基于点云数据的大型复杂钢结构智能化施工方法

大型复杂钢结构施工过程中,常面临施工尺寸质量难以把控、构件提升变形监测困难和合拢段现场配切效率低等问题。三维激光扫描技术可全覆盖地、快速精准地获取复杂构部件在施工过程中的点云数据,这为解决上述问题提供了新方法。为此,该文以重庆两江新区寨子路钢拱桥为工程背景,开展基于点云数据的大型复杂钢拱桥智能化施工方法的全流程研究。基于标靶球检测算法、快速四点一致集算法、迭代最近邻算法等实现标靶球点云数据的自动检测及多站点云数据之间的自动配准;通过BIM点云化技术、kNN算法等完成目标点云数据的半自动化提取,实现拱肋尺寸的智能化检测;基于八叉树算法、区域增长算法等实现拱肋提升变形的智能检测;为缩短拱肋的合拢工期,基于BIM模型焊缝信息提取技术、主成分分析算法、Canny边界检测算法、霍夫变换算法等提出数字化预拼装算法,得到合拢段的配切量。工程应用表明,该文所提出的智能施工方法效率高、自动化程度好,研究成果可为大型复杂钢结构的施工质量和安装效率的提升提供理论和算法支撑。

TC4合金斜Ⅰ型截面环件轧制工艺研究

目的提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,确定轧制型腔对环件成形质量的影响。方法以TC4合金斜I型截面环件为研究对象,设计了开式与闭式2种轧制型腔,对该环件的轧制过程进行了研究。建立了斜I型截面环件的有限元模型,基于有限元模拟结果全面分析了不同轧制型腔对环件等效应变、温度分布以及型腔填充效果的影响规律。结果与开式型腔相比,闭式型腔轧制的环件具有更优的等效应变和温度分布,型腔填充情况也明显更优,填充率在96%以上,进而确定了闭式型腔的轧制方式。采用设计的闭式型腔进行了环件轧制试验,试验环件尺寸与模拟结果吻合良好,误差在0.3%以内,同时组织性能均能够满足生产要求。结论选择闭式型腔轧制可以有效提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,提升环件成形质量。

深中通道泄洪区非通航孔桥主梁设计

深中通道泄洪区非通航孔桥总长6.05 km,分布于伶仃洋大桥及中山大桥2座通航孔桥两侧。泄洪区非通航孔桥采用等跨连续梁布置,4~6跨一联。主梁设计过程中,首先进行110、120、130 m三种跨径方案比选,确定采用最经济的110 m跨径方案。然后针对结构形式,提出预应力混凝土梁、钢-混组合梁和钢箱梁3种方案,从力学性能、经济性和施工风险等方面综合考虑,最终推荐采用钢箱梁方案。钢箱梁采用外形简洁流畅的封闭式断面,有利于后期维养;考虑全线景观效果,主梁高度取4 m,高跨比为1/27.5;横隔板间距取2.5 m,采用实腹式横隔板和框架式横肋的组合式设计,使箱室内部通透性更好;钢箱梁采用Q420qD钢和Q345qD钢2种材料。钢箱梁施工采用适合海上长大桥梁的大节段预制+现场拼装的施工方案。

长距离狭小空间内大截面电缆敷设施工技术

在地下管廊及隧洞的机电安装工程中,经常会遇到狭小密闭空间内敷设大截面电缆。采用传统方式进行存在劳动强度大、作业效率低、安全隐患大等问题。如何在长距离狭小空间内高效、安全敷设大截面电缆是机电安装工程中的一项重要课题。针对近年施工的某工程“U”形洞库内敷设大截面电缆施工特点,研究创新出一种在长距离、狭小密闭空间内进行大截面电缆的敷设新技术,从而实现机械化安装,降低劳动强度,提高施工效率,节省工期,保证施工质量同时达到安全防护要求。

超大断面矩形顶管姿态控制关键技术研究

针对深圳某地铁站矩形顶管隧道工程的超大断面、浅覆土、密贴顶进等特点,对顶管姿态控制难点进行分析,并对该工程采用的姿态测量、铰接纠偏、多螺旋机出土、多刀盘模式控制、注浆纠偏等多种技术结合的纠偏控制方案进行介绍。根据该工程实践表明:①顶管姿态偏移主要源于顶管开挖面及隧道两侧水土压力不平衡;②矩形顶管姿态控制重点是水平姿态以及垂直姿态控制;③通过采用铰接油缸控制、注浆纠偏、多螺旋机出土、多刀盘转动模式控制等技术,可有效控制顶管姿态。

市政桥梁合拢段施工技术研究

为提高桥梁合拢段施工质量,文章结合具体案例对市政桥梁合拢段施工技术进行了研究,包括合拢时间确定、边跨合拢、中跨合拢、支座的安装、钢筋笼的制作和安装、模板系统的选择和安装以及混凝土浇筑等方面的内容,以期提升桥梁的施工质量,确保桥梁结构的完整性和耐用性,为相关人员提供参考。

环保型混合气体绝缘介质散射截面微观机理研究

为推进电力设备绝缘介质新型环保绝缘气体开发工作,本文采用量子力学微观计算方法,以电子/气体分子碰撞散射截面作为计算目标,采用密耦近似方法,计算了He-H2混合气体多粒子体系相对碰撞能量E=0.2 eV时00-00弹性碰撞和00-02,00-04非弹性激发碰撞的微分反射截面,进一步分析相对碰撞能量值对弹性及非弹性碰撞计算结果的影响,总结了该碰撞体系微分散射截面的变化规律,为探索混合气体绝缘特性的机理提供理论基础和指导。研究表明,He-H2的00-00弹性碰撞微分截面主要发生在小角度部分,00-02非弹性碰撞的散射主要发生在大角部分,00-04跃迁能实现,但非弹性碰撞微分截面很小,而He-H2碰撞的00-06激发不可能实现。

冷弯型钢拼合柱局部屈曲后板组效应研究

为明确冷弯薄壁型钢(CFS)双肢闭合拼合柱局部屈曲后板组效应,文中对18根通过ST4.8自攻螺钉将单肢C形截面及单肢U形截面构件连接而成的CFS双肢闭合拼合柱进行轴压性能试验,获得试件破坏特征和极限承载力,研究了试件受力的弹性阶段和局部屈曲后继续承载阶段的各组成板件变形情况。结果表明受力阶段前期,拼合柱发生明显的局部屈曲现象;荷载继续增加,拼合柱进入屈曲后阶段,但各组成板件之间仍然存在板组效应的影响,使得C形截面翼缘与U形截面翼缘的屈曲变形方向一致,即协调屈曲,但这种屈曲作用已不再具有线性特性。基于试验结果,对GB 50018—2016和AISI-S100—2012中直接强度法(DSM)进行了验证。由于这两种方法计算理论中均未考虑承载试件局部屈曲后非线性的受力状况,使得两种方法的计算结果均存在误差,随着高厚比的增大,GB 50018—2016计算的试件承载力逐渐偏于保守,DSM计算结果逐渐偏于不安全。

绩溪抽水蓄能电站调速器导叶关闭时间调整及试验验证分析

本文介绍了绩溪抽水蓄能电站调速器分段关闭装置结构、工作原理及导叶关闭时间调整方法。通过对甩负荷试验数据分析,验证了高水头电站采用“先慢后快”关闭规律的可靠性,试验数据完全满足调节保证计算要求。为同类型电站分段关闭装置的设计选型提供了参考。

抽水蓄能机组过渡过程导叶不同关闭规律研究

由于水力振动等因素,早期的导叶延时关闭、球阀联合关闭已不适应抽水蓄能电站要求。针对多座电站可逆式机组水轮机甩负荷及水泵断电采用的导叶“先快后慢”、“先慢后快”、“直线关闭”方式,进行统计分析和比较研究表明,水轮机甩负荷工况下采用先快后慢两段折线关闭,水泵断电工况下采用直线关闭,能满足绝大多数电站过渡过程大波动要求,可以优先考虑;并给出了如考虑事故配压阀关闭导叶,也需要分段关闭和设置相应的关闭组合装置等建议。

精密三维建模贴近摄影技术研究

通过对山体地质露头、岩体剖面开展高精度倾斜摄影和贴近摄影采集技术研究,探索出一套从成果精度指标理解、性能匹配的硬件配置、功能适应的软件选择、满足要求的静态控制网建立、岩壁像控点精密测量、露头剖面精细航线规划,到复杂环境下无人机控制措施应用等针对性的技术路线,成功实现航测采集分辨率2 mm以内、三维实景模型相对精度1 cm以内的目标。

浅埋近距离煤层区段煤柱合理错距研究

神东煤田主要赋存浅埋近距离煤层,多数矿井上煤层都已开采结束,进入下煤层开采阶段。上下煤层区段煤柱的布置方式会直接影响覆岩与地表的下沉和裂隙的发育,使原本脆弱的生态环境进一步恶化。为确定合理的煤柱错距,以石圪台煤矿2-2煤和3-1煤开采为工程背景,结合物理和数值模拟开展研究。研究表明:当煤柱错距小于40 m时,上下区段煤柱裂隙场叠加发育,上煤层区段煤柱沉降;当煤柱错距等于40 m时,上下煤层区段煤柱裂隙场分离,上区段煤柱达到充分沉降;当煤柱错距大于40 m时,地表下沉与覆岩裂隙发育变化不大。故石圪台煤矿2-2煤和3-1煤的合理煤柱错距应大于40 m。

近距离煤层群支架拆装间支护技术的探索实践

平煤股份四矿己16.17-23160工作面末采回撤期间,回风巷需施工大断面支架拆装间,受近距离煤层群开采影响,己16.17-23160回风巷支架拆装间处于上覆己15-23140机巷、己15-23160瓦斯尾巷下方,通过现场钻探实测上下煤层距离及老巷状况,针对末采期间工作面超前支承应力影响和围岩状况,优化棚索联合支护方式,改进施工方法,实现安全高效生产和精准有效支护。采用数值模拟的方法进行分析验证,为近距离煤层群复杂条件工作面末采回撤期间大断面支架拆装间施工和支护技术提供可靠的技术经验支持。

大断面黄土隧道近距离下穿桥梁桩基变形控制技术

以西延铁路洛川隧道下穿S304省道黑木沟中桥为例,针对高速铁路大断面黄土隧道近距离下穿桥梁桩基时,施工变形控制难、施工风险大等特点,提出对通行道路的导改、隧道开挖采用3台阶临时仰拱法(腰梁式)、内支护和锁脚锚管的加强等措施,现场监控量测数据表明均未出现一级预警状态,地表、桥梁和桩基均处于正常状态,解决了高速铁路大断面黄土隧道近距离下穿既有公路桥梁桩基施工安全,形成了一套大断面黄土隧道近距离下穿桥梁桩基变形控制技术,可为类似工程施工提供技术借鉴。

闭口式压型钢板-混凝土组合楼板受弯承载力的试验研究

分析了一种闭口式压型钢板 混凝土组合楼板的构成特点和受力性能的同时 ,进行了 1 6块组合楼板的受弯试验研究 ,探讨了这种组合板的正截面抗弯承载力及其破坏形式 ,依据楼板的塑性截面设计理论给出了其承载力的简化计算公式。试验结果表明 ,这种组合楼板承载力高、延性好 。

闭口型压型钢板-再生混凝土组合楼板的受弯性能

为了解再生混凝土组合楼板的受弯性能,进行了闭口型压型钢板-再生粗骨料混凝土组合楼板在重复荷载作用下的弯曲性能试验,研究了不同钢筋构造措施和不同厚度的再生粗骨料混凝土组合楼板的受弯性能,并与普通混凝土组合楼板的受弯性能进行了比较,给出了闭口型压型钢板-再生粗骨料混凝土组合楼板的受弯极限承载力计算和挠度验算方法.研究结果表明:与压型钢板-普通混凝土组合楼板相比,再生粗骨料混凝土组合楼板的受弯承载力及刚度降低幅度较小,经过合理设计,可以应用于实际工程结构;在再生混凝土组合楼板中采取钢筋桁架加强构造措施,可以明显提高组合楼板的受弯性能.

钢-压型钢板再生粗骨料混凝土组合梁受弯性能

为了解钢-压型钢板再生混凝土组合梁受弯性能,分别对5个钢-压型钢板再生粗骨料混凝土组合梁和2个钢-压型钢板普通混凝土组合梁进行重复荷载作用下的受弯试验,对比分析其受弯性能,研究抗剪栓钉布置数量与形式、板厚和型钢尺寸对再生粗骨料混凝土组合梁的承载力、挠度、破坏形态的影响.试验结果表明:钢-压型钢板再生粗骨料混凝土组合梁与普通混凝土组合梁的受弯性能相近、破坏形态相似.在试验基础上,参照现行普通混凝土组合结构设计规范,给出钢-再生粗骨料混凝土组合梁的受弯极限承载力和挠度计算方法,计算结果与试验结果比较表明,其计算误差与钢-普通混凝土组合梁相近,可用于钢-再生粗骨料混凝土组合梁设计.

闭口式压型钢板-混凝土组合楼板受剪承载力试验研究

进行了 6块闭口型组合楼板的受剪试验 ,获得了其斜截面抗剪承载力及破坏形式 ,提出了这种组合板斜截面抗剪承载能力的简化计算公式 ,供工程设计时参考。试验结果与计算值的比较表明 。

上海南站钢屋盖Y形主梁极限承载力分析

上海南站是国内外第一座大型圆形火车站建筑,该建筑屋盖为预应力索梁结构体系,大跨度钢梁特殊的平面呈Y形,截面为橄榄形薄壁闭口截面,使结构设计有较大难度。介绍了结构局部模型边界条件的确定方法,运用大型有限元分析软件MSC.MARC详细分析了该梁的极限承载力,为该结构设计提供了可靠的计算依据,为此类结构的分析提供有价值的参考资料。计算结果表明,只有综合考虑结构的几何和材料非线性才能准确评估出结构的极限承载力。

大展弦比复合材料机翼的非线性颤振分析

大展弦比机翼在气动力作用下产生较大变形,颤振速度和颤振频率随之发生明显变化,线性理论难以获得比较合理的解答。综合考虑了结构几何非线性、气动非线性和材料各向异性对机翼运动状态的影响,将复合材料机翼建模为非线性薄壁单闭室截面梁,建立机翼的运动方程,并使用小扰动分析的方法得到机翼在平衡位置附近的振动方程。采用Theodorsen非定常气动理论构建气动模型,获得机翼在平衡位置附近的非线性颤振方程,并利用v-g法判定机翼颤振稳定性。通过算例演示了一些非线性颤振的特点,讨论了铺层角、展弦比、机翼线密度等参数对颤振速度的影响,并与线性理论得到的结果进行对比。