基于BIM+GIS的沙溪大桥项目管理平台研发和应用

为解决传统工程项目管理模式下,进度、投资、质量安全等各类数据的统计分析极易出现错漏、统计错误等情况,各个管理环节也缺乏一个通畅、高效的沟通交流平台的问题,文章基于超图平台,采用建筑信息模型(BIM,Building Information Modeling)和地理信息系统(GIS,Geographic Information System)技术,设计开发了基于BIM+GIS的沙溪大桥项目管理平台,实现了基于BIM的进度、投资、质量、安全、文档等管理功能。采用微服务架构搭建分布式云平台,研究BIM与三维GIS融合集成以及BIM与工程项目编码关系等关键技术。本平台已应用于莆炎高速三明段沙溪大桥项目,应用实践表明,平台能达到项目状态及时反映、科学决策、迭代优化的项目管理目标,进而使工程项目管理与信息化进一步融合,持续提升工程项目的管理效率和管理水平。

锚碇–围岩系统在拉剪复合应力条件下的变形规律及破坏机制研究——以坝陵河特大岩锚悬索桥为例

锚碇基础是悬索桥的关键受力部位,认识它的变形规律和破坏机制是评价其强度和稳定性的前提。岩体现场缩尺拉拔模型试验发现,锚碇后锚面上,围岩位移呈马鞍形分布,残余变形率呈V形分布;侧壁围岩位移呈倒塞体形分布,永久变形比例高。FLAC3D数值模拟发现,应力场分布具有明显的分段特征,前段和后段锚体围岩有着不同的应力传递路径;塑性变形主要发生在锚体周边及上部岩体中,破坏形态类似塞体状;围岩–锚碇系统可能发生整体拉剪复合破坏。设计和施工过程中,应对塑性区及显著变形区内的岩体进行重点加固。

隧道锚围岩拉拔模型试验研究及数值模拟

采用现场模型试验同FLAC3D数值试验相结合进行对比研究。介绍了坝陵河大桥西锚碇1:20、1:30现场模型试验,研究发现锚碇横截面位移呈马鞍型,向两端逐渐收敛,轴线方向呈梯形分布,围岩残余变形率呈V形分布,相同应力水平下,大尺寸模型的监测位移较大。数值试验发现,应力分布具有明显的分段特征,沿锚体呈不对称分布,可能的破坏方式是锚体带动周边一定范围岩体发生塞体状的整体拉剪复合破坏。设计和施工过程中应对显著变形区及破损区内的岩体进行重点加固。

坝陵河大桥钢桁加劲梁施工架设方案研究

首先研究了跨缆吊机架设法、缆索吊机架设法、桥面吊机悬臂拼装架设法和顶推架设法4种悬索桥钢桁加劲梁施工架设方法,根据坝陵河大桥的建设条件,综合考虑施工安全、质量、工期、环保和经济性等因素,推荐采用桥面吊机悬臂拼装架设法。在此基础上,研究了钢桁加劲梁在悬臂拼装过程中的3种连接方式:全铰法、无铰逐次刚接法和有铰逐次刚接法,综合考虑施工安全、质量和工期要求,推荐采用有铰逐次刚接法。此外,研究了钢桁加劲梁在悬臂拼装过程中架设前端吊索的牵引方案。最后,研究了靠索塔首次节段、标准节段以及合龙段等3个关键阶段的架设方案。桥面吊机悬臂拼装方案为我国西部地区大跨钢桁加劲梁悬索桥的设计和施工提供了1种新的方法。

坝陵河大桥隧道锚围岩力学特性原位试验研究

为全面认识坝陵河悬索桥西岸隧道锚的受力变形特性及安全稳定性,在分析研究锚碇区地层岩性特点基础上,利用相似性原理设计了与锚碇系统实际受力状态相适应的隧道锚原位模型试验系统,研究了原位试验加载及测试方法.试验成果表明,锚塞体混凝土和岩体在不同岩体条件下呈现出不同的变形特点:当岩体质量较好时,变形基本呈线性变化;当锚塞体周围岩体质量较差时,岩体的非线性变形特征明显.锚塞体与岩体之间的剪切残余变形表明锚塞体和岩体接触面在设计荷载作用下将产生较大的相对滑动.完整性较差岩体中的锚塞体变形远大于完整性较好情况下的锚塞体变形.

坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体长度方案比选的数值模拟研究

锚碇基础是悬索桥的关键受力部位,它的总体稳定性和受力状态直接影响到大桥的安全和长期使用的可靠性。当悬索桥设计桥面宽度一定时,若采用的隧道式锚碇截面变化情况下,锚塞体长度的确定除了与设计主缆缆力的数值大小有关外,还应考虑如何充分利用锚塞体围岩的力学性能。本文通过拟建的坝陵河悬索桥西岸隧道式锚碇锚塞体长度方案比选的数值模拟研究,获得锚塞体合理经济的长度,以供设计参考。

贵州都格北盘江大桥主桥设计及关键技术

贵州都格北盘江大桥主桥采用(80+2×88+720+2×88+80)m双塔双索面钢桁梁斜拉桥。主梁采用由钢桁架和正交异性钢桥面板结合的钢桁梁结构体系。通过在混凝土检修道、主桁弦杆内灌混凝土的压重形式平衡主、边跨恒载及活载的重量。全桥共设112对224根斜拉索,斜拉索上端锚固于上塔柱内的钢锚梁上,下端锚固于主桁架上弦杆的钢锚箱上。桥塔采用H形钢筋混凝土结构,桥塔基础采用28根直径2.8m的群桩基础。针对该桥特殊的地理位置和建设条件,对山区风荷载、钢桥面板结构体系、主梁架设方案及运营期斜拉索凝冻监测技术等进行研究,解决了大桥建设的技术问题。该桥已于2016年通车,目前运营状况良好。

大型隧道锚施工优化及其稳定性分析

针对隧道锚的施工及支护优化问题,根据坝陵河大桥西锚碇隧道锚工程地质条件、工程设计资料、施工方案以及现场试验监测资料等基础资料,进行了位移反分析;通过对隧道锚施工开挖的仿真分析,综合研究了开挖进尺、施工顺序、锚杆预应力水平等因素对隧道锚围岩开挖变形特征和塑性区分布的影响,从而提出了合理的施工开挖方案以及支护措施,并应用于实际工程施工过程中,结合监测成果评价了隧道锚围岩变形稳定性。此项研究可为同类工程提供参考。

基于钢筋低周疲劳的桥墩地震易损性分析

基于Coffin-Manson钢筋疲劳损伤模型,采用非线性纤维梁柱单元,对纵筋采用HRB335和HRB500E的圆柱形桥墩拟静力试验进行数值模拟,研究拟静力作用下低周疲劳对钢筋和构件承载力退化的影响.为了进一步研究钢筋低周疲劳对试件累积损伤的影响,将Takemura和Kunnath提出的两组不同加载模式下的拟静力试验进行数值模拟.结果表明:基于Coffin-Manson模型,采用纤维单元,在材料层面上考虑钢筋的低周疲劳,可以较好地模拟试件在不同加载模式下的累积损伤和承载力退化.

隧道锚碇围岩稳定分析及破坏模式研究

锚碇围岩稳定性及破坏模式研究是确定系统极限承载力的基础.基于现场地质资料的数值仿真计算与现场缩尺模型试验对比分析,被认为是一种比较理想的研究思路.通过FLAC3D计算发现,在设计荷载下,围岩的应力场和位移场具有明显的分区特征,在锚体空腔和结构拐角处常出现应力集中和大变形区,系统整体未形成连贯的破坏区,出现的局部破损区主要集中在锚体后部右上角等5个部位.超载数值试验发现,破坏并不是简单的沿锚体和岩体的边界发生滑移,而是带动周边岩体发生倒塞型的整体拉剪复合破坏.现场模型试验结果与数值计算结果吻合较好.施工及运营过程中应对易破坏区进行重点加固处理.

贵州坝陵河大桥西锚碇区围岩稳定性分析

运用岩体质量评价、现场模型试验、极限平衡法和FLAC3D数值仿真试验多种方法结合,对贵州坝陵河大桥西锚碇区围岩稳定性进行了研究。岩体质量评价表明,锚碇区岩体较破碎、质量差;现场模型试验发现,过大的位移将导致结构不能正常使用,锚体后锚面圆拱顶点、矩形底边中点及其6 m范围内的围岩变形较大。运用极限平衡法对边坡8种可能的破坏位置进行验算表明,边坡基本稳定,最危险滑动面发生在基坑上部的强风化、弱风化带岩体中。FLAC3D数值试验表明,围岩可能发生拉剪破坏,破损区集中在锚塞体后部右上角等5个部位,锚碇上部岩体水平位移大,位移等高线近半椭圆形扩散。设计和施工过程中,应对塑性区及显著变形区内的岩体重点加固。

钻孔间电磁波CT技术在清水河大桥桥址区深部岩溶探测中的应用

电磁波CT技术是一种成熟的地球物理勘探方法,利用不同介质电性特征,吸收能力强弱,以此特性来解决钻孔间岩溶、溶蚀带、溶隙及破碎带分布情况,是解决喀斯特山区大型桥梁建设中工程地质勘察必备手段之一。以清水河大桥桥址区深部岩溶探测为实例,介绍电磁波CT在岩溶探测中的实效性与效果,为特大桥索塔桩基础埋深提供可靠的地质依据。

马来西亚槟城二桥主桥设计

马来西亚槟城二桥主桥为双塔三跨预应力混凝土斜拉桥,塔梁固结,跨径布置为(117.5+240+117.5)m。主梁采用宽34.6m的肋板式"组合结构"断面;桥塔采用H形塔,斜拉索采用平行钢绞线斜拉索,扇形布置,每根塔柱18对斜拉索,塔上采用转索鞍锚固,梁上采用齿块锚固;基础为2.3(上)~2.0(下)m大直径钻孔桩。该桥设计中,主梁采用组合结构断面设计方案和后支点挂篮+施工时序的优化设计方案,解决了英标重型汽车荷载下桥面板受力验算和主梁预应力验算的双重难题;同时在主梁分析计算中提出了精细的计算方法,获得主梁及桥面板的真实受力状态,对横隔板采用空间梁格分析方法进行计算,确保结构受力安全。

坝陵河大型悬索桥钢桁加劲梁安装施工新技术

坝陵河大型悬索桥作为国内第1座跨度超过千米的钢桁加劲梁悬索桥,针对其工程规模大、建设条件复杂、技术难度高的问题,重点介绍了坝陵河大桥在施工管理中采用的新技术.通过建立集成系统平台,利用虚拟现实的动态可视化仿真,将工程动画低成本、高成效、低风险的桥梁行业新技术引入到施工管理建设中,并根据虚拟仿真安装过程中可能出现的问题提出了施工建议和注意事项,可为同类结构工程的施工提供技术参考.

虚拟仿真技术在大型桥梁工程中的应用

通过编程语言创建集成操作系统平台,将虚拟现实技术、数据库技术、图像动画等进行有机结合,引入到钢结构桥梁工程中.深入研究了虚拟现实技术在大型复杂钢结构桥梁整个施工过程的应用,建立了具有操作性强、人机交互便利、操作界面友善的平台,为我国大型钢结构桥梁的施工组织设计提供科学的理论方法.对先进施工技术手段进行虚拟仿真和预演,提供桥梁从设计、制作、安装全过程的动态可视化虚拟现实模型和工程动画,指导工程施工和方案优化,大大降低了施工新技术推广的应用风险和经济成本.

电磁波CT数据在构建地质数据库中的应用

将电磁波CT测试的数据与传统的钻孔数据相耦合,运用内插值方法反演地层的特性,将耦合及反演得到的信息融合在同一数据库中,为地质模型数据库的建立和准确建立三维数字地质模型奠定了基础.以坝陵河大桥地质数据库的建立为例,分析了该方法的优越性.

泸定大渡河大桥隧道锚计算分析

本文建立了泸定大渡河大桥隧道锚三维实体模型,通过模拟隧道锚的开挖支护施工过程,分析了隧洞开挖支护过程中的应力、变形和塑性破坏区分布特性,在此基础上开展了支护作用、设计拉力等参数的影响研究。通过上述研究,基本掌握了隧道锚整个施工过程的结构受力特性,得出了隧道锚的推荐承载力,同时结合计算结果对施工方案提出了一些建议,提高了施工安全。

清水河大桥桥址区岩溶发育规律研究

清水河大桥为贵瓮高速公路控制性工程之一;桥址处于碳酸盐岩分布区,地表岩溶溶洞现象较发育,勘探钻孔揭示岩蚀现象强发育,查清桥址区岩溶发育规律,合理判断大桥索塔、高墩桩基持力层深度是关系到桥梁建设的可行性。通过对岩溶发育的控制因素分析并结合桥址区岩溶及规模统计,总结岩溶发育规律。提炼了岩溶发育的阶段性、继承性、方向性,高程860m以上岩溶总体发育趋势以水平溶洞为主,多为空洞;高程840m以下岩溶总体发育趋势以垂直溶隙为主,反映了岩溶发育的阶段性和继承性,未发现规模较大的溶洞和水平岩溶管道,地壳抬升期,岩溶发育处于稳定期,为桩基持力层深度确定提供依据,岩溶对大桥建设制约完全可以控制,影响相对较小。

大型复杂钢桁桥梁三维精细建模

在规模大、构件布置复杂的钢桁加劲梁桥设计和施工过程中,平面图纸的抽象性和效果图视角的局限性对决策者是一种限制.结合坝陵河特大钢桁梁桥工程,以Autodesk CAD为平台对其建立三维精细模型,对桁架各杆件的连接部位进行预拼装,对杆件和节点设计进行对接校核,经数据转换直接生成可视化的虚拟现实模型.建立的坝陵河特大钢桁桥梁空间模型可以为决策者提供可视化的分析平台,为科学决策提供技术支持.

核心区配箍率影响下HRB500E梁柱节点抗震研究

核心区箍筋可以约束混凝土同时改变梁柱节点传力机理。为研究不同核心区配箍率下高性能钢筋梁柱节点的抗震性能,设计高、低剪压比下共6个配置高性能钢筋(HRB500E)的足尺试件,并对其进行拟静力加载试验。本文分高、低两种剪压比情况下研究了配置不同核心区体积配箍率时梁柱节点的破坏模式、裂缝发展、滞回曲线、延性系数和能量耗散性能。研究结果表明:低剪压比情况下,随着核心区配箍率的增加,试件滞回曲线越来越饱满,试件的延性性能显著提高;高剪压比情况下,随着核心配箍率的增加,节点核心区越来越完整,试件的梁端承载力和延性系数有一定的提高。无论高剪压比还是低剪压比情况下,核心区配箍率都可以改变梁柱节点的破坏模式,且过低的配箍率会使试件表现出较差的耗能性能。