丹江口水库特大桥跨中无轴力连接装置施工关键技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用梁塔分离、梁台固结的结构体系。根据主桥结构体系受力需要,主梁在跨中位置断开,设置跨中无轴力连接装置+伸缩装置构造。无轴力连接装置由导梁、外部大箱梁(H梁段和H′梁段)、竖向及横向支座系统组成,导梁长13.68 m。无轴力连接装置现场安装采用导梁跨中分段(2×6.84 m)拼装、外部大箱梁逐缝合龙的施工方法。首先在总拼场地进行无轴力连接装置工厂化预拼装,并安装竖向及横向支座系统,拼装完成后将导梁断开,回位至H梁段和H′梁段进行转运;然后现场吊装匹配连接H梁段,并将H梁段内部导梁向岸侧拖动固定;之后起吊H′梁段并与前置G梁段软连接;再进行H梁段和H′梁段导梁匹配连接;导梁匹配连接完成后进行H′梁段匹配连接;最后进行斜拉索放张、桥面吊机拆除。

丹江口水库特大桥施工关键技术

十淅高速丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥。主墩采用群桩基础、八边形承台;桥塔采用H形混凝土结构;地锚式桥台采用箱形预应力混凝土结构;主梁采用混合梁,边跨为双边主肋预应力混凝土梁,主跨为钢-UHPC组合梁,主跨跨中设置中央无轴力连接装置+伸缩缝构造。针对该桥结构特点及水文条件,主墩桩基础和承台采用衡重式挡墙+单壁钢围堰方案,变水中施工为陆地施工,节约了工期和投资;塔柱采用液压爬模分节施工,中塔柱内倾塔肢间设2道水平横撑,保证了施工期塔柱受力和线形;地锚式桥台采用分块、分层并设后浇带的方案,有效改善了大体积混凝土的抗裂性能;边跨混凝土梁采用搭设钢管支架分段现浇施工;主跨钢主梁采取工厂化块件制造,库区陆地总拼并浇筑UHPC形成组合梁,再水运至桥位,采用桥面吊机悬臂吊装,现场施工湿接缝,解决了汉江上游航运能力不足的问题,同时创新提出并应用了钢-UHPC组合梁安装五步施工法,提高了主梁安装质量;中央无轴力连接装置采用逐缝合龙法高精度合龙方案,有效保证了结构功能的发挥。

钢牛腿支承锚梁型索塔锚固结构传力机理分析

运用通用分析软件Ansys,采用三维弹簧单元模拟焊钉连接件的作用,考虑两端固定、两端滑动及一端固定一端滑动3种钢锚梁端部支承形式,对钢牛腿支承锚梁型索塔锚固区端壁板连接件在锚固区自重、斜拉索力、混凝土收缩、塔壁日照温差和内外温差等作用下的传力机理进行分析。研究表明:钢牛腿支承锚梁型索塔锚固区端壁板连接件的受力分布极不均匀,其中作用于牛腿顶面附近连接件的拉拔力最大,约为30kN;钢锚梁端部支承形式对连接件剪力分布的影响不超过7%,对拉拔力分布的影响约为10%;斜拉索力、混凝土收缩对连接件拉拔力和剪力分布的影响约占总作用力的80%。

混凝土主梁斜拉桥锚拉板式索梁锚固区受力性能研究

为了研究混凝土主梁斜拉桥锚拉板式索梁锚固区的应力分布特征及受力性能,采用ANSYS建立了索梁锚固区的非线性有限元模型,在考虑锚拉板与混凝土主梁摩擦作用和不考虑摩擦作用2种情况下,分析摩擦效应对锚拉板的受力影响,并以应力为控制指标,考虑摩擦作用对索梁锚固区设计进行优化。结果表明,锚拉板与混凝土主梁摩擦作用会明显减小PBL剪力键竖向的应力集中现象,但对其横向的受力几乎不产生影响。在取消锚板上排PBL剪力键后,接触面的应力集中现象得到有效改善,结构受力更为合理。

曹妃甸工业区1#桥工程索塔锚固区性能研究

混凝土索塔钢锚箱锚固结构由于其受力方式明确、施工方便等优点,正在被越来越多的斜拉桥所采用。该文以曹妃甸工业区1#桥工程为背景,通过对钢混索塔锚固区精细化仿真有限元分析,对锚固区应力集中程度、应力分布、应力水平、刚度过渡的平稳性、结构安全储备进行评估。

曹妃甸工业区1号桥外露式钢锚箱设计与分析

外露式钢锚箱锚固结构受力方式明确、施工方便、张拉空间大,能有效解决中小跨径斜拉桥索塔锚固区受力复杂、截面尺寸小等问题。结合曹妃甸工业区1号桥索塔锚固区的设计,对外露式钢锚箱结构特点进行介绍;并利用Ansys建立索塔全真的有限元计算模型,对焊钉连接件、钢锚箱腹板及混凝土塔壁等锚固区主要结构的安全储备进行评估,为工程设计提供技术支撑。

盾构隧道环向快速连接件力学性能试验研究

15 m级的大直径公路盾构隧道与10 m级超深覆土高内水压作用下的排水调蓄盾构隧洞对接头有高承载力的要求,为此开发新型环向快速连接件。该连接件具有拼装时间短、无需人工拧紧、拼装完成后的隧道真圆度高、管片错台与张开量小、防水性能高的优点。为研究连接件的结构形式、材料性能、连接件与锚筋之间的连接、连接件与混凝土管片之间力的传递,以650 mm厚的管片为原型,开展接头抗拉物理试验,并采用数值模拟的方法实现试验值与计算值的对比分析。主要结论如下:1)本次试验所采用的铸铁连接件屈服承载能力为512 kN,满足试验指标要求。弹性阶段的承载力为400 kN,极限承载力为645 kN,可以应用于指导盾构隧道的设计。2)试验破坏发生在连接件本体部位,锚筋与连接件之间的连接设计合理可靠。试验终止时,4根锚筋的最大应力值为348 MPa,达到HRB400锚筋抗拉屈服强度的87%,接近其抗拉强度设计值360 MPa。3)连接件在轴心拉力作用下,其本体与锚筋的受力是不均匀的,在连接件设计中应考虑这种不均匀性,进行合理的优化设计。

大断面黄土隧道变形控制技术措施及适用性研究

高速铁路黄土隧道的开挖断面普遍较大,在施工过程中变形控制一直是施工的重点,更是施工的难点。文章针对黄土隧道施工中常见的变形控制技术措施进行了介绍,重点说明了纵向连接器、锁脚锚管、大拱脚、临时仰拱、临时竖撑的施作工艺和施作要点,也对其适用性进行了分析。最后根据黄土的形成年代及成分对黄土隧道进行了分类,并就各种黄土隧道提出了相应的控制技术措施组合,还就相应的封闭时间和步距作出了明确规定。其研究成果对指导黄土隧道的施工具有重要意义,可为设计和后续施工提供参考。

化学锚栓在建筑幕墙工程中的应用技术

华南理工大学图书馆石材幕墙工程中,主体结构施工时未设预埋件,经比较选用化学螺栓实现了幕墙与混凝土结构的连接。

武汉青山长江公路大桥索塔锚固区钢锚梁设计研究

针对斜拉桥传统钢锚梁-钢牛腿锚固体系构造的不足,以主跨938 m的武汉青山长江公路大桥为背景,对索塔锚固区钢锚梁结构进行研究。采用有限元软件ABAQUS建立索塔锚固模型,分析对比3种腹板构造形式(传统钢锚梁腹板构造、高腹板构造、变高腹板构造)下的钢锚梁及钢牛腿力学行为;综合考虑结构受力要求及施工便利等因素,研究钢锚梁与钢牛腿滑动面构造细节、钢牛腿壁板与塔壁间组合连接键形式。结果表明:钢锚梁变高腹板构造能更好地适应斜拉索立面倾角大、索力大的情况,结构受力更均匀、传力更顺畅,并加大了塔端斜拉索张拉空间;钢锚梁与钢牛腿滑动面采用内嵌式滑动摩擦副设计,能较好地解决滑动端转换为固定端后的结构受力和耐久性问题;钢牛腿壁板与塔壁间采用剪力钉与PBL开孔板组合连接键,可充分发挥PBL开孔板刚性抗剪承载能力大和剪力钉传力均匀的优点。

沈阳宝能环球金融中心超大型巨柱地脚螺栓及抗剪键在大底板中安装技术

沈阳宝能环球金融中心项目T1塔楼为在建东北第一高楼,其结构形式为巨型外框+伸臂桁架+劲性混凝土核心筒结构,外框巨柱最大截面为5.2m×3.5m,逐渐收缩至1.8m×1.8m。在巨柱安装过程中,其地脚螺栓必须精准定位。本工程为保证地脚螺栓精准定位,在施工过程中提前插入,采用非埋入形式,其柱脚预埋安装采用地脚螺栓进行定位埋设。巨型外框钢柱地脚螺栓埋入筏板基础内,与基础钢筋穿插施工,筏板基础钢柱柱脚通过固定支撑架锚栓定位。

钢锚板式钢-混组合索塔锚固区PBL剪力键传力机理分析

索塔采用混凝土、锚固区采用钢锚板的斜拉桥索塔锚固体系,构造简单,受力合理。本文针对这种新型锚固体系中PBL剪力键进行了静力性能有限元分析,分析结果表明,在沿整个PBL键穿孔钢筋长度方向上,传力主要集中在钢锚板附近的长度;对于多层PBL键穿孔钢筋,沿着竖向方向从上到下PBL键穿孔钢筋传递的力逐渐减小;当增大PBL键穿孔钢筋直径或增加钢锚板厚度时,PBL键的应力和位移都随着减小;不考虑钢锚板与混凝土之间的粘结作用时,与钢锚板接触但无粘结作用的混凝土应力水平较低且分布均匀。这种新型锚固体系采用PBL剪力键作为钢构件与混凝土之间的连接件能很好的利用材料性能,受力性能良好。

组合式锚拉板索梁锚固构造在混凝土斜拉桥中的应用研究

为了解组合式锚拉板索梁锚固构造在混凝土斜拉桥中的受力特性,以某(34+81+115)m跨铁路斜拉桥为背景进行研究。该构造由钢拉板、预埋混凝土梁内的工字型钢构成,工字型钢与混凝土采用PBL键及剪力钉连接。采用有限元软件,建立锚拉板及索梁锚固区有限元数值模型,分析了钢拉板、锚固区混凝土、预埋工字型钢的受力状态,并通过模型试验验证了关键焊缝的抗疲劳性能。结果表明:钢锚拉板与锚拉筒连接焊缝圆弧过渡处附近有较明显的应力集中现象;锚固段混凝土顶部(第一排PBL键以上至梁顶范围)主拉应力较大,超出混凝土的抗拉强度;各主要焊缝疲劳试验均没有发现宏观裂纹,满足抗疲劳设计要求;该构造为混凝土斜拉桥索梁锚固提供了一种解决方案。

夹芯保温叠合剪力墙钢筋连接件抗拔性能试验研究

基于夹芯保温叠合剪力墙钢筋连接件的力学性能,设计了5种类型的钢筋连接件,并进行抗拔试验,研究了钢筋连接件的破坏形态、抗拔承载力、荷载-位移关系等。基于试验现象和数据,给出了钢筋连接件的抗拔承载力计算公式。结果表明:试件的受拉破坏形态多为混凝土锥形体拔出破坏;抗拔承载力计算公式在一定程度上反映了其实际承载力,用该方法计算的抗拔承载力用于实际工程中较为安全。

新型装配式桩锚连接装置受力性能分析与设计方法

桩锚式支挡结构在基坑支护、边坡防治等岩土工程防治领域中广泛应用。针对传统锚式支挡结构的腰梁存在受力不均、腰梁与支护桩之间施工间隙等问题,提出了一种桩锚连接新装置,介绍了装置的结构、受力性能和施工方法。该装置有效解决了锚索预应力传力不均的弊端,加强了桩锚支护体系的整体性,更大程度节约了钢材的使用量,同时可以提高支护体系的安全性,在桩锚支护体系中具有较高的应用价值。

用于悬索桥塔锚式施工的塔梁止推器设计研究

塔锚式架设法是应用于自锚式悬索桥的“先缆后梁”施工技术,能有效解决传统施工依赖支架、影响既有交通与环境的突出问题。塔梁止推器是塔锚式施工体系中的关键构件,在主梁吊装过程中传递主缆水平分力,其结构可靠与否,将直接决定施工成败。为保证施工安全,提出了一种新型的塔梁止推器构造及其设计流程,明确了PBL剪力键计算方法,并以某自锚式悬索桥为例进行设计,采用精细化有限元法对其局部受力性能展开分析。结果表明,塔梁止推器各构件性能满足设计要求,验证了构造及设计流程的合理性与可行性。

大跨径自锚式悬索桥混合梁结合段受力分析

大跨径自锚式悬索桥的主梁内力随跨径增加而迅速增大,其钢混结合段的受力和构造也较同类跨径的混合梁斜拉桥更为复杂,是影响桥梁整体结构受力的关键问题。结合主跨600 m的重庆鹅公岩轨道专用桥,对大跨径自锚式悬索桥混合梁结合段的受力机理进行有限元分析。研究钢格室及其过渡段的传力机理,讨论连接件布置、连接件刚度以及格室腹板开孔等设计参数对混合梁受力的影响,确定合理的结合段构造。

浮式海上设施系泊系统锚链连接器异常风险评估实践

以某浮式海上设施锚链连接器异常为例,为评估其风险及可能的后果,首先明确评估的目的、选定评估方法、梳理相关设计极限参数、初步推演锚链连接器脱出的影响,然后采用HAZID风险识别方法,识别出较大风险,再用FMEA风险分析方法分析锚链不同失效工况的后果。为从本质上述风险,提出后续工作方向、运维策略,并建议做相关应急预案。

锚索连接器在巷道高冒区中的应用

山西圣天宝地清城煤矿15#煤一采区15111综采放顶煤工作面在回采前对回风顺槽的巷道高冒区进行了科学合理的技术处理,取得了预期的效果。

拱桥吊杆锚拉板式组合锚固结构设计分析

针对目前拱桥吊杆疲劳与腐蚀破坏的问题日益突出,以某大跨径拱桥工程为背景,研究提出一种新型组合结构实现吊杆在梁端的锚固,充分发挥钢与混凝土各自材料的优点,大幅度提高吊杆梁端锚固结构的安全性与耐久性。