当前位置: 工程动画行业信息 时间: 2021-08-05 阅读人数: 179

港珠澳大桥海底沉管隧道的设计与三维仿真技术

港珠澳大桥海底沉管隧道工程技术难度大,施工过程复杂。


要求建设一级公路,限速100km/h,双向六车道。使用寿命为120年,极限状态为1200年。需符合现行交通运输部《公路桥涵设计通用规范》规定的汽车荷载提高25%,更要符合抗震标准。


建设难点主要体现在外海环境恶劣复杂、海底软基深厚、淤泥多、水深、隧道距离长、需符合中华白海豚保护区的环保要求等。


仿真技术攻破难点在如此苛刻的建设条件下建设大型海底沉管隧道,已有的内河沉管隧道建设技术和经验已远远不能满足工程需求,需要对海底沉管隧道进行技术创新和突破。



从2011年开始到2016年间,国内相关专家参与港珠澳项目岛隧工程项目,进行了隧道受力分析及动力响应数值仿真项目,对沉管浮运和沉放全过程进行数值建模分析,同时计算分析了沉管安装深槽区域特殊波浪与流载荷的影响,分析各种不利荷载作用下沉管的动力响应。



其中在2012年,为了达成桥梁使用寿命达到120年的目标,通过采用有限元软件建立了海底沉管隧道原件和小件仿真模型,并对不同截面形式的钢桥面板受力性能进行分析。试验进行了半年时间,循环荷载大约进行了三四百万次,试验结果表明120年的设想是成立的。通过多种构件试验,设计出新的海底沉管构造形式,为海底沉管设计提供了经济合理的技术参数,为海底沉管设计整体建设节约了3亿元左右的资金。



而为了直观形象的表达港珠澳大桥岛隧工程的设计施工方案,还利用了沉管三维仿真技术,分析了沉管工程施工全过程的三维仿真。通过构建特殊水下沉管安装场景和背景、动画、场景气氛和色调、优化模型的材质及贴图和从多角度渲染预设方案场景等技术手段,提高模拟效果。系统的三维仿真演示可以很好的体现岛隧工程施工过程的重点、难点以及关键流程,再现海底沉管施工过程全貌。

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