 3. Rozpěrný rám je dále posouzen na ztrátu prvku.
The aim of this thesis is to undertake simplified design and assessment of cofferdam under vertical surcharge in the form of virtual project. Cofferdam constructed on the sea shore must be able to withstand all loads to enable construction of cut and cover tunnel. As a part of the design it is required to assess ground conditions and it is necessary to review feasibility of the structure on the sea. The construction will be described in construction phases and graphically demonstrated in construction sequence drawing. Because the structure is designed for life time of five years, temperature load on struts is studied in the thesis and further considered in structural analysis. Furthermore, it is required to compare analytical models from GEO5 and PLAXIS. Horizontal frame is analysed separately in Scia Engineer. Structural members – cofferdam wall, waler beam and strut are checked in this thesis. For the design of the cofferdam wall second order theory is considered. All mentioned requirements were accomplished with help of corresponding Eurocodes, books and technical advice. Results of this work are feasible and it was possible to design all members to enable construction of the cut and cover tunnel. The phasing was designed such that deformation of the cofferdam is minimalized and use of machinery is limited to machines on temporary platforms. Comparison of two different analytical models showed that different soil modelling has great effect on internal forces, even though the shape of the bending curve is very similar, values obtained from PLAXIS software are much higher. Assessment of the structural members is done according to Eurocode 3, and horizontal frame is checked also against disproportionate collapse.
The aim of this thesis is to undertake simplified design and assessment of cofferdam under vertical surcharge in the form of virtual project. Cofferdam constructed on the sea shore must be able to withstand all loads to enable construction of cut and cover tunnel. As a part of the design it is required to assess ground conditions and it is necessary to review feasibility of the structure on the sea. The construction will be described in construction phases and graphically demonstrated in construction sequence drawing. Because the structure is designed for life time of five years, temperature load on struts is studied in the thesis and further considered in structural analysis. Furthermore, it is required to compare analytical models from GEO5 and PLAXIS. Horizontal frame is analysed separately in Scia Engineer. Structural members – cofferdam wall, waler beam and strut are checked in this thesis. For the design of the cofferdam wall second order theory is considered. All mentioned requirements were accomplished with help of corresponding Eurocodes, books and technical advice. Results of this work are feasible and it was possible to design all members to enable construction of the cut and cover tunnel. The phasing was designed such that deformation of the cofferdam is minimalized and use of machinery is limited to machines on temporary platforms. Comparison of two different analytical models showed that different soil modelling has great effect on internal forces, even though the shape of the bending curve is very similar, values obtained from PLAXIS software are much higher. Assessment of the structural members is done according to Eurocode 3, and horizontal frame is checked also against disproportionate collapse.
Description
Citation
ZETKOVÁ, S. Design of Offshore Cofferdam Loaded by Vertical Surcharge [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2017.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukce a dopravní stavby
Comittee
Date of acceptance
2017-01-30
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení