Mechanical model for controlling floor heave in deep roadways with U-shaped steel closed support

Open U-shaped steel arch supports are commonly used in large-section static-pressure roadways in coal mines that are more than 900 m deep;however,it is very difficult to control floor heave of roadways.In this paper,a U-shaped steel closed support with an inverted U-shaped steel arch in the floor is proposed as a method for improving the support effect of the surrounding rock during the process of floor heaving.This research established a mechanical model for the U-shaped steel closed support,and determined the reaction forces at the connection of a camber angle.Using the limit load method calculated the critical buckling load of the inverted U-shaped steel arch,and use of a strength check method tested the strength of the U-shaped steel material.A numerical simulation was conducted using the finite difference software FLAC3 D.The simulation results show that the U-shaped steel closed support is able to control the floor heave of roadways,which is successfully used in the West 11-2 development roadway of the Zhuji Mine in the Huainan mining area in China.The cumulative floor heave over two years was less than50 mm.

不锈钢支架熔模铸造工艺优化

通过ProCAST软件对除草机不锈钢支架进行熔模铸造的数值模拟,预测铸件缩孔缺陷分布情况,并对其浇注系统进行改善。利用正交试验对铸件的工艺参数进行研究,通过分析获得工艺参数的最佳方案。对该结果进行数值仿真以及实际铸造,发现铸件缺陷明显减少,这为不锈钢支架的生产提供了参考。

武汉青山长江公路大桥宽幅钢箱梁悬臂拼装横向线形匹配技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨整体式钢箱梁高4.5 m、全宽48 m,采用500 t架梁吊机分节段悬臂拼装架设。钢箱梁悬臂拼装时,架梁吊机站位节段、待架节段由于荷载及约束不同,横截面变形呈现出不同的趋势,线形匹配难度大。为解决该问题,主跨钢箱梁悬臂拼装时选择上、下游分体式架梁吊机,减少架梁吊机自重;经比选选择横桥向27.7 m间距的架梁吊机站位,减小了架梁吊机荷载对横向线形匹配的影响;通过设置顶压装置(由顶压牛腿、支承底座组成),在架梁吊机站位节段、待架节段钢箱梁边腹板处施加1500 kN顶压力,配合少量马板,一次加载完成对接口竖向变形匹配调整。施工后,钢箱梁横向线形匹配精度均满足要求。

柔性光伏支架结构选型研究与静力性能分析

随着光伏发电进入高速发展时期,为丰富柔性光伏支架设计,提高光伏发电系统的环境适应性,本研究提出了3种新型水上柔性光伏支架设计方案,并基于结构特点对3种柔性光伏支架结构荷载和变形容许值的取值方法进行了研究。基于竖向挠度、预应力索索力和截面应力对3种柔性光伏支架的力学性能进行了分析。基于等效用钢量的方法,对3种柔性光伏支架设计方案的成本效益进行了评估。研究表明:柔性悬索结构光伏支架主索系和次索系的挠度容许值建议分别为L/150、L/50;张弦结构光伏支架和弦支穹顶结构光伏支架主索系和次索系的挠度容许值建议分别为L/250、L/50。与其他2种柔性光伏支架相比,柔性悬索结构光伏支架的竖向挠度和索结构应力最大,外环梁截面应力最小。设计的3种柔性光伏支架预应力钢绞线和普通钢构件均满足结构安全性能要求,但柔性悬索结构光伏支架的实际等效用钢量最低,经济性最好。

水中墩台顶短滑道梁上钢梁节段架设技术

依托沪苏通长江公铁大桥辅助墩顶钢梁施工工程,提出水中墩台顶短滑道梁上钢梁节段架设技术,滑道长度显著短于梁段总长,避免了扩大支架范围、设置水中立柱,并通过设置配重水箱及拖拉、顶升设备,在墩顶3个整节段钢梁架设及悬臂端合龙施工过程中,大幅提升了滑道梁及设备利用率,实现了整体姿态和线形的灵活调整。在节段三桁上下弦变形不匹配的条件下通过采用合理的对接方案,可以在提高临时结构利用率、保障安全性的同时,实现节点高效精准对接。

基于星点设计和响应面法的支架焊合件成形工艺优化

通过对焊合件的材料、结构及工艺进行分析,确定关键影响工序。对原冲压工艺方案进行多工序仿真模拟,并分析仿真结果,找寻产生开裂缺陷的原因。通过增加焊合件预成形设计和改变坯料的形状来改善工序间的载荷传递,建立以焊合件的最大减薄率和最大回弹量为优化目标,以冲压速度、摩擦因数、压边力和模具间隙为设计变量的响应面模型,结合二阶响应面法与DesignExpert,采用星点设计试验方法对支架焊合件的工艺参数进行优化,确定最佳参数组合为:冲压速度1263mm·s^(-1)、摩擦因数0.15、压边力598k N、模具间隙4.55mm。试产结果表明:通过预成形方案与优化工艺参数可以解决支架焊合件开裂及回弹问题。

光伏支架高强冷弯C型钢檩条的受弯性能研究

为研究光伏支架中高强冷弯C型钢檩条的受弯性能,对5种布置方式下的LQ550高强冷弯C型钢檩条(下文简称为“C型钢檩条”)开展了跨间6个加载点集中加载试验。建立C型钢檩条有限元模型,并通过试验得到的C型钢檩条受弯性能验证模型的准确性,并依此模型探究檩条相对长细比对其受弯稳定承载力的影响规律。参照GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的规定,分析了撑杆约束对檩条受弯稳定承载力的有利作用。结合实际项目,对采用C型钢撑杆的光伏支架开展现场加载试验。研究结果表明:1)檩条的抗弯刚度和受弯稳定承载力通过在跨间设置撑杆约束后明显提高,且设置C型钢撑杆约束的提高效果强于圆管撑杆。2)C型钢撑杆可视为理想侧向支承,檩条平面外计算长度系数可以根据C型钢撑杆的设置情况取值。3)现场加载试验证明C型钢撑杆对檩条扭转具有良好的约束效果,充分验证了采用C型钢撑杆体系的新型光伏支架结构的适用性。

光伏支架型钢桩承载特性研究

作为新能源利用方式的代表,光伏发电技术已成为新能源发展的首选。光伏支架型钢桩因其贯穿力强和便于运输施工等特点,被广泛应用于沙漠地区光伏电站中。通过3D有限元数值模拟分析,探讨了沙漠地区光伏支架型钢桩的承载特性及受力机理,并研究了参数变化对型钢桩承载特性的影响及其规律性。研究结果表明:型钢桩的截面形状是决定其承载性能的关键因素,其承载性能与截面面积和桩长呈正相关;沙漠地区的风荷载对型钢桩的承载特性具有显著影响,不仅会改变型钢桩的承载性能和变形量,而且随着荷载循环次数的增加,其承载性能逐渐降低,沉降变形量增大。

电缆支架全生命周期碳排放计算与分析

“双碳”背景下,碳排放量是电缆线路支架材料选择的重要评价标准之一,然而目前针对电缆支架的碳排放量计算缺乏相关模型。文中构建了一种基于碳排放因子法的电缆支架全生命周期碳排放计算模型,其中考虑电缆支架耗材量和涡流损耗的碳排放活动影响。针对不同材料支架的承重性能及腐蚀速率,计算支架在全生命周期内的总耗材量,针对不同材料支架的感应电流能力,计算支架上的涡流损耗,并结合碳排放因子计算出对应的碳排放量。最后以雄东—昝西220 kV电缆线路为例,计算了该线路采用两种不同材料支架的全生命周期碳排放量,结果表明304L不锈钢支架碳排放量远小于Q235碳钢支架,304L不锈钢作为新材料电缆支架具有较好的节能减排效果。

西藏自治区超高海拔牧区光伏支架桩基础的施工质量控制研究

西藏自治区超高海拔牧区的气候环境、地质条件、环保要求等与内地的不同,因此在此类地区建设光伏电站时,光伏支架桩基础施工时需要考虑的因素,以及设备、材料等的选择也存在很大差异。以西藏山南曲松罗布沙850 MW牧光互补光伏发电项目中光伏支架桩基础的施工为例,对西藏自治区超高海拔牧区光伏支架桩基础的施工质量控制开展研究。首先结合项目所在地的地质条件和环保要求,选择出最合适的桩基础类型;其次对光伏场区内3种施工设备的施工效率、经济性、稳定性、环保性进行了比较;最后通过严格落实施工工艺及采用钢丝绳定位的方式确保了桩基础的施工质量。研究结果表明:此类地区的光伏支架桩基础采用“以螺旋钢桩基础为主、微孔灌注桩基础为辅”的方案,能同时满足环境保护、施工效率和力学性能的要求;为确保施工进度,施工设备可选择240型普通挖改钻机;介绍的螺旋钢桩基础和微孔灌注桩基础的施工工艺及施工质量控制措施效率高、效果明显,能确保桩基础施工后的力学性能满足设计要求。研究结果为其他同类型光伏发电项目桩基础的施工提供了可借鉴的经验。

钢箱梁跨河道架设临时墩及配套设施受力性能分析

为保证跨河道钢箱梁桥架设的安全性,采用有限元分析法,针对主梁架设过程中采用临时墩及配套设施的受力性能进行分析,验证陆域、水域中临时墩及配套设施的强度、刚度和稳定性是否满足要求。结果显示,陆域、水域的临时墩的强度、刚度和稳定性均满足要求;陆域条形基础的受力也满足要求;水域中墩的单桩入土深度为11 m,实际施工应参照计算深度进行调整;架桥机前钢托座支撑墩的钢支架结构强度、刚度及柱顶水平位移满足要求,柱顶竖向变形不满足要求,依据实际工程提出防止柱顶竖向位移超限的措施。

大型透水式防撞墩施工技术

为满足海洋环境保护的相关要求大连湾海底隧道防撞墩工程作为沉管主体的保护结构,采用透水式结构。施工过程中为解决该结构没顶沉箱水上作业难度高、潮差段底模支立难度大等难题,采用一种大型钢结构提前安放至沉箱顶部,作为沉箱接高段,辅助沉箱安装。同时该钢结构作为海上施工平台,用以辅助灌注桩及箱内施工,实现“一物多用”。上部结构采用一种可调托架作为底模支撑,解决了潮差段焊接牛腿困难的难题,缩短了工期且保证安全质量要求。

一种高墩大跨连续刚构预压技术

高墩大跨连续刚构桥的托架预压技术,关系到成桥后的线形和施工安全。传统的施工方法通常采用托架法、堆载法对托架进行预压,消除非弹性变形、测量弹性变形量,为后续施工提供依据。堆载法预压托架的优点是模拟受力情况较为准确,但存在耗费材料多、加载时间长、加载吨位难以精确控制等问题。为了克服堆载法的缺点任湾茹河特大桥连续刚构0-1#块托架预压采用预埋牛腿托架法,通过张拉钢绞线的反作用力对托架及挂篮结构进行预压,将面荷载模拟成等效的多点集中荷载,采用此方法的优点是材料用量少、受力明确且容易控制、预压时间短、施工方便、费用节省等,同时也确保了该桥在施工过程中的安全。

钢结构厂房托梁拔柱改造设计与施工技术

本文探究了某制酒厂房的托梁拔柱改造设计要点和施工技术。新增两榀托架,焊接到拟拔柱的上柱,使屋面荷载经上柱传递到托架,在不影响屋面稳定的前提下将拟拔柱的下柱拔除。同时,对拟拔柱两侧的临近柱采取增大截面法提高其承重能力,对于地基基础采用钻孔灌注桩法进行处理,防止基础不均匀沉降。在托梁拔柱的改造施工中,重点加强基础加固、钢柱加固、托架安装、拔柱施工等技术要点的管理,确保本次托梁拔柱改造任务顺利完成,维护钢结构厂房的稳定与安全。

基于有限元法的U型钢卡缆受力分析研究

随着煤矿开采深度增大,支护难度也成倍提升。U型钢可缩性支架被广泛地应用于深部矿山巷道支护。卡缆是U型钢可缩性支架的关键部件,其性能直接影响着U型钢支架的支护承载性能。在理论分析U型钢拱形支架在不同受载情况下的变形特点的基础上,借助ABAQUS有限元数值计算软件,分别研究了双槽夹板卡缆在圆弧形和椭圆弧形2种型钢搭接段滑移时的力学特性,并且分析了U型钢螺栓的受力特征,得到了双槽夹板卡缆对U型钢拱形支架的约束作用会受到搭接段曲率不匹配度的影响的结论,提出了控制U型钢失效的建议。对于确保地下工程U型钢支架的稳定支护具有重要意义。

大跨度连续刚构桥0#、1#块托架钢绞线反拉预压施工技术

连续刚构桥0#、1#块采用托架法施工较为常见,而0#、1#块是全桥施工的基础段,其主要特征为截面高以及重量大,故在托架安装完成后必须对其进行预压,以验证其安全性,并得到托架的变形数据,从而设置预拱度。结合工程实例,通过介绍连续刚构桥0#、1#块托架钢绞线反拉预压施工技术,着重描述钢绞线和精轧螺纹钢的选定、钢绞线反拉预压系统的安装以及钢绞线张拉加压、持荷和卸载的措施,得到了科学有效的托架变形数据,为该桥预拱度的设置提供了依据,也为今后类似桥梁工程施工提供参考。

型钢斜前撑在基坑加固工程中的应用

某一层地下室基坑,原支护形式为悬臂灌注桩,在支护结构施工完成后,由于外部条件变化,保护要求和基坑安全等级提高。为解决后续施工中的变形控制问题,采用了型钢斜前撑对原支护进行加固,即在斜向高压旋喷桩中插入H型钢,端部进入持力层,顶部通过外包混凝土牛腿与冠梁形成受力整体,并采用弧形钢板对中支架,以确保型钢斜前撑的可靠性,从而实现基坑安全与稳定。监测结果表明,型钢斜前撑施工效果显著,各项监测指标均满足规范和权属单位要求,且其施工过程便捷,均采用传统工艺,便于操作,可为类似工程提供参考。

钢制长顶托在盘扣式脚手架梁底模数确定中的应用研究

设计了一种承载力强、拆装灵活的盘扣式脚手架梁底支撑节点搭设法,并研制了立杆顶托一体化的钢制长顶托装置,以解决传统盘扣式支撑立杆不可调节,需另设转换装置的问题。试验结果表明,在0.7 m和1.0 m高度下的顶托极限荷载和极限位移差距不大,两者在140 kN作用下持荷60 s均未出现结构破坏的情况。通过研究结果对宽300 mm、高950 mm的梁底模数进行判断,得到抗弯强度为1.374 N/mm^(2),抗剪强度为0.247 N/mm^(2),最大挠度为0.029 mm,均满足要求。

住宅楼外墙间凹空间顶部悬空楼板模架搭设技术

当高层塔式住宅楼每层户数相对较多时,为最大限度地保证每个住户均能获取较好采光、通风,设计单位通常在平面布局方面布置外墙间凹空间。但是当将屋面设备用房布置在外墙间凹空间上方时,该区域悬空楼板的模架将会给施工带来一定的难度。以北京市某住宅项目的高层塔式住宅楼为例,通过实践总结提出一种设置通长型钢梁,并在型钢梁上搭设悬空楼板模板支撑体系的方案,以解决外墙间凹空间悬空楼板模架的搭设问题。

首钢水钢光伏支架用耐候钢产品开发及应用

耐候钢由于其本身具有"以锈防锈"的特点,其中的Cu、P、Cr、Ni等元素可以促使耐候钢表面的锈层均匀、致密,起到隔离腐蚀介质的作用。因此在Cl离子沉积率较低的内陆环境,耐候钢可以实现免涂装应用,达到终身免维护的目的,在大气中可以使用25年左右,大大降低钢结构的后期维护成本。因此,耐候紧固件结构用钢现已逐渐应用于光伏支架螺栓、螺母、拉条等结构件的制作。