钢混组合梁斜拉桥非对称张拉施工控制的拉索索力统计敏感性分析

针对非对称张拉施工斜拉桥存在的主梁和桥塔线形控制难题,以某大跨度钢混组合梁斜拉桥施工控制为例,开展了拉索索力统计敏感性分析研究。以斜拉索索力为设计参数,综合采用均匀试验和正交试验设计方法以及多元线性回归和极差分析显著性检验方法,对成桥和施工阶段主梁和桥塔截面的内力、位移进行统计敏感性分析。结果表明:提出的索力统计敏感性分析方法可准确获得成桥和施工阶段的敏感性索力参数;对于成桥阶段,S10、MS10、S9号斜拉索索力为结构线形的敏感性参数;非对称张拉施工时,S10、MS10、S9、MS9、S8、MS8、S5、MS5号斜拉索索力为影响主梁和塔顶截面位移的敏感性参数;若采用对称张拉施工,S10、MS10、S8、MS8、S9、MS9、S7、MS7号斜拉索索力则为影响主梁和塔顶截面位移的敏感性参数。

C50泵送混凝土抗压强度和弹性模量时变性试验研究与应用

抗压强度和弹性模量是悬臂浇筑连续梁桥混凝土的重要力学指标,均与养护条件和龄期密切相关。结合实际工程的C50泵送混凝土,通过试验研究了其在标准养护和施工现场与桥梁同条件养护下的立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量随龄期变化的规律及其相互关系,据此提出了预应力连续箱梁桥悬臂浇筑段混凝土的合理养护时间和预应力张拉方案,达到了良好的应用效果。通过拟合分析给出了随龄期变化的泵送混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量的预测计算式,为桥梁施工监控分析计算提供了研究基础。

Settle3D软件在半填半挖黄土路基变形分析中的应用

为揭示半填半挖黄土路基的变形规律及其影响因素,为高填方黄土路基稳定性的评估提供科学依据。以国道G310典型半填半挖黄土路基为例,运用Settle3D软件对不同工况条件下的黄土路基进行精确建模与系统分析。结果表明:自然条件下路基左右侧沉降量差别不大,而降雨条件下原状黄土侧的沉降大于压实黄土侧的沉降,土层交界处沉降差异显著;降雨条件下中心点的沉降曲线在原填土交界处发生转折,表明压实效果显著;各施工阶段间沉降量差值呈非线性减小趋势,但降雨条件下的稳定时间更长。因此施工中控制路基压实度和采取合理的路基防水排水措施非常重要。

连续箱梁桥混凝土冬季施工技术研究

混凝土工程的冬季施工是一个技术难点.控制混凝土的早期冻伤,保证浇筑后混凝土的温、湿度,才能确保混凝土的质量.以挂篮悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥为依托,从混凝土的原材料选择、配合比设计、搅拌、运输、浇筑、养护、温度监测等方面,研究了多跨连续变截面箱梁桥冬季混凝土施工的关键技术及实施效果.可为同类工程施工提供有益的参考.

预应力混凝土连续箱梁桥悬臂施工挂篮预压试验研究

结合沁河大桥工程监控方案,针对预应力混凝土连续箱梁桥悬臂浇筑的施工特点,进行了挂篮静载预压试验.经验证:挂篮结构能够满足施工安全需要;挂篮静载预压能消除挂篮结构因拼装引起的非弹性变形.通过对挂篮预压结果与浇筑混凝土后相应块的数据对比分析,发现同一块段预压与浇筑后的沉降变形一致.分析挂篮弹性变形与预压荷载的关系曲线,发现挂篮预压与浇筑后块段弹性变形存在线性关系.对弹性变形数据进行线性拟合,得出弹性变形与预压荷载的线性关系方程式,可为预应力混凝土连续箱梁的悬臂浇筑线型控制提供依据.

桩顶约束下桥梁大直径能量桩热力响应现场试验

能量桩是一种绿色新技术,符合工程建设节能减排与绿色发展理念。为了研究大直径能量桩的热力学特性及结构响应,依托河南省三门峡灵宝市国道310底董桥台2×2群桩基础,在大直径灌注桩内埋设换热管形成能量桩。开展了无荷载夏季工况能量桩热响应现场试验,实测能量桩运行期间出、入水口温度、应力、回温后残余温度、温度变化量-热致应力/轴力关系、桩顶位移等变化规律。试验结果表明:三组不同流速试验下,流速增大,桩身温度、应力有小幅增大;停止试验后回温5 d后残余温度仍有16%~28%,7 d后回温残余温度约11%~17%;桩身最大应力约为3.5 MPa;能量桩桩顶累积变形-0.98 mm(约仅为桩径的0.81‰);桩顶在单桩无荷载、无荷载承台群桩约束、单桩逐级加载、恒载承台群桩约束的不同条件下,K值分别为28.6%、37.8%、43.2%和71.4%;试验流速为0.6、0.8 m/s,每平米桩-土接触面积换热量q分别是0.4 m/s流速下q的53%和128%。

陶粒泡沫混凝土关键参数对其性能的影响研究

陶粒泡沫混凝土以水泥、粉煤灰为胶凝材料,页岩陶粒为粗骨料,陶砂为细骨料。笔者以水胶比、发泡剂掺量、粉煤灰掺量为变量试验成型不同干密度等级的试块,通过测定其抗压强度、干密度、吸水率等性能,研究各参数对陶粒泡沫混凝土性能的影响,并建立强度、吸水率与各参数之间的数学关系,进而探究关键参数对其性能的影响。

型钢混凝土地下综合管廊受力性能试验研究

项目通过制作1∶5缩尺模型,计算运营过程中城市地下综合管廊的受力情况,通过静力加载试验对试验模型进行加载,探讨这种结构受力作用下的裂缝开展、破坏过程和模式,分析结构的力学特性,揭示结构的传力机理,并从强度、刚度、延性和耗能等方面对型钢混凝土框架结构做定量分析,得知其变化规律和相应的参数。研究结果可以为型钢混凝土框架结构力学设计和非线性有限元分析提供试验支撑和数据。

南阳“三馆一院”项目BIM技术综合应用

BIM技术应用选择了有代表性和建造难度较大的现代艺术场馆,通过BIM5D集成各类信息应用于项目土建、安装、钢结构、商务四大板块,充分发挥挖掘了BIM技术的优势,实时解决工程中遇到的各类问题,实现了以进度控制、投资控制、质量控制、合同管理、资源管理为目标的数字化三控两管项目总控系统。

高强泵送混凝土孔结构对弹性模量的影响分析

混凝土内所受的应力与应变的关系,主要通过弹性模量这一混凝土力学性能指标体现,其是设计和施工中必须考虑的重要参数。本文结合实际工程的C50高强泵送混凝土,通过采用SEM测孔法及压汞法(MIP)对高强泵送混凝土不同含气量的孔结构进行比较分析,探究高强泵送混凝土弹性模量与含气量的关系及孔级配变化、气泡结构、孔结构特征参数对弹性模量的影响。

超高层建筑顶升模架系统的优化设计及智能建造

为研究超高层建筑顶升模架系统优化设计与现场智能化施工的数字化融合,提高材料使用效率和结构合理性,以西安某超高层建筑中所使用的顶模钢框架结构为对象,采用SIMP插值模型法,约束次桁架悬挑端竖向位移,以减少顶模钢框架结构钢材用量为目标进行优化,依据优化结果对顶模钢框架结构进行设计。应用智能建造与建筑工业化协同发展的研究成果,以拓扑优化设计、系统化安装、智能化施工为实施框架,通过拓扑优化设计结合智能化控制操作等工具,实现基于智能建造的优化型顶模钢框架结构;系统梳理智能建造各阶段应用,利用施工管理平台,实现基于信息化模型的工程管控。结果表明:优化后顶模钢框架结构在满足约束条件情况下,在提升结构承载能力、刚度的同时,使钢框架自身重量减轻20%,降低了顶模钢框架结构用钢量,提升了钢材的使用效率,加强了拓扑优化设计与现场智能化施工的数字化融合,推动了智能化施工装备的施工应用。

基于高频大地电磁法的优势渗流通道识别研究

函谷关隧道工程是新国道G310(连云港—天水市)的重要连接工程,全线长1.99 km,最大埋深108 m。工程主体位于第四系黄土状粉土地层中,其上部存在一条易积水无防渗的地下暗渠。沿暗渠的潜在地下水优势渗流及其诱发的土体变形、塌陷是隧道工程建设与安全运行面临的重要挑战。鉴于传统钻探方法难以连续、全面地揭示暗渠附近渗流体系的发育特征,结合高频大地电磁法(Eh4)与实地勘察,通过获取地下介质的电阻率特性,识别遗存暗渠位置并对比其实际位置,阐明始于暗渠演化形成的优势渗流通道的分布特征。同时,揭示Eh4在识别地下潜在入渗空间或通道领域的有效性。结果显示:在测线4高程525 m位置出现的系列高电阻率空腔与暗渠实际位置较吻合,测线4不同高程位置处出现的2处低电阻率区Y_(1)、Y_(2)良好对应了暗渠转向处的2口人工开挖竖井,均证实了利用Eh4识别优势渗流空间的有效性;测线1、2处的电阻率随水平距离的增加产生明显波动,发育2处低电阻率区,反映了该处地下水优势渗流通道呈分叉状。无强降雨或强地表流水冲蚀下,上述Eh4识别的优势渗流体系极可能始于暗渠转向处2口人工竖井,在重力驱动下历经暗渠水流的长期冲蚀进一步延伸发育而成,威胁隧道双向工程的稳定性。这些结论对掌握地下工程地质条件非常重要,为新国道G310函谷关隧道建设的安全、稳定、可控提供了技术支撑。

三门峡原状黄土的大型直剪试验及其尺寸效应

三门峡原状黄土富含大孔隙且垂直节理较为发育,在工程实践中对其本身的抗剪强度及变形特性有着重要影响。以往的黄土强度和变形试验多数采用常规直剪试验,导致试样避开了多数节理面和大孔隙,使试样的整体代表性降低。通过对三门峡原状黄土进行一系列的大型直剪试验,并结合常规直剪试验分析了原状黄土抗剪强度的尺寸效应。试验结果表明:关于试样的剪应力-剪切位移关系曲线,在50、100 kPa垂直压力下呈现剪切软化现象,而在200、300 kPa垂直压力下呈现剪切硬化现象;在相同垂直压力条件下,大型直剪试验得出的试样抗剪强度低于常规直剪试验得到的,并且这种差异随着垂直压力的增大逐渐变得显著。工程实践中应充分考虑尺寸效应对黄土抗剪强度的影响,进一步提升工程的安全性。

大型倒虹吸结构温度应力仿真分析

采用有限元方法模拟分析了南水北调中线工程南沙河倒虹吸在运行期温度变化引起的混凝土温度应力,研究了倒虹吸结构不考虑温度效应、考虑四季更替导致结构温升温降时截面的正应力变化规律。结果表明温升对倒虹吸结构内侧面受力状态具有改善作用,但使外侧面受力状态变差,温降则刚好相反。根据拉应力变化特点,建议倒虹吸底板、顶板和边墙采用曲线预应力筋设置方案。

超厚大坡度屋面芯模浮力试验研究

结合实际工程现场测试,得出了泵送混凝土浇筑对薄壁方箱坡屋面的上浮力,设计并验算了混凝土浇筑过程中的抗浮措施,进而研发了一种测试坡屋面芯模上浮力的高效试验方法。通过分析测试结果,讨论了浇筑薄壁方箱坡屋面时泵送混凝土的浇筑高度、速度、振捣情况与芯模上浮力的关系,并根据试验数据制定施工时控制芯模上浮的有效措施。

压电阻抗法混凝土强度监测模型的可靠性分析

压电材料传感器由于其低成本、响应快等优点近年越来越被社会各界重视。为研究压电阻抗法建筑结构监测的可行性及各个因素对传感器灵敏度的影响,设置了多组试验,研究了温度对压电材料电导的影响;内掺不同量再生骨料、粉煤灰的混凝土结构压电材料拟合度分析;不同龄期混凝土强度监测规律;智能外包材质对结构监测灵敏度的影响等。试验得出:智能骨料对环境的温度、湿度变化敏感性较低;常规级配C30混凝土、60%再生骨料掺入的C30混凝土、60%粉煤灰掺入的C30混凝土强度与RMSD拟合函数的R^(2)值分别为0.81503、0.90818、0.97882,接近于1,拟合度较好;对于外包材质,其强度越接近结构强度,其拟合性越好。

外填充墙对高层住宅剪力墙结构受力性能影响分析

采用PKPM软件研究了外填充墙受力方式和材料变化对高层住宅剪力墙结构受力性能的影响规律。分析结果表明:外围加气混凝土砌体填充墙全改为钢筋混凝土剪力墙而形成的全现浇外墙剪力墙结构,可以增加原外围加气混凝土砌体填充墙结构的整体刚度,减小原外围加气混凝土砌体填充墙结构的总侧移;两个主轴方向增加的外剪力墙数量差别较大时,有可能改变原外围加气混凝土砌体填充墙结构第一振型的振动方向;增加的外剪力墙有可能改变原外围加气混凝土砌体填充墙结构的刚度中心,使原外围加气混凝土砌体填充墙结构的刚度中心偏离质量中心,加大原外围加气混凝土砌体填充墙结构的扭转效应;增加的外剪力墙有可能是短肢剪力墙或受力性能不好的一字形短肢剪力墙;全现浇外墙剪力墙结构对原外围加气混凝土砌体填充墙结构的整体受力性能和局部构件受力性能影响均较大。外围加气混凝土砌体填充墙全改为轻骨料混凝土填充墙而形成的剪力墙结构,对原外围加气混凝土砌体填充墙结构的整体受力性能影响较小,仅对局部构件的轴压比影响较大,轻骨料混凝土填充墙是一种较为可行的快速建造方式。

装配式联肢剪力墙抗震性能影响因素分析

为研究装配式联肢剪力墙抗震性能影响因素,基于三个剪力墙试件的拟静力试验,并结合其他学者研究对装配式剪力墙在不同配筋强度、装配式构件连接方式、内外支撑体系、轴压比等方面的抗震性能进行了对比分析。结果表明:剪力墙试件的配筋强度直接影响着结构的承载能力及极限位移,高强配筋试件有着更好的抗震性能;双排套筒与单排套筒连接刚度接近,但双排套筒连接的延性更好,钢螺栓连接在达到屈服之后没有表现出较好的延性;内外支撑可以提高结构的刚度,现浇式填充墙虽然增大了结构刚度,但结构延性有所降低;外固定钢剪力墙提升了结构承载能力与地震作用下的极限位移。

三门峡黄土结构性对土水特征曲线的影响

用压力板仪对国道G310三门峡西至豫陕界段相同干密度的原状和重塑黄土进行土水特征曲线试验,采用扫描电镜试验观察两者的微观结构,探讨结构性对其土水特征曲线的影响。试验结果表明:原状和重塑土的土水特征曲线、饱和度和含水率均随吸力的增大而减小,重塑土的土水特征曲线位于原状土的右上方。原状土的胶结状态完好,骨架稳定,孔隙较大,重塑土胶结状态已破坏,孔隙大小较均匀,颗粒堆积构成土体骨架。原状土土水特征曲线前期变化速率较大,排水速率大于重塑土,到达残余饱和度的时间较短,Fredlund&Xing模型拟合试验数据显示,原状土土水特征曲线的进气值拟合参数a较小,主要因为原状土的大孔隙是排水的天然通道,而重塑土的孔隙较均匀。

湿陷性黄土隧道下穿暗渠施工技术研究与应用

以国道310函谷关隧道下穿引水暗渠为工程背景,利用高密度电法和大地电磁法在地表探测水渠渗透点及渗透通道,下穿暗渠前通过超前地质预报对地表探测结果进行验证,地表探测及超前地质预报结果均表明暗渠无渗漏水,为配合施工,运用MIDAS建立了湿陷性黄土隧道浅埋暗挖下穿暗渠模型,进一步对隧道下穿施工期间暗渠的变形特征与稳定性进行评估。由此得出下穿暗渠施工所引起的位移、应力应变及塑性区的分布,模拟结果可为暗渠处理及隧道加固提供依据,后续实践表明依据数值模拟指导施工可有效控制隧道下穿过程中周边的土体变形,确保了隧道的稳定性及引水暗渠的安全。