工字钢新型快速套接装置的研制

为适应不同中小跨径桥梁的抢修需求,提出研制工字钢新型套接装置实现工字钢的快速接长,明确了套接装置总体结构和承载要求,自此基础上设计了套接装置的三种连接方式,基于足尺模型试验探究快速套接装置连接工字钢的最优方式。研究结果表明:相较于注胶连接、灌浆连接,套接装置采用“预留开槽+现场槽孔塞焊”的连接方式,既可以保证其具有不低于工字钢的承载力,又能实现不同跨径应急钢桥的快速连接。

助推智慧港口建设的新思路——《智慧港口设计与实践》书评

自1993年荷兰鹿特丹港建成世界第一个自动化集装箱码头以来,欧洲港口一直是世界港口技术的领跑者。当前数字赋能、智慧赋能不断深入,面对智慧港口建设的新赛道、新挑战,我国港口经历了消化引进、实践探索,进一步进入自主创新阶段,目前正处于技术引领的崭新阶段。上海、天津、青岛等建成首批五星级集装箱智慧港口。河北港口集团认真贯彻落实国家、交通运输部、河北省等关于智慧发展、绿色发展的相关要求,积极推动专业干散货和传统集装箱码头的智慧化改造,参与干散货码头智慧港口等级评价指南和评价实施细则的编制,“唐山港京唐港区集装箱码头智慧化改造”项目入选港口功能优化提升交通强国专项试点。

落石冲击棚洞复合缓冲垫层动力响应研究

为探明棚洞聚乙烯泡沫、混凝土板复合垫层抗落石冲击性能,以框架型棚洞为研究对象,基于模型试验研究了不同高度落石冲击下落石冲击荷载及棚洞动力响应规律。结果表明:随着落石高度的增大,落石冲击力、冲击压力和棚洞顶板位移峰值、振动加速度峰值增大,线性关系明显。与纯砂垫层相比,聚乙烯泡沫和混凝土板复合垫层落石冲击力、冲击压应力、棚洞顶板位移、振动加速度峰值均显著减小;其中,混凝土板复合垫层落石冲击力、冲击压应力峰值最小,聚乙烯泡沫复合垫层棚洞顶板振动加速度峰值最小;落石冲击能量较大时,聚乙烯泡沫复合垫层棚洞顶板位移峰值最小。研究结果可为防落石棚洞复合垫层设计提供参考。

TBM隧道下穿交角对高速铁路隧道变形影响研究

由于隧道断面尺寸不同、施工方法不同,在不同下穿角度下,既有隧道的变形沉降规律有所不同。对于埋深较大的山岭隧道,隧道交角对既有隧道变形的影响有待进一步研究。以瓯江引水工程TBM隧道下穿既有圆岩寨高速铁路隧道工程为背景,分析不同下穿交角下既有隧道的变形规律。采用了现场监测对比数值模拟的研究方法,既有隧道采用全站仪自动化监测方案,监测下穿期间既有隧道的沉降变形;通过MIDAS GTX NX建立三维数值模型,研究了新建TBM隧道下穿交角为0°、18°、58°、78°、90°的情况下既有高速铁路隧道的变形。研究表明:既有隧道拱腰处的沉降值,先开挖段略大于后开挖段;当隧道垂直相交时,既有隧道最大沉降值相对最小,但不同交角下,既有隧道最大沉降值相差不大;既有隧道沉降沿轴线方向呈“凹槽型”分布,随着两隧道交角减小,凹槽张开程度增大,既有隧道受新建隧道施工影响的扰动区域增大,且既有隧道扰动影响范围长度与隧道叠交长度呈正相关关系。为了减小既有隧道的扰动范围,建议新建TBM隧道以大角度相交的方式穿越既有隧道。

近邻铁路桥梁转体施工防护技术

新建津石高速公路与既有铁路线路交汇,采用2×65 m T形刚构大节段现浇转体上跨既有铁路。考虑桥墩下部承台桩基距离既有铁路较近,通过施作防护桩、拉森钢板桩、回灌井及调整施工顺序等手段最大限度的减小对既有铁路的影响;采用水泥搅拌桩加固地基,满足现浇梁支架地基承载要求;转体施工加强防护与监测。采用PLAXIS完成相关模拟运算,顺利完成上跨铁路转体施工,对后续类似工程有较大的参考价值。

轴压比对波纹侧板-方钢管混凝土柱抗震性能的影响研究

为研究轴压比对波纹侧板-方钢管混凝土柱抗震性能的影响,使用ABAQUS软件建立了组合结构柱的有限元模型,通过破坏形态和滞回曲线等对模型的准确性进行了验证,运用参数模型讨论了不同轴压比对试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、压弯承载力和延性系数的影响。结果表明,随着轴压比增大,方钢管的高应力高度逐渐升高,波纹板的应力由水平分布变化为斜向分布;提高轴压比会使试件的压弯承载力和延性系数呈先升高后降低的趋势,建议轴压比不应超过0.30,满足规范中对延性系数的要求并在一定程度上提高结构的压弯承载力。通过合理控制轴压比,可以提升波纹侧板-方钢管混凝土柱抗震性,确保其在实际应用中的安全性和稳定性。

深埋高地应力TBM隧道岩爆发生机理研究

为分析高地应力隧道岩爆发生机理,以西南山区某新建TBM隧道为工程背景,通过室内岩石力学试验分析围岩基本力学特性,然后基于弹性力学理论建立板裂屈曲岩爆的力学失稳模型,最后通过离散元UDEC软件对隧道岩爆演化过程进行分析。结果表明:①隧道围岩满足发生岩爆的岩性条件,岩爆倾向性为中等~强烈;②拱顶板裂屈曲岩爆可视为围岩板裂结构在水平切向应力作用下断裂失稳所导致,劈裂岩体厚度为岩爆主要影响因素;③隧道开挖卸荷后洞壁围岩开裂剥离弹射破坏主要是张拉破坏造成。为保障隧道施工安全提供理论依据。

上软下硬地层近距离下穿既有盾构区间注浆加固关键技术

依托广州某新建大直径盾构隧道下穿既有盾构区间项目,研究了在富水花岗岩地层中复杂周边环境条件下的地层加固技术以及下穿过程中的关键施工措施。结合施工条件,对新建盾构区间采取水平定向钻注浆、先行洞预留注浆孔注浆、盾构机超前注浆结合的主动注浆方式;对既有线进行预注浆加固的被动注浆方式。施工过程中,采用控制掘进参数、渣土改良、同步克泥效等控制手段,保证了盾构下穿过程的顺利进行。

应急抢修钢桁梁动力响应销孔间隙影响分析

以某128 m跨新型应急抢修钢桁梁为对象,利用ANSYS与UM联合开展车桥耦合分析,选取销孔间隙和钢销直径为关键参数,探究支点存在高差时销孔间隙对钢桁梁结构及车辆响应的影响规律。研究表明:钢桁梁存在支点主桁高差或对角高差,在钢销直径恒定时,钢桁梁和车辆响应均随间隙增大而增大;在销孔间隙恒定时,钢桁梁和车辆响应均随直径增大而降低。相较于主桁高差,当存在对角高差时,销孔间隙对钢桁梁动力响应显著,而对车辆响应影响较小。此外,相较于钢桁梁竖向动力响应,销孔间隙对于横向水平动力响应的影响更为显著,设计与工程应用中应重点关注。

小波变换与EMD方法在高铁雨棚数据降噪处理中的适用性分析

针对高铁雨棚长期监测数据中的噪声处理问题,分析了典型高铁雨棚监测信号的噪声特性,在此基础上,采用小波变换和经验模态分解EMD(empirical mode decomposition)方法对雨棚实测风压、应力、振动等典型信号进行降噪处理和对比分析。研究结果表明这两种方法在降低监测数据噪声、提高信噪比方面的有效性,并且通过结合主成分分析PCA(principal component analysis)的综合评估进一步证实了EMD在振动类和应力类数据降噪中的优越性。研究为实际工程中降噪技术的选择和应用提供了理论支持。

软土地区超深地铁基坑引发邻近重要建筑沉降的注浆主动控制方案

地铁车站往往位于环境复杂和交通繁忙的位置,施工扰动会引起地层位移,导致地表沉降。以天津地铁某超深车站基坑邻近某医院重要建筑开挖为背景,重要建筑物对沉降要求更加严格,通过在超深地铁基坑与建筑物之间进行注浆,减小建筑沉降。提出两种注浆方法:一种是按需分段注浆,将注浆位置的土体推回到未受扰动的位置恢复建筑沉降,在注浆范围内布置若干段小的注浆体分别进行注浆;另一种是通长均匀注浆,注浆范围内应变值相同,当建筑沉降刚好达到目标值的应变为注浆应变。数值模拟结果表明:两种注浆方式均能使建筑沉降最大值达到控制目标,按需分段注浆之后的建筑沉降分布更加均匀,通长均匀注浆会使建筑一侧产生隆起而增大差异沉降。通长均匀注浆对车站结构的不利影响更大。对注浆方式的研究可为实际工程中选用控制建筑沉降的措施提供参考。

盾构隧道近距离下穿过街通道施工技术

工程盾构区间左右线均下穿呼和浩特市中山西路与锡林郭勒南路交叉路口正下方地下过街通道,连接通道采用1.5 m矩形预制钢筋混凝土管节顶进施工完成,下穿时两结构物之间最小净距离仅为2.5 m。采用通道内型钢支撑加固、通道内预注浆加固、盾构同步注浆、二次补注浆加固、全天候实时监测等措施,有效保证了盾构隧道、地下过街通道的结构安全,地面沉降控制在规范允许范围内,可为类似工程提供参考。

新建上跨公路隧道对既有下方铁路隧道结构安全影响分析

新建隧道大角度上跨施工易对下方既有隧道结构造成不利影响,为了确保既有隧道运营安全,需对新建隧道上跨后的既有隧道结构安全性进行评价。依托重庆至黔江铁路徐家堡隧道工程,借助有限元软件MIDAS分别构建地层结构模型和荷载结构模型,对新建隧道上跨修建后既有隧道围岩变形、结构受力及安全系数进行系统分析。研究结果表明:由于上方土体大量卸荷,下方既有隧道整体发生隆起变形,最大变形位于仰拱处,增量为1.173 mm,现场沉降监测验证了数值计算的合理性。新建隧道的施工破坏了既有隧道的承载拱效应,导致结构受力增加,但均小于安全限值;荷载结构法表明,公路隧道修建前后下方铁路隧道结构最小安全系数分别为7.05、4.73,说明公路隧道的修建对铁路隧道有一定影响,但仍在安全可控范围内。

完整极硬岩条件下TBM连续高效破岩技术

以某项目螺旋斜坡道工程为背景,分析了影响TBM在完整极硬岩条件下连续高效掘进的因素,提出设计高效耐磨的刀盘系统,具体包括将刀间距优化至60 mm、刀具额定荷载提升至375 kN、提高刀座强度和耐疲劳性、设置两路冷却系统以控制刀盘刀具温度,并重点强化了刀盘的耐磨性;减小刃宽保证贯入度,将边刀刀圈允许磨损部分外侧加厚2.5 mm。在辅助破岩措施上,控制爆破实现人造裂隙;在连续转弯破岩技术环节上,提高TBM主轴承强度,并不断优化掘进参数进一步提高掘进效率。实践应用效果良好。

隧道段不同方法侧穿高架桥桩基的施工影响与控制措施研究

以成都市轨道交通17号线二期工程阳公桥站—龙爪堰站区间不同隧道段采用多种施工方法侧穿龙腾西路高架桥桩基础为工程背景,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对地铁隧道不同方案侧穿施工的地表沉降和桥墩位移进行分析。结果表明:矿山法隧道地表沉降及其邻近桥墩特别是邻近明挖法盾构吊出井的桥墩沉降均超出现场监测预警值,需要采取一定的加固措施保证道路和桥梁的正常运行。盾构法隧道侧穿段采用承台底部靠近隧道一侧桩周土体预注浆和管片背后二次深孔注浆相结合的加固方式,矿山法隧道侧穿段采用承台底部靠近隧道一侧桩周土体预注浆和拱顶大管棚与小导管注浆相结合的加固方式,桥墩沉降和地表沉降均小于现场监测预警值且加固效果显著。

基坑施工对临近隧道的影响分析

以邻近区间隧道的某基坑工程为例,利用MADIS有限元软件分别对基坑降水、基坑开挖等工况对相邻地铁结构的影响进行深入分析。研究显示:①基坑降水工况下,隧道水平位移明显小于竖向位移。②在基坑下部开挖与基坑上部开挖深度基本相同的情况下,下部开挖引起的相邻隧道变形明显大于上部开挖。③从隧道变形量值上来看,开挖至基底引起隧道水平位移明显大于竖向位移。④受力分析表明隧道配筋满足要求。数值模拟结果与实际监测结果基本吻合,可为类似邻近地铁结构的工程建设提供一定借鉴。

小吨位转体T构临时锁定称重配重技术

常规称重配重工作量大、程序繁琐且不易保证转体结构的精度。以某立交段工程转体桥项目为依托,提出并应用了小吨位转体桥T构临时锁定称重配重技术,即在施工过程前按照单侧悬臂梁施工重量偏差2%计算转体结构偏载,设计临时锁定型钢代替砂箱,将临时锁定型钢预埋转体结构中,转体前割断型钢测定型钢应变变化值,推算出转体桥不平衡弯矩并完成配重。推导了临时锁定称重配重计算公式,并与常规称重方案对比。结果证明,对于小吨位转体桥T构临时锁定称重配重技术可准确测量T构的配重力矩,给出合理配重方案,具有技术可行、安全可靠、方便快捷的优点。

基于动态故障树的交通信号灯监测系统故障分析

针对交通灯故障无法及时处理影响交通效率与安全的问题,设计了基于ZigBee技术的监测终端,根据监测系统中部件发生故障的时序关系建立动态故障树模型,分别采用二元决策图法BDD(binary decision diagrams)和马尔科夫模型对静态子树和动态子树进行定量分析,确定监测系统底事件对系统整体的概率重要度,计算得到导致交通灯故障的主要原因为光纤传感器位置移动和灯珠寿命到期。使用动态故障树法设计交通灯监测系统为工作人员快速分析故障原因提供了理论依据。

深厚砂层泵站施工对盾构隧道结构安全影响分析

基于石家庄复兴大街市政化改造工程,采用有限元数值模拟研究了位于砂层的深大泵站施工对侧方的地铁盾构隧道的变形和受力影响。结果表明:侧上方深基坑开挖对邻近的地铁盾构隧道的竖向变形影响表现为先沉降后隆起,在基坑开挖至坑底时隆起达到最大,水平变形影响表现为隧道向基坑开挖侧偏移,且在泵站开挖至基底时隧道的水平位移达到最大;受侧方基坑开挖卸载影响,隧道由均匀对称受力变化为承受一定程度的水平偏压,故隧道弯矩出现一定范围的增大,但变幅较小,在容许范围以内。提出了控制地铁盾构隧道变形的措施,保证了施工的顺利进行。

镁质膨胀剂微胶囊对砂浆裂缝自修复效果的影响研究

混凝土呈脆性、内部易产生细小裂缝,从而影响混凝土的整体性和耐久性。以氧化镁膨胀剂、硅质材料和水泥为囊芯,硅酸盐材料为囊壁,制备了四种粒径的镁质膨胀剂微胶囊。研究了各粒径微胶囊掺量对砂浆试件抗压强度的影响;以强度恢复率和裂缝面积修复率作为评价指标,探讨了微胶囊对砂浆裂缝自修复性能的影响;采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)对裂缝处自修复物质进行物相和形貌分析,探讨了自修复机理。结果表明,当微胶囊掺量不超过10%时,微胶囊的掺入提升了砂浆试件的抗压强度。当微胶囊掺量为10%、粒径为1.18~2.36mm、二次养护14 d时,宽度0.3 mm以下的裂缝完全修复,裂缝面积修复率达到100%,远高于空白组。结合XRD和SEM分析可知,裂缝修复的主要机理是裂缝中C-S-H凝胶、Ca(OH)_(2)、CaCO_(3)、AFt和Mg(OH)_(2)等高强、微膨胀物质大量生成,有效填充了裂缝空间,促进了裂缝的愈合,从而显著提升了砂浆的耐久性与整体性能。