可拆卸支架预应力混凝土叠合板受弯性能试验及短期刚度理论研究

为解决现阶段普通钢桁架预应力混凝土预制底板开裂荷载较小、施工时搭设满堂临时支撑及叠合板正常使用状态下仍存在反拱等问题,本课题组提出了一种可拆卸支架预应力混凝土叠合板。通过对3块结构形式相同但尺寸不同的试件进行静力加载试验,测得其开裂荷载、挠度曲线、应变分布及破坏特征等。试验结果表明:可拆卸钢管桁架能显著提高预制底板的开裂荷载,其受弯性能满足施工阶段的荷载要求且外加荷载为叠合层恒载时试件挠度接近0,解决了叠合板正常使用阶段存在反拱的问题;较弱的腹杆弯折钢筋不能使刚度较大的桁架上弦矩形钢管和混凝土底板形成一个均匀连续工作的整体。基于试验结果引入折减系数对等弹性模量法计算预制底板开裂弯矩、施工阶段短期刚度进行了修正。

大跨度屋盖振动舒适度分析及管桁架结构施工技术研究

某中学风雨操场屋盖为大跨度倒三角空间管桁架结构,同时兼具运动功能,承受重型荷载。因此,需在深化设计阶段对风雨操场屋盖进行共振技术分析,保证操场运动人员舒适性及屋盖下空间不受干扰。研究大跨度倒三角空间管桁架测量及监测技术、侧拼与吊装施工技术,以达到设计效果。研究结果表明,通过共振分析得出的结构竖向自振频率与最大加速度满足要求;采用临时支撑、起拱、汽车式起重机单榀整体吊装等方式解决吊装问题,达到了设计精度;通过精准测量及监测确保了加工、安装过程质量和安全。

预应力倒三角管桁架钢屋盖滑移施工技术

广交会展馆四期展馆扩建工程地处城市核心区,环境复杂,铁、隧、馆多重结构交互。工程体量大,结构复杂,施工难度大,总工期仅644d,在同类工程中工期最短,工期履约压力大。其中展厅屋盖钢结构为预应力倒三角管桁架结构,钢构体量大。针对此屋盖钢结构特点、难点,从缩短工期、高效建造方面开展研究,创新提出超长大跨度钢桁架分段等节奏滑移施工技术,即展馆两侧附属混凝土结构先行施工,提供滑移支撑体系,屋盖钢结构滑移与展厅下部2层主体混凝土结构同步施工,实现了展厅屋盖钢结构提前插入安装,各专业平面、立面穿插施工,缩短了关键线路工期;研发了基于装配式、自稳定高空平台的大跨度钢桁架拼装技术,实现超长大跨度重型钢桁架分单元快速拼装;针对主体结构作为滑移支撑体系两侧异标高的特点,设计双向滑移轨道,并研制滚针式滑靴及动力系统,确保滑移安全稳定;应用倒三角预应力钢绞线快速穿束和张拉技术,解决了超长预应力筋穿束张拉与高空滑移技术难题;液压同步控制系统与智能施工监测确保了大跨超重钢桁架屋盖滑移的应力、应变可控,按方案模拟过程平稳进行。

张靖皋长江大桥南航道桥主墩围堰施工关键技术

张靖皋长江大桥南航道桥主跨采用2300 m整体钢箱梁悬索桥,是世界最大跨径悬索桥。南塔采用世界首创超高钢箱-钢管约束混凝土组合索塔,基础承台采用八边形结构,结合桥位水文地质及设计要求,承台外围设锁扣钢管桩围堰作为施工围护结构,后期兼作大桥永久冲刷防护和船撞消能设施。施工过程中,采用履带吊+振动锤/冲击锤配合特制导向架隔孔施打的施工工艺,有效解决了超长锁扣钢管桩的施沉及合龙精度的难题;利用对撑加工成桁架整体安装、基底开挖及护筒围堰壁清理、分仓浇筑水下封底混凝土、导管底口铺设钢板等工艺,极大地降低了现场施工难度,保证了超大基坑水下封底混凝土的浇筑质量,为今后同类型深基坑施工提供了有益的借鉴。

一座大跨弧形变高度钢桁架人行天桥设计研究

以某大跨弧形变高度钢桁架人行天桥为设计背景,通过建立空间有限元模型,与取消竖杆后的钢桁架、等高度钢桁架和钢管桁架进行对比分析,得出:当节间距较小时,竖杆对整体竖向刚度的影响小于对整体结构质量的影响,取消竖向后可以增加结构的固有频率;弧形钢桁架会导致整体竖向刚度下降,常规条件下宜选用等高度桁架形式,可降低桁架高度,节约用钢量;钢管桁架能更好地发挥材料特性,较箱形桁架能较大地发挥截面特性,能减少用钢量和焊接工作量。研究结果可为今后同类人行天桥提供一定的借鉴和参考意义。

空间钢管桁架结构的力学特性

以大底盘多塔环形钢框架体系的中心区钢结构为主要研究对象,选取了A2区钢结构重点研究,建立了6种荷载工况来分析该结构的位移最不利位置,并将实际工程位移监测数据与模型中分析所得位移数据进行对比,得出结论:对比工况2、工况4和工况6的3种情况,工况6的拉应力和压应力普遍偏大,且薄弱位置基本集中在屋顶钢梁及右侧非悬空部分的最左侧;3种工况下应力最小值都出现在3623号杆件,说明在不同工况中结构的位移最不利位置都相同。

钢管束混凝土现浇楼板结构计算及优化

某项目采用混凝土现浇楼板结构,支模工序以钢管桁架结构代替传统支模工艺,并针对不同房间尺寸设计6种不同尺寸的标准节钢管桁架结构。采用结构力学求解器对桁架结构在浇筑混凝土楼板时的受力情况进行计算,对结果分析显示3700mm标准节结构承载能力不能满足设计使用需求。在提出优化方案后,分别对3种方案进行分析对比,得出增加钢管壁厚的方案经济效益最好。

一种大跨度空间钢管桁架临时支撑胎架的应用

塔式起重机标准节作为临时支撑胎架相对于搭设满堂脚手架而言,不仅具有可周转、施工效率快、构造稳定等优点,而且还能节约施工成本。对于空间钢管桁架标高不一及标高不满足3 m倍数的情况时,需采用切割塔式起重机标准节后用工字钢焊接在塔式起重机标准节来调节胎架高度。通过调节顶部高度解决塔式起重机标准节模数的限制,可适用于多种胎架安装高度。

预应力混凝土钢管桁架叠合板生产工艺及质量管控

预应力混凝土钢管桁架叠合板作为一种预制板,近年来广泛应用于实际工程项目,但因其为预应力板,且板较薄,对生产工艺的质量要求极为严格,通过介绍该板的生产流程、各个生产环节质量管控措施,对预应力混凝土钢管桁架叠合板的生产及质量管控有一定的借鉴和参考意义。

大跨度管桁架屋盖整体提升对下部混凝土结构的影响研究

为研究张家口奥体中心游泳馆大跨度管桁架屋盖在提升过程中对下部混凝土结构的影响,分析了不同数量、不同布置方式的提升架对混凝土楼板和框架梁挠度影响。设计5种不同提升架模型,研究其受力特性。研究结果表明,提升架模型d在风荷载作用下的水平位移为其他模型的2倍,模型e 4个吊点在相同竖向荷载作用下传递至支座的轴力相差较大。提升架吊索失效不利于提升架受力,应予防治。当提升架支座反力作用于梁板时,只对受力点影响较大,对其余部位影响较小,且多受力点共同作用对梁板的影响为多个单受力点对梁板影响的线性叠加。薄弱区框架梁承受提升架支座反力时,可在梁下部加设临时钢柱支撑,加设支撑后梁最大挠度减小约50%。

盘扣式桁架代替钢管换撑技术在地铁施工中的分析与应用

随着地铁建设的迅速发展,明挖法地铁深基坑围护结构设计常为“地下连续墙+钢管支撑”的形式,该形式需在底部侧墙施工完毕进行换撑搭设,以保证拆除上部钢支撑后基坑变形处于安全范围。为解决因钢换撑对满堂架体搭设的影响及安拆过程中的吊装安全性问题,结合天津轨道B1线十三标项目相关施工经验,通过受力分析,决定采用利用盘扣支架组成的桁架代替钢管换撑的施工技术。该体系具有安拆简单、适用性强、安全性高等优势,该技术的应用有效缩短了施工周期、节约了施工成本,可为类似工程提供参考。

一座110 m简支钢桁梁管架桥设计

文章以一座110 m简支钢桁梁管架桥为依托,对环境条件复杂、景观要求高、横向稳定问题突出、高等级航道中施工严苛的管架桥设计方案进行了深入分析,提炼出了其中的关键特点,如:融合大运河景观,做好桥型与景观设计;统筹各控制因素,合理处理与航道、水利、高桥及周边管线的关系;多举措、多管齐下,解决桥梁横向稳定问题;注重细节设计,保证结构受力合理,满足人性化需求等。项目取得了较好的效果,可为类似项目提供借鉴。

上跨运营铁路双层简支钢桁梁桥节点构造对比分析

为研究钢桁梁桥节点处支管之间构造差异对结构静力性能的影响,以蒸汽管网双层简支钢桁梁跨越铁路工程为例,节点处支管构造原则存在一定的差异,通过建立Midas整体模型,对支管分离与支管搭接两种不同节点构造情况进行对比,分析杆件受力性能的差异。结果表明,支管分离与支管搭接对支点附近节点斜腹杆影响较大,支管分离时,下弦杆节点斜腹杆应力最大达262 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大85 MPa;上弦杆节点斜腹杆应力最大达279 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大66 MPa,不满足主+附荷载组合作用下拉杆容许应力260 MPa的要求,需进一步提高支点处斜腹杆的杆件尺寸,以满足规范要求。通过对比节点构造差异对结构静力性能的影响,有助于合理优化结构杆件设计,为类似工程提供参考。

库区深水浅覆盖层大跨度钢栈桥施工技术

钢管桩锚固是钢栈桥施工关键,在山区河流河床为浅覆盖层甚至裸岩的状态下,利用振动锤直接插打的施工方式无法将钢管桩下沉到位。针对困难工况,新建乙赛黄河特大桥钢栈桥采用“浮箱法”工艺施工。栈桥采用组合式桁梁,具有更强的承载能力和更大的跨越能力,减少在水中设置钢支墩的数量;使用六七式标准舟节浮箱拼装成浮箱平台、配合150 t履带吊插打钢管桩,锚桩采用清水成孔、水下灌注混凝土成桩。介绍了浮箱平台的拼装、下水、锚定,履带吊上浮箱和钢管桩的接长和施打。施工实践证明在水文地质条件不良条件下“浮箱法”钢栈桥施工工艺安全可靠,操作方便,保证了大桥施工的顺利进行。

某大道速滑馆钢屋盖结构选型及设计

某大道速滑馆钢屋盖结构采用空间管桁架结构,建筑与结构融合为一。文章介绍了风荷载大的沿海地区的大跨度钢屋盖的结构选型,将张弦桁架与普通桁架进行对比分析,阐述了钢屋盖及屋面造型的结构设计。通过针对性的分析及措施阐述,钢屋盖结构刚度及构件应力比均满足规范要求,实现了建筑与结构的有机结合。

大跨度钢管桁架结构全过程现场健康监测研究

大跨度钢管桁架结构空间形式复杂,各杆件相互作用。以西宁海湖体育馆为例,介绍了基于光纤光栅传感器和振弦传感器的健康监测技术在体育馆施工阶段的应用。阐述了健康监测系统的组成、监测方法、测点布置等。分析监测数据表明,在施工阶段,各关键杆件应力变化稳定,杆件内力远小于钢材的屈服强度,各测点的应力状态始终处于弹性工作状态,满足设计要求;各环位移监测数据变化稳定,结构刚度储备丰富,对西宁海湖体育馆在施工过程中的安全是一个重要评价指标。

施工状态大跨钢管拱桁架结构受力变形监测与分析

对某体育馆屋盖大跨钢管拱桁架结构施工中变形监测及分析表明:处于施工过程中的钢管拱桁架及支墩变形随季节温度变化规律明显,变形与施工时间、支墩抗力体系结构的不对称及施工所处工况状态有关。施工中的结构与竣工后服役状态结构受力及变形特点不同,必须认真分析、制定合理的施工方案,确保工程质量。

大跨度空间钢管桁架结构的风振响应和风振控制研究

为了获得大跨度空间钢管桁架结构在风荷载作用下的实时受力、变形情况和风振系数,本文采用自回归法编制计算程序,数值模拟具有空间相关性的大跨度空间钢管桁架结构的多点风速时程,根据由风速时程转化的作用于结构的风荷载时程对两个大跨度空间钢管桁架结构进行风振响应分析和风振系数的计算.结果表明,编制的计算程序可较好地模拟大跨度空间钢管桁架结构的空间点风速时程,计算所得风速时程的功率谱与目标功率谱吻合较好;采用粘滞阻尼器后结构节点位移及杆件应力振动幅值均有所降低,可有效地减小结构的风振响应;根据风振响应的计算结果给出了可供设计参考的结构风振系数.

超高压输变电钢管构架加固技术的研究与应用

通过11根薄壁钢管柱外粘钢板加固后的轴心抗压试验,对超高压输变电钢管构架采用外粘钢板加固后的受力性能进行研究,试验结果表明:外粘钢板能与原钢管有效地联合工作,显著提高原钢管柱的刚度和承载力,增强其稳定性。在试验研究的基础上,通过理论分析,提出外粘钢板加固钢管柱的加固设计方法,推导加固后复合体系整体刚度的计算公式,并采用有限元方法对外粘钢板加固钢管柱的受力性能进行数值模拟分析,进一步验证试验研究和理论分析的正确性。同时结合实际工程应用,提出有效可行的施工方案,解决外粘钢板在构架基础上锚固的问题。研究成果可为大量需要进行加固处理的输变电钢管构架以及其他类似结构工程加固提供参考。

预应力钢管混凝土组合桁架优化分析与方案研究

以大跨度输煤栈桥上部通廊为研究对象,提出等效挠度比作为目标函数,采用改进满应力法,以腹杆形式和撑杆布置方式作为优化变量,综合考虑结构布置方案对挠跨比和用钢量的影响,对70m和80m跨度预应力钢管混凝土组合桁架栈桥进行优化分析和方案比较。结果表明,大跨度预应力钢管混凝土组合桁架采用人字式腹杆的经济性效益最好,采用多撑点廓外布索的跨中挠度和等效挠度比较小,经济性明显提高。本文提出采用等效挠度比作为目标函数的优化方法计算简单、操作方便,可适用于其他预应力钢结构优化分析与方案比较。