复杂条件下高面板堆石坝的特殊结构体安全监测设计体系研究

为了加强高面板堆石坝工程中挤压边墙、高趾墩和高趾墙等特殊结构体的安全监测,基于面板堆石坝安全监测设计资料,总结了特殊结构体在安全监测设计方面存在的不足和缺陷。通过收集整理国内包含高趾墩、高趾墙和挤压边墙等特殊结构体的高面板堆石坝数值分析成果,发掘特殊结构体的变形和应力应变规律,将特殊结构体的变形、应力应变及温度、接缝和渗流明确为安全监测设计重点;结合已有面板堆石坝工程的安全监测设计资料,构建了复杂条件下高面板堆石坝特殊结构体安全监测设计体系。该体系能够为在建和拟建的面板堆石坝特殊结构体安全监测设计提供科学的指导,全面提升面板堆石坝的安全监测水平。

深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥方案构思与总体设计

深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥采用(3×100+808+3×100)m超短边跨钢-混组合混合梁斜拉桥,一跨跨越通航水域。该桥公铁分层布置,上层布置8车道城市快速路,下层布置4线铁路。主梁采用倒梯形双主桁截面,桥面布置紧凑、受力明确、经济性好。中跨主梁采用板桁-箱桁组合结构钢梁,桥面结构参与主桁受力,具有高效综合性能。边跨主梁采用矩形钢管混凝土叠合板-桁组合梁,融结构受力和锚固压重于一体,叠合板采用32 cm厚预制板+40 cm厚现浇层。钢-混结合段采用“钢格室+承压板”构造,钢-混结合面位于桥塔向中跨侧4.6 m。桥塔采用H形混凝土塔,基础采用35根直径4.0 m的大直径钻孔灌注桩。斜拉索采用标准抗拉强度2000 MPa的平行钢丝成品索,最大规格为PES(C)7-547。索梁锚固采用副桁弦杆节点兜底钢锚箱结构,传力可靠、抗疲劳性能好。索塔锚固创新地采用自平衡交叉混合锚固技术,以适应大规格斜拉索锚固。钢桁梁采用“纵向分段、横向分区”制造、运输、现场吊装的施工方案。

赤壁长江公路大桥主桥4号桥塔墩结合梁墩顶节段施工技术

赤壁长江公路大桥主桥为(90+240+720+240+90)m钢-混结合梁斜拉桥,主梁分为121个节段,由双边箱截面钢主梁、横梁、小纵梁等组成,4号桥塔墩墩顶钢梁共3个节段,考虑枯水期施工边跨侧滩地外露,采用浮吊拼装+墩顶拖拉法施工。桥塔墩设置墩旁支架辅助钢梁架设,墩旁支架采用简易支架,设计为分离直立柱结构,避免了传统斜立柱支架体系结构复杂且受限于围堰尺寸的影响;墩旁支架设置钢梁拖拉系统及钢梁姿态调节装置,以实现钢梁的拼装、纵移和姿态调整。墩顶钢梁利用浮吊在中跨侧依次拼装单节段钢梁杆件后向边跨侧分次拖拉,墩顶钢梁全部就位后,采用竖向调节装置通过“顶落梁”工艺精调钢梁高程和横向调节装置对钢梁横向偏位进行纠偏,保证墩顶节段姿态满足设计要求。借助主梁永久结构简化塔区临时约束设计,抵抗风荷载、施工不平衡荷载和不平衡索力造成的钢梁平动和转动,确保主梁悬臂节段施工安全。

边墩约束对塔梁墩固结体系斜拉桥横桥向减震影响研究

为了解塔梁墩固结体系斜拉桥的横桥向地震响应并选取合理的抗震结构体系,以主跨305 m的湖南帅乡特大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立不同边墩约束方案(7种常规支座边墩约束方案、1种摩擦摆球型支座边墩约束方案)的桥梁三维有限元模型,分析不同边墩约束条件对塔梁墩固结体系斜拉桥塔底横桥向弯矩及主梁梁端横桥向位移的影响。结果表明:相较于采用常规支座边墩约束方案,采用摩擦摆球型支座边墩约束方案不仅可以减小塔梁墩固结体系斜拉桥在地震作用下的塔底横桥向弯矩,还可以将主梁梁端横桥向位移控制在较小的数值内,显著提高了塔梁墩固结体系斜拉桥横桥向抗震性能;E2地震作用下,地震引起的结构响应普遍比静力计算结果小,主墩、桥塔及边墩均处于弹性状态,抗震不控制设计。湖南帅乡特大桥最终采用设置摩擦摆球型支座的边墩约束方案。

极近距离煤层采空区下沿空留巷技术研究

为了解决极近距离煤层采空区下多次回采影响的沿空留巷围岩严重变形难题,以山东新查庄矿业有限责任公司(以下简称“新查庄煤矿”)91006综采工作面为工程背景,研究分析了采空区下沿空留巷覆岩顶板结构特征及运动规律,通过建立顶板位态力学结构模型,确定了采空区下沿空留巷巷旁支护阻力计算方法,计算出巷旁支护阻力为3432 kN,提出了“水力压裂超前断顶+巷旁钢管混凝土墩柱高强支护”为主体的巷旁复合支护体系。利用超前断顶卸压技术将巷旁顶板由传递岩梁结构向短悬臂梁结构转变,大大降低巷旁支护阻力,与钢管混凝土墩柱的高强巷旁支护相结合,特别适用于采空区下的沿空留巷工程。通过在新查庄煤矿91006综采工作面试验应用表明,留巷取得了较好的效果,巷道表面整体变形量较小,满足工作面回采期间的要求。

厚硬顶板结构下巷旁超前卸压与高强支护技术研究

白庄煤矿9701工作面采用沿空留巷开采技术,其工作面顶板厚度及硬度大,巷旁支承压力高,巷旁围岩支护控制及整体留巷难度系数大。为此,设计采用“水力压裂超前断顶+钢管混凝土墩柱巷旁高强支护”组合技术方案,对上覆厚硬顶板结构进行综合控制。通过水力压裂超前断顶技术对巷旁厚硬顶板进行充分采前断顶卸压,形成巷旁短悬臂梁结构,有效缓解巷旁支护体所承受的压力。通过钢管混凝土墩柱作为主要巷旁支护体对沿空留巷的围岩进行高强支撑。经工程效果分析,该技术方案取得了良好的控顶效果,最大顶板下沉量为55 mm,巷道整体成型效果良好。研究成果可以对同类矿井开采提供安全指导。

船闸墩墙单模支设技术在涑河景观闸中的应用

为排除安全隐患,改善河道行洪条件和水生态环境,对涑河1号景观闸中的船闸部分进行拆除重建。为解决新旧墩墙衔接处无法平行问题,通过方案比选,选定墙面植筋对拉模板联合钢管支撑支护方案。通过对原混凝土墙体打孔并进行化学胶液植筋,待植筋固定后,焊接对拉丝进行单面模板的支设,配合钢管进行加固及过程纠偏调试,高效地完成闸墩浇筑,节约工期,减少投资,对类似施工有较好的借鉴价值。

沿空留柱墙无煤柱开采技术的应用

王庄煤矿在采掘接续无法满足沿空留巷两进一回“Y”型通风布置的情况下,应用大断面巷道掘进、泵送巷旁充填和深孔爆破预裂技术,实施沿空留柱墙、沿柱墙掘进无煤柱开采,取得了良好的经济效益。可为类似条件大采高工作面无煤柱开采提供借鉴经验。

元洪航道桥墩旁托架施工关键技术

平潭海峡公铁大桥处于典型的大风海洋环境,其中元洪航道桥为双塔双索面钢桁-混凝土混合梁斜拉桥,边墩、辅助墩及主塔墩顶钢梁均采用浮吊起吊,并安放至墩旁托架上。墩旁托架不仅须承受斜拉索挂设前钢梁自重及架梁吊机的重量,还须满足钢梁纵移滑动、安装调整及抗台风等功能要求。面对平潭海峡恶劣的海洋环境,尽量减少现场作业工作量和时间,墩旁托架采用工厂制造成整体,再利用大型浮吊整体安装的施工工艺。为确保结构安全可靠,该文采取在墩旁托架柱头和柱脚内填充C50微膨胀混凝土进行加固,并在大小里程两侧墩旁托架中施加预应力等措施。

佛山同济大桥主桥总体设计

佛山同济大桥主桥采用(200+68+46)m混合梁斜拉桥,塔梁墩固结体系。桥塔采用“佛手”形状的钻石形钢筋混凝土结构,塔高125 m,塔柱采用空心箱形断面,外侧四角倒椭圆弧,基础采用整体式承台+∅2.5 m钻孔灌注桩基础。主梁采用PK断面混合梁,全宽38.6 m(含风嘴),中心线处梁高3.5 m,中跨为正交异性板钢箱梁,钢箱梁顶板U肋采用双面焊工艺,边跨为混凝土箱梁。斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa的高强度低松弛环氧涂层预应力钢绞线。斜拉索塔端采用整体式钢锚梁和混凝土齿块锚固;钢箱梁端采用锚箱式锚固,混凝土箱梁端采用箱外混凝土凸块锚固于风嘴处。边跨混凝土箱梁采用支架现浇施工,主跨钢箱梁采用桥面吊机悬臂拼装。经验算,桥梁结构受力满足规范要求。

舟山港主通道南通航孔桥钢箱梁架设关键技术

宁波舟山港主通道南通航孔桥为主跨390 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用整体式扁平流线型全断面封闭薄壁钢箱梁,标准断面宽34 m,高3.5 m,标准梁段吊重272 t,梁段最大吊重303 t。主桥钢箱梁共划分为55个梁段,桥塔区梁段采用“浮吊+牵引滑移法”架设,标准梁段采用340 t桥面吊机对称吊装,辅助墩、过渡墩墩顶梁段采用“浮吊+三向千斤顶精调就位法”架设。桥塔区墩旁支架设计为落地式倾斜墩旁支架,与桥塔下横梁支架连接成整体,解决了支架与桥塔塔肢连接不便的难题;塔梁三向临时约束体系设计时考虑钢箱梁各施工阶段的百年一遇风荷载,保证了钢箱梁的安全架设;通过设置对拉螺杆、螺栓连接件和止顶板等临时匹配件,采用马板、临时匹配件及千斤顶等措施对梁段端面进行匹配调平,实现了钢箱梁梁段的精确匹配连接。

孤山航电枢纽工程泄水闸孔与厂房共用边墙结构型式研究

为缩短孤山航电枢纽工程的坝轴线长度,减少坝肩边坡开挖高度,节省工程投资,提出了水电站厂房边墙与泄水闸弧形闸门边墩相结合的共用边墙结构型式,并对共用边墙结构的受力情况进行了三维有限元数值分析。结果表明:共用边墙新型结构优化了弧门支撑处的应力与变形状态,弧门推力和水压力对厂房边墙整体的应力、变形影响较小。经过水库正常蓄水和3个汛期泄洪的检验,电站厂房和泄水闸运行情况良好,验证了该结构的安全可靠性。研究成果可为同类工程设计提供参考。

高墩连续刚构边跨现浇预应力配重技术研究

为解决高墩连续刚构边跨现浇段浇筑时产生的不平衡弯矩问题,需要制定高墩连续刚构边跨现浇段预应力配重技术方案,以交界墩为支点,在边跨现浇段对侧设置竖向预应力筋,通过控制预应力大小来抵消不平衡弯矩。本文以黄蒲高速洛河特大桥为工程背景,竖向预应力筋上端锚固在墩顶,下端锚固在桥墩承台,现浇段浇筑过程中的重量变化,基于力矩平衡的原则计算需要对称施加的预应力,然后通过分步张拉预应力来平衡边跨混凝土浇筑的不平衡弯矩。该技术在现场成功应用,保障了施工安全,对同类桥梁施工有一定的工程借鉴价值。

山岭重丘区波形钢腹板PC桥高墩超长边跨直线段施工技术

基于湖北省保康至神农架高速公路箱梁施工工程,对波形钢腹板PC桥超长边跨直线段施工工艺进行创新。该方法主要包括四个步骤,分别为:托架安装、首段边跨现浇施工、波形钢腹板预合龙和剩余边跨直线段浇筑。托架安装包括将边跨直线段划分为两个施工段,两侧对称预埋安装托架并加载预压以作为第一个施工段的支撑平台;首段边跨现浇施工包括安装波形钢腹板并浇筑设定长度的边跨现浇段;波形钢腹板预合龙包括安装边跨合龙段波形钢腹板,使其与两侧的波形钢腹板相连接而形成边跨通道;该通道能够支撑挂篮移动,待其移动锚固到位后进行钢筋及预应力施工,浇筑剩余边跨直线段。该施工工艺可有效解决传统大托架等制成方式中耗工、耗材、安全性较低的问题。

高墩连续刚构桥边跨现浇段施工技术分析与应用

高墩连续刚构桥施工中,边跨现浇段受特殊地形条件及施工条件影响,往往施工难度大,施工安全、质量风险高,是连续刚构桥施工的重要控制点。本文结合治租河特大桥施工实例,研究高墩连续刚构桥边跨现浇段施工技术,重点阐述边跨现浇段托架施工工艺。结果表明,高墩连续刚构桥边跨现浇段采用托架施工方案合理、安全可靠、施工方便、效果良好,对类似工程施工具有借鉴意义。

纤维增强复合材料约束沙漠砂墩柱轴压力学性能试验研究

为进一步推动沿空留巷技术在西部矿区的推广应用,开发了一种兼具技术和经济效益的新型巷旁墩柱结构。该墩柱结构由具有轻质高强耐腐蚀特性的纤维增强复合材料(FRP)外壳和内部填充的沙漠砂组成。为验证该新型组合结构的力学性能,分别对采用碳纤维增强复合材料(CFRP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维增强复合材料(PEN FRP)作为约束材料的新型墩柱结构进行系统的轴压试验。研究结果表明:FRP约束沙漠砂墩柱结构的轴向荷载-变形曲线呈近似直线特征;在FRP管环向约束作用下,填充在新型墩柱结构内部的沙漠砂处于三向应力状态;新型组合支护结构的轴向承载能力最大可提高10.43倍,纵向变形能力可提升12.99倍。该墩柱结构在西部干旱半干旱矿区岩层控制方面具有一定的应用前景。

悬臂桥梁施工工艺流程分析

为了全面提升桥梁施工作业的质量水平,要结合桥梁施工要求和规范,开展相应的作业,发挥悬臂桥梁施工工艺技术的优势作用,更好地适应环境要求,维持桥梁施工项目的安全性。文章围绕悬臂桥梁施工工艺流程进行分析,首先对工艺进行概述,阐述其特点和施工质量影响因素,然后详细介绍0号墩施工、挂篮设计、悬臂浇筑以及边跨梁段施工与合龙的要点与方法。

大跨度斜拉桥边墩新型横向钢阻尼器减震体系及设计方法

针对大跨度斜拉桥边墩的横向抗震问题,提出桥梁新型横向钢阻尼器与滑动支座组合的一种边墩横向减震体系,以及基于桥梁实际抗震需求的减震体系设计方法。之后,以一座主跨620m的大跨度斜拉桥为工程背景,验证该方法的可行性。并从关键位置的地震反应、阻尼器对横向基本控制振型的影响、减震体系的耗能能力和地震动输入的影响等方面对边墩新型横向减震体系的减震效果进行全面分析。结果表明,大跨度斜拉桥边墩新型减震体系具有显著的减震效果;与常规体系相比,对地震动输入较不敏感。

墩柱式沿空留巷技术研究

为解决济宁二号煤矿工作面回采距离短、掘进速度慢、采掘接替紧张的难题,通过采用墩柱压力试验、建立力学模型、理论计算及现场试验方法,创新性地提出采用墩柱结构进行沿空留巷。结果表明:墩柱能够满足留巷强度要求,切顶所需压力为21.96 MPa;当钢管内砂石质量配比为1.0∶1.6时,墩柱式沿空留巷效果最好,墩柱既能保持较高强度,又具有良好的可缩性;矿压观测结果显示顶底板移近量最大为596 mm,两帮移近量最大为299 mm,能够保证沿空留巷的稳定性。

宽断面预留墩柱沿空留巷墩柱支护阻力计算研究

针对常规沿空留巷技术在工作面回采速度和采空区作业危险性方面存在的局限性,提出了一种新型沿空留巷技术——宽断面预留墩柱沿空留巷技术,该技术的实施步骤为:首先掘进一条宽断面巷道,随后在巷道断面中心安设一排墩柱,墩柱的一侧为本工作面的运输巷,另一侧作为下一工作面的轨道巷,墩柱作为巷旁支护体使下一工作面的轨道巷保留下来以供使用。结果表明:在掘巷时设立墩柱能够维持宽断面巷道围岩的稳定,同时避免了传统沿空留巷在工作面后方作业,安全性得到了较大提高。在巷道掘进阶段,采用二次成巷技术和锚杆-墩柱联合支护技术可保证巷道的稳定;在留巷阶段,高强度的墩柱对沿空留巷顶板的切断和支撑有较好的控制效果,当墩柱间距为1.5 m时,切顶所需墩柱阻力为21.53 MPa,小于墩柱抗压强度(42 MPa),墩柱承载力满足沿空留巷要求,顶底板相对移近量为652 mm,墩柱压缩量最大值为164 mm,墩柱能起到一定让压作用,同时对顶板有较好的支撑,可以很好地适应沿空留巷顶板活动规律,现场应用效果良好。