涉水高墩现浇箱梁支撑体系的承载能力分析和方案优化

混凝土现浇梁支架虽然属于临时结构,但仍具有承载功能,而且随着桥梁工程的发展,高大支架的受力也越来越复杂,传统的结构力学手算方法已无法全面反映和权衡特殊体型、特殊部位和特殊工况的受力情况。为保证工程的顺利开展,需采用数值方法进行整体承载力计算和方案设计。该文采用Midas/Civil有限元软件,从强度、刚度、稳定性和经济性(用钢量)等方面综合评价满堂支撑、梁式支撑体系的安全性能和通用性。结果表明:(1)满堂支撑虽然施工简单,用钢量小,下部支撑杆系较多,受力均匀,变形小,最大挠度仅为2.82 mm,但是强度和稳定性不及梁式支撑,对场地要求还高。当应用于高大桥梁时,需整体进行屈曲分析,谨防结构失稳破坏;(2)梁式支撑虽然不会发生强度和失稳性破坏,对场地和地基基本没有要求。但是其用钢量高、施工难度也大,并且因跨中缺乏竖向支撑,变形有所增加。因此,在应用于“预拱度”要求较高的复杂桥梁工程中时,需进行找形分析;(3)在力学指标均达标的前提下,可以适当调整贝雷梁横向净距或下弦杆加强等措施,以获取经济性。以该文案例工程为例,贝雷梁净距由80 cm调整到100cm,可以节省约10%的用钢量。

大跨度连续钢箱梁悬索桥无索区钢梁施工控制技术

秀山大桥为主跨926 m的三跨连续弹性支承体系钢箱梁悬索桥,无索区梁段采用临时高支架+永久吊索法拼装,支架采用“钢管支架+纵移轨道”形式。采用MIDAS Civil软件建立主桥有限元模型,基于无应力曲率的全过程迭代法进行施工控制计算,确定无索区梁段支架预抬量和无索区梁段拼装线形,以及支架反力和索梁内力。通过计算,官山侧桥塔无索区梁段支架预抬量最大值0.625 m、最小值0.600 m,无索区梁段理论线形与设计值最大偏差-4 mm,支架各支点反力均匀,钢箱梁合龙后第1对吊索索力仅增大4.5%,无索区梁段内力变化较小。钢箱梁施工时,利用缆载吊机荡移法起吊无索区梁段至预定位置,采用液压千斤顶和移位器调整无索区梁段支架预抬量和梁段间拼装线形;利用缆载吊机起吊无索区相邻的第1对吊索梁段并与之精调连接,整体环焊结束后拆除支架。无索区梁段支架拆除后实测高程最大偏差-7 mm,桥面纵坡最大偏差-0.0373%,满足设计要求;成桥后钢箱梁纵坡最大偏差0.264%,成桥线形平顺光滑。

公路桥梁工程中满堂支架现浇箱梁施工技术

现浇箱梁施工是公路桥梁施工中的重要内容,其施工质量对整个工程的质量及使用寿命有着至关重要的影响。本文结合实际工程,就现浇箱梁施工技术进行探讨,明确其操作流程,分析施工中可能出现的问题及应对措施,以提高施工质量。

丝素胶原蛋白复合支架联合富血小板血浆修复皮肤损伤

背景:胶原与丝素蛋白复合构建的组织工程支架,在皮肤、神经、血管、骨、软骨等组织工程领域应用广泛。富血小板血浆是血液经过2次离心获得的血小板浓缩物,含有多种组织修复需要的生长因子,可促进组织再生与创面愈合。目的:观察丝素胶原蛋白支架复合富血小板血浆在皮肤创面愈合中的作用。方法:分别制备丝素胶原蛋白支架、SD大鼠富血小板血浆。取8周龄SD大鼠48只,每只背部制作2个直径2 cm的全层皮肤缺损创面,分4组处理:空白组缺损处注射生理盐水,单纯支架组缺损处植入丝素胶原蛋白复合支架,富血小板血浆组创缘注射同种异体富血小板血浆,联合组缺损处植入丝素胶原蛋白复合支架+创缘注射同种异体富血小板血浆,每组12只。造模后检测创面愈合率、创面炎症因子水平、创面组织学观察及相关蛋白表达。结果与结论:①联合组造模后第7,14天的创面愈合率大于空白组、单纯支架组、富血小板血浆组(P<0.05)。②联合组造模后第7,14天的肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平均低于空白组、单纯支架组、富血小板血浆组(P<0.05)。③造模后第14天的苏木精-伊红及Masson染色显示,空白组缺损处仅见少量的新生毛细血管与混乱排列的胶原纤维组织;其他3组可见大量的新生毛细血管与腺体样组织,胶原纤维排列较规律,其中以联合组新生血管最多、腺体样组织层次更清晰、胶原纤维排列更规则。免疫组化染色显示,空白组、单纯支架组、富血小板血浆组CD31+细胞密度少于联合组(P<0.05)。④Western blot检测显示,相较于空白组、单纯支架组、富血小板血浆组,联合组创面Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、基质金属蛋白酶抑制剂1的蛋白表达升高(P<0.05),基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9蛋白表达降低(P<0.05)。⑤结果表明,丝素胶原蛋白支架复合富血小板血浆可通过抑制炎症反应、增加微血管密度、调节细胞外基质的代谢平衡来促进皮肤创面愈合。

超强薄壁钢管双排脚手架承载性能研究

目的 研究不同搭设参数对超强薄壁钢管双排脚手架承载力的影响,提出一种稳定承载力计算方法。方法 对2组足尺模型进行静力破坏试验,结合结构体系特点,建立考虑杆件初弯曲以及扣件半刚性的有限元分析模型;基于试验结果对数值模型进行验证,并对其进行参数化分析;通过改变搭设参数研究连墙件设置方式、立杆步距、扣件扭转刚度对架体承载力的影响;基于单杆轴压稳定公式提出架体承载力计算方法。结果 在极限承载力相同的情况下,超强薄壁钢管双排脚手架相比传统Q235钢管脚手架质量约降低82.7%,成本约降低70.6%;步距、连墙件设置方式、扣件扭转刚度对承载力有显著影响。结论 超强薄壁钢管双排脚手架体系具有轻质高强、施工效率高、节约成本等优点,有限元和试验结果较为吻合,提出的简化计算公式可为此类结构的设计提供理论依据。

高架桥盖梁施工临时通车门洞模块化支撑体系施工技术

我国最常见的快速路为主路高架+辅路地面形式,高架最常用支撑形式为承台、墩柱立于道路中间,上部做大悬臂盖梁作为高架道路的支撑结构。作为现浇大悬臂结构的盖梁,盘扣式支撑架体施工工艺均存在投入大、工序周期长、需全封闭施工、在城市主干路不能通车等缺点。针对此类工程特点,研发出了高架桥盖梁施工临时通车门洞模块化支撑体系施工技术,该技术将2种支撑架体主梁分开设置,在保证支撑架体安全性的同时,兼顾解决工程施工与道路通行之间的矛盾关系,通过盘扣架整体的宽度调节可适用于不同宽度的盖梁施工,为今后类似的高架桥盖梁施工提供了经验和借鉴依据。

装修工程落地式满堂脚手架施工技术——以甘肃中医药大学图书馆内部装修工程为例

以甘肃中医药大学图书馆内部装修工程为例,对装修工程落地式满堂脚手架施工技术进行分析,深入探讨施工安全保障措施。

超高扣件式钢管满堂脚手架承载性能试验研究

如何准确地对超高扣件式钢管满堂脚手架的稳定承载力进行计算是工程中亟待解决的一个技术难题。现有的各种满堂脚手架承载力计算方法中,均没有考虑满堂脚手架中上部荷载通过顶层水平杆"偏心传递"给立杆的影响以及架体顶部在受到偏心局部堆载不利情况下承载力的(以上两种偏心作用可以统称为偏心荷载)降低。此外,在整个建筑结构施工期间,满堂脚手架受到的上部施工荷载形式复杂,扣件将会发生松脱、滑移、断裂甚至失效的情况。在分析满堂脚手架结构及受力特点的基础上,考虑满堂脚手架中受到的"偏心荷载"作用以及部分扣件在使用过程中发生破坏、失效等不利工况,进行了9组不同工况下的满堂脚手架原型试验,深入地研究了此类结构体系的承载性能。

新型插盘式脚手架的试验和数值模型研究

为研究一种新型插盘式脚手架的力学性能,对三跨两步脚手架体系进行足尺试验研究,得到其极限承载力、破坏模式及顶层节点的荷载—位移曲线。这种新型脚手架的承载力显著高于传统扣件式脚手架,破坏模式为单根竖杆的屈曲破坏。采用通用有限元软件ANSYS对试验中的脚手架体系建立三维杆系计算模型,考虑材料的弹塑性及结构的几何非线性,进行非线性极限承载力分析;并引入转角弹簧和轴向弹簧单元分别模拟梁柱节点半刚性以及支撑与节点的连接刚度,通过改变弹簧单元的刚度对整个结构进行参数分析,得到与试验结果较吻合的数值分析模型。试验和数值分析结果对比研究表明:支撑连接刚度对结构的极限承载力和抗侧刚度影响显著;但梁柱节点的半刚性对其影响不大,为计算简便,梁柱节点可按铰接处理。

扣件式钢管满堂支撑体系稳定性的有限元分析及试验研究

通过对大量不同搭设参数下满堂支撑体系进行考虑初始缺陷及直角扣件半刚性性质的有限元分析,定量地分析步距、立杆间距、最小搭设跨数、立杆伸出顶层水平杆的长度、剪刀撑设置方式等一系列因素对满堂支撑体系承载力的影响。对满堂支撑架与满堂脚手架这两种受力机理不同的支架体系力学性能进行研究,并进行一系列超高满堂支撑架及脚手架的原型试验。通过将各种方法计算所得结果进行对比,指出原《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2001)中对于模板支架的计算方法存在一定不足。总结对满堂支撑体系的有限元及试验研究成果,并结合对规范(JGJ 130—2001)的修订工作,进而提出满堂支撑体系稳定性承载能力计算方法一系列改进。

高大外倾斜柱利用满堂脚手架作为模板支撑的设计与应用

以广州PZB1401项目为例,阐述了扣件式满堂脚手架作为高大外倾斜柱模板支撑的设计和应用。利用有限元软件Midas Gen建立直角扣件半刚性连接三维计算模型,用一阶弹性计算方法对脚手架进行计算,对在水平力作用下的侧移进行计算和分析;利用计算模型对脚手架构造措施对满堂脚手架水平承载能力的影响进行量化分析,提出优化的支撑设计方案。

偏心荷载作用下扣件式钢管满堂支承体系承载性能研究

如何准确地对扣件式钢管满堂支承体系的稳定承载力进行计算是亟待解决的一个技术难题.现有的各种满堂支承体系承载力计算方法中,均没有考虑由于扣件的偏心连接而导致水平杆与立杆不在同一平面内的情况以及满堂脚手架通过水平杆将上部荷载偏心传递给立杆的影响(以上两种偏心情况统称为偏心荷载).在分析满堂支承体系结构特点的基础上,提出了考虑偏心荷载作用下的满堂支承体系数值计算模型.通过对大量不同搭设参数下的满堂支承体系分别进行是否考虑偏心荷载影响的非线性有限元模型分析及2个满堂脚手架的原型试验,证实了偏心荷载这一因素对扣件式钢管满堂支承体系承载性能的影响.所提出的计算模型合理、安全,可为今后满堂支撑架及满堂脚手架的设计提供有价值的参考.

现浇箱梁高支模满堂支架的有限元分析

为保证高支模满堂支架的安全,有必要全面掌握高支模满堂支架的力学及变形行为,有限元法是对这种大规模复杂结构进行数值计算分析的首选.文中首先建立了某互通主线桥某跨现浇箱梁高支模满堂支架的有限元模型,计算分析了支架系统的轴力、拉压应力及位移;然后对实体支架系统预加荷载,并测量各测点的沉降和应变,以验证支架系统的安全性及数值计算的可靠性.结果表明:支架最大应力值与位移值均未超过钢管的强度值,支架系统的刚度和稳定性满足施工要求,Midas有限元程序适用于高支模满堂支架系统的数值模拟.

模板支撑系统承载性能的试验研究

为研究模板支撑体系的承载力和稳定性等承载性能,介绍一种足尺试验研究方法和一种单元架试验研究方法.以足尺试验方法对扣件式模板支撑系统展开研究,通过数值模型预分析得到模板整架的主要受力构件以及架体屈曲时的承载力、位移和失稳模式,确定试验应变片的粘贴位置和加载机制,并运用经纬仪和铅锤测量加载过程中架体的位移变化.以单元架试验方法对插口式模板支撑系统展开研究,结合有限元预分析确定试验加载方案和监测内容,对比了试验结果之间的异同,分析了差异原因.为研究模板支撑体系的应用性能提供了可靠的测试方法,为后续研究奠定了试验基础.

极软围岩条件下巷道底臌治理加固技术研究

淮北某煤矿地压灾害极为严重,围岩顶、底多为砂岩、粉砂岩、泥岩,导致巷道底臌量大,现有支护无法得到满意的支护效果。通过对导致底臌因素的分析并结合目前矿井巷道现状,采用了全封闭棚架和注浆联合支护技术,有效地控制了围岩变形,使巷道一次支护成功。

大跨斜拉桥主梁现浇满堂支架受力及变形研究

郑万高速铁路跨郑西高速铁路为(32+138+138+32)m预应力混凝土独塔斜拉桥,主梁采用满堂盘扣支架法施工,斜拉索安装完成后平转至设计目标位置,施工难度大,控制风险高。针对其特点,通过方案比选,采用了盘扣式满堂支架结构形式。有限元全桥分析模型表明,主梁施工阶段,支架受力重分配,不利工况前端立杆轴力相对于浇筑阶段增加147%。支架有限元模型分析、现场变形与受力监测研究、反演分析表明,主梁与支架多层接触间存在相对滑动,摩擦系数接近多层之间的最小值。

满堂支架稳定性分析中的非线性因素研究

为了准确评估满堂支架的稳定承载能力,研究稳定分析中几何、材料和连接3种非线性因素对满堂支架的影响,以一跨径23.5 m的铁路简支梁现浇用碗扣式满堂支架为研究对象,采用有限元法进行全过程稳定分析。通过对比分析支架的荷载-位移曲线,得到不同非线性因素下支架的极限承载力。研究结果表明:当以刚性模型线性屈曲分析为对比工况时,连接非线性对支架稳定性的影响最为显著,其极限荷载差值约为127.5%;在支架稳定性分析中,几何非线性效应明显,极限荷载差值约为27.3%;当支架在塑性阶段发生失稳破坏时,材料非线性的影响不大,但也不可忽略。

空腹式拱桥满堂支架预压施工技术研究

基于某在建的钢筋混凝土空腹式拱桥满堂支架预压施工的成功经验,就拱桥满堂支架预压施工应注意的问题进行分析和总结,得出影响支架预压施工的关键因素是:地基处理方法及质量、支架搭设方案、支架预压荷载加载形式,并针对这些因素对施工提出建议,可为同类桥梁施工提供参考依据。

满堂扣件式脚手架在不同剪刀撑下的有限元分析

剪刀撑能够提高满堂扣件式脚手架的整体稳定性,加强脚手架纵横杆、立杆等部位的连接,在传递荷载等方面发挥着重要的作用。通过MIDAS/GEN有限元分析软件建立3×3跨的满堂式扣件脚手架模型,模拟在不同的剪刀撑设置情况下及相同荷载作用下,研究脚手架立杆应力及架体位移的变化规律。其结果可作为研究满堂扣件式脚手架应力传递以及脚手架实际工程中水平、斜向剪刀撑设置等方面提供相应的借鉴和参考。

基于满堂脚手架的可靠性设计

通过一个典型的扣件式满堂脚手架的设计和工程统计资料 ,对原设计方案进行了可靠性分析 ,提出了可靠性设计的方法。