建筑钢结构埋件机器人智能下料与焊接技术研究

在钢结构制造行业中,钢结构预埋件是一种批量大、结构形式单一的产品,目前行业内基本上依靠传统的人工方式进行生产制作,传统工艺存在下料、装配精度差,加工表面质量低,加工效率低等诸多缺点。文中以工业六轴焊接机器人为工具,研究参数化编程及视觉智能感知技术,将焊接机器人应用到钢结构埋件的制作中去。通过多组试验对比,验证焊接机器人在埋件加工生产上的可行性,探索机器人埋件焊接过程中存在的问题,改进并创新埋件制作的加工方法,形成焊接机器人埋件智能加工工艺,以提高制作厂埋件加工的质量和效率。

大跨度空间结构预应力拉索索力测试研究

拉索作为大跨度空间结构的关键受力构件,准确识别索力等参数对大跨度空间结构的安全运营意义重大。通过现场采集拉索振动信号,经过频谱分析得到拉索自振频率,结合有限元方法即可迭代得到拉索索力。以广东某市六点支承大跨度预应力组合式双曲抛物面双层扭网壳钢结构为工程背景进行了实例验证,其预应力拉索设置于网壳支座节点处,分别为4根7×7?5钢绞线。测试结果表明:拉索基频介于6.5~9.8Hz之间;采用前四阶频率可对拉索参数及索力准确识别;拉索索力计算值与原设计值存在一定偏差,可采取增大构件截面等加固措施对结构进行加固。

比拟杆法在边箱形主梁剪力滞效应分析中的应用研究

利用比拟杆法对边箱形截面的剪力滞效应进行分析。推导承受集中荷载和均布荷载的简支梁考虑剪力滞效应的正应力计算公式。最后以算例进行分析计算,并利用计算结果与有限元软件计算所得结果进行对比。

抛物线拱变位引起的内力计算一般公式

采用结构力学方法,从弹性中心法出发,推导出抛物线拱变位引起的内力计算一般公式和抛物线拱的两拱脚转角位移方程。通过极限逼近得到与直梁一致的杆端转角位移方程。还通过算例用有限元软件验证了内力计算公式。

拱结构在径向均布荷载下面内稳定的几何非线性分析

薄壁拱结构作为受压为主的结构体系,其稳定性问题是在结构分析中需要重点考虑的因素之一。基于能量泛函变分原理,研究了薄壁拱结构在径向均布荷载下考虑剪力滞效应和几何非线性的稳定临界荷载,分析了薄壁拱结构临界荷载的影响因素。结果表明,几何非线性对拱的临界荷载影响很小,可忽略不计;剪力滞的影响则取决于拱的几何参数;其中,拱轴弧长和拱截面翼缘宽度是主要的影响因素,特别是拱轴弧长较小和翼缘宽度较大时,必须考虑剪力滞对稳定性影响。

横隔板对矮塔斜拉桥截面应力影响分析

在矮塔斜拉桥拉索的锚固端,都会在连续箱梁相应位置布置一道横隔板。为了研究横隔板的布置对箱梁纵向和横向正应力的影响,根据实际工程,运用Abaqus有限元分析软件,采用某矮塔斜拉桥的主梁截面建立最大悬臂阶段模型进行分析。计算结果表明,横隔板的布置对箱梁纵长横向正应力有较大的影响,在结构设计时应当得到一定重视。

超宽公轨两用钢箱梁滑移施工技术

位于佛山南海新交通线上东平水道特大桥是国内首座公轨同层布置钢箱梁斜拉桥,桥梁宽度达46.5m,其主桥部分岸上及浅水区钢箱梁段因浮吊无法直接安装就位,梁段下方需搭设支架,浮吊将梁段吊装至支架后,采用穿心式千斤顶进行拖拉滑移至设计位置的方法进行安装。提出了吊装钢箱梁在滑座上快速就位方法和双层叠放钢箱梁共同滑移的思路,为安装节约了时间,较好地解决了合龙段后期安装难的问题。滑移过程中对不同基础形式的支架做了沉降及应力监测,确保了施工安全。

刚塑性自由梁在偏心阶跃荷载下的动态响应

基于冲击力学基本理论,研究了刚塑性自由梁在偏心阶跃荷载下的动态响应。根据动平衡条件和梁的变形模式,推导了不同荷载水平下无约束自由梁的加速度和角加速度公式。通过动静法得到了自由梁内的弯矩和剪力,依此给出了塑性铰的位置,得出了不同荷载位置下塑性铰的临界荷载值,并讨论了摩擦力对其的影响。结果表明:摩擦力较小时,其对塑性铰的位置有明显影响;但摩擦力较大时,塑性铰的位置几乎不随摩擦力的变化而改变,并且出现塑性铰的临界荷载很小。在荷载水平较低时,自由梁只可能在荷载作用点产生塑性铰;随着荷载水平的提高,在长梁段会出现一个与荷载作用点塑性铰相反的塑性铰;当荷载很大时,在短梁段也会出现一个塑性铰。此外,荷载作用点的位置对塑性铰临界荷载值也有较大影响,荷载离梁端越近,塑性铰临界荷载值越大;若荷载离梁端越远,塑性铰临界荷载较小。

广州东塔巨型门式钢框架施工支撑系统设计与应用

广州东塔A区裙楼连廊东、西两端为巨型门式钢框架结构,施工时采用自行设计的带斜撑双层桁架支撑系统。根据结构特点和安装顺序,利用有限元软件MIDAS对安装过程支撑系统受力和变形进行了分析计算,计算结果表明,带斜撑双层桁架支撑系统满足巨型钢框架施工要求。采用全站仪对桁架支撑系统卸载前后进行了监测,发现卸载前后支撑系统变形实测值与模拟值基本吻合。

边箱形梁剪力滞效应的能量变分法研究

利用能量变分法[1,4]对边箱形截面的剪力滞效应进行分析。通过变分法推得微分方程组并对其求解所得进行分析讨论。最后结合示例进行计算,并与有限元分析软件计算结果进行比较分析。

人群激励下人行桥非线性横向参数振动研究

随着人行桥的跨径越来越大及其结构日渐轻柔,人群行走往往会引起桥梁大幅横向振动问题,考虑大位移引起的几何非线性的影响,针对基频较低的人行桥,建立了基于力与速度之间关系的非线性横向参数振动模型,以伦敦千禧桥为例,用Galerkin方法和多尺度法,对行人引起人行桥参数振动作用下的大幅振动进行了理论和数值分析。临界人数的理论计算值与现有研究成果进行比较,表明该方法可用于不同人行桥的临界人数进行预测,且计算简单方便,说明建立的模型是合理的、正确的;行走频率越接近2倍固有频率能够激起大幅振动所需要的行人数越少,只要轻微的激励,人行桥也会发生大幅振动;考虑非线性振动时,当行人数超过临界人数时,振动幅值趋于稳定的等幅振动,而线性振动时发散振动的非等幅振动;单位时间上桥人数、桥梁的单位长度质量、阻尼、初始条件对人致参数振动响应幅值有不同程度的影响。

220 t汽车吊上混凝土桥面施工作业计算分析

混凝土连续箱梁桥上空异形螺旋体雕塑吊装需采用220 t汽车吊上桥面作业,施工荷载较大,需对桥梁结构进行计算复核。通过模拟行走及吊装状态取得相关运行参数,再经多工况下内力计算、配筋复核,验证了方案安全可行。通过采用十字分配梁的形式将单个支腿荷载分配到四个路基箱,路基箱下铺设砂子,解决了局部荷载过大的问题,可为类似项目提供参考。

大跨径双幅简支钢箱梁同步顶推施工技术研究与应用

涉铁工程施工风险极大,为确保某跨高铁63m大跨径双幅简支钢箱梁工程项目安全顺利施工,综合考虑现场施工条件,采用同步顶推施工方案进行钢箱梁安装,对顶推过程的重要节点步骤进行了研究,并结合施工阶段有限元数值模拟与实际监控数据进行对比分析,结果表明该施工方案在当前施工条件下切实可行且安全可靠。

桥梁温度场研究现状及分析

针对桥梁构件温度场研究现状,依据研究方向与研究重点的不同,将其划分为影响因素分析、温度分布维度及分布规律研究、温度应力及温度效应研究、温度研究理论的运用4个方面。并列举了国内外一些有代表性的文章,对各个方面进行了简要的阐述。最后总结了目前在温度场研究领域存在的一些问题,以期对今后结构温度场的研究起到一定的参考。

华润总部大厦钢结构安装与凸点顶模协同施工技术

华润总部大厦项目采用凸点智能顶模安装技术施工,顶模支点位于核心筒剪力墙外侧,核心筒的钢结构都被罩在顶模钢框架内。针对核心筒钢结构安装与顶模施工相互制约的一系列问题,系统地介绍了核心筒钢结构与顶模施工相互干涉部位的安装工艺,有效地解决了钢结构安装与顶模系统顶升的协同施工问题。

新型接火装置在广州东塔钢结构施工中的设计与应用

广州东塔钢结构工程量大,现场高空焊接作业多,主塔楼单层面积内存在350个焊接点,焊缝长达620m。为实现高空焊接防风、接火安全施工,杜绝火灾及危险隐患,通过对传统挂篮式、网片折叠式与抽屉式等3种接火装置进行改进试用,最终优化设计出一种机械装配式接火装置,其在多种高空焊接作业防护中应用效果良好。

超高层建筑施工期结构静动态变形监测

针对超高层建筑施工期静动态变形实测研究不足的问题,在一座335 m的超高层建筑主体结构上搭建了施工期结构健康监测系统,进行主体结构施工期竖向变形、温度变形和动态位移的实测分析。探明了施工期主体结构的温度不均匀分布规律,分析了温度影响下的结构应变特点,结果表明:季节性温差引起的应变大于同时段内上部结构自重和混凝土收缩徐变引起的应变。阐释了主体结构施工期竖向变形与层间竖向变形差发展规律,层间不均匀竖向变形程度随高度和时间逐渐增大,同一层不同测点间的竖向变形差最大为5.3mm。主梁轴向应力与其两端竖向构件的竖向应变差成正相关,外框–核心筒竖向变形差可能使主梁存在受拉开裂风险。提出一种基于卡尔曼滤波的结构动态位移估计方法,通过融合加速度数据与应变数据提高动态位移估计精度,能够准确估计超高层建筑在施工动荷载下的动态位移。

华润总部大厦塔冠施工仿真分析及支撑胎架设计

塔冠安装是超高层钢结构施工的一大难点,结合华润总部大厦塔冠结构特点及预定施工方案,设计了一套由桁架片拼接而成的环形支撑胎架系统。采用MIDAS/Gen有限元计算软件建立了塔冠结构与支撑胎架的整体模型,按正装分析法进行了详细的施工仿真分析,并对向阳、背阳情况进行局部温差工况计算。分析结果表明,在施工全过程中,结构与支撑胎架应力及变形在《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)允许范围内,验证了施工方案的可行性,为方案的选择提供了理论指导。

大跨度斜拉桥主桥拆除施工技术及力学行为研究

为探究斜拉桥拆除工程不同施工阶段中主梁力学性能的变化,为斜拉桥安全顺利拆除提供指导,以80.8 m+132 m+80.8 m三跨预应力混凝土双塔单索面部分斜拉桥为工程背景,采用Midas/Civil有限元分析软件进行建模,模拟斜拉桥拆除的施工过程,分析拆除过程中主梁的静力力学特性和稳定性。结果表明,结构自身的改变影响桥梁结构静力力学特性,边界条件的改变影响桥梁的稳定性,斜拉索的放张对桥梁安全拆除至关重要;在施工过程中要充分考虑体系转换对桥梁力学特性的影响,保证拆除工程安全有序。