海上风电大直径超长钢管桩竖向承载特性现场试验研究

钢管桩是海上风电工程最主要的基础型式,但针对海上大直径超长钢管桩竖向承载力问题的研究却相对较少。结合广东汕头海上风电工程,进行了海上大直径超长钢管桩竖向承载力特性的现场试验研究,对比了桩底沉降和桩顶沉降随上部荷载的变化特点,分析了桩身侧摩阻力和桩端阻力随上部荷载的变化规律,并依据试验结果对大直径超长钢管桩极限承载力判定方法进行了探讨。试验结果表明:大直径超长钢管桩桩身变形较大,利用桩底沉降随荷载的变化曲线更容易对现场加载量进行控制和调整,也更容易对承载力的极限状态进行判断;大直径超长钢管桩端阻力随桩顶荷载的变化曲线呈“S”形;现行规范中采用Q/Qmax-s/d曲线斜率开始转变为0.2的点所对应的荷载作为极限承载力,将过高的估计大直径超长钢管桩的竖向抗压极限承载力。

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。

码头工程建设中的超长钢管桩沉桩施工工艺

文章以茂名港博贺新港区东区油品码头工程为主要研究对象,介绍了超长钢管桩沉桩施工工艺在其中的应用。该工程的主墩和辅助墩位于江中,导致大型打桩船无法进入施工区域,施工难度较大。然而,通过改造打桩船性能、控制钢管桩制作工艺及优化沉桩施工工艺等措施,成功保证了钢管桩的施工。施工实践证明,沉桩施工方案可行,并顺利完成了施工任务,为后续的工程施工提供了保障。

大跨径上承式钢管混凝土拱桥拱上建筑施工顺序优化

对大跨径上承式钢管混凝土拱桥拱上建筑施工顺序进行优化,采用有限元软件Midas/Civil对拱桥建模并进行数值模拟分析,计算施工方案1(从拱脚向拱顶架设拱上立柱,再从拱脚向拱顶架设T梁)、施工方案2(从拱顶向拱脚架设拱上立柱,再从拱顶向拱脚架设T梁)、施工方案3(从拱脚向拱顶方向同时架设拱上立柱和T梁)、施工方案4(从拱顶向拱脚方向同时架设拱上立柱和T梁)等4种方案下主拱圈控制截面的位移、应力和稳定性。在保障工程施工安全的前提下,遵循对称加载的原则,优化调整拱上建筑施工顺序。结果表明:成桥后施工方案3的位移和应力最小,且施工拱上建筑中,位移和应力变化幅度最小,施工方案3为最优施工方案。施工方案3对应的施工顺序满足结构施工安全的要求,且拱上立柱和桥面T梁可同步施工,有效缩短施工周期。

长周期波强涌浪海况下自动化移动平台沉桩技术

秘鲁钱凯港工程位于长周期波强涌浪的恶劣海域中,钢管桩数量较多且需无掩护施工,利用传统工艺沉桩较为困难。针对区域海况及工程特点,研发一套装配式自动化移动打桩平台,平台主体由横、竖向钢箱梁通过螺栓法兰盘拼接组成,平台移动由轨道梁+自动化液压油缸顶推系统完成;在平台上安装多个双层抱桩架以稳桩与定位,并为平台的智能运行开发了一套平台自动化监测与控制系统;根据该平台的使用特点提出整套钢管桩平台沉桩工艺。实践证明,该平台及相关工艺解决了恶劣海况下钢管桩沉桩的多重困难,取得了较好的经济效益,可为类似项目提供参考。

小口径长距离钢顶管施工控制措施分析

小口径钢顶管由于能灵活穿越部分障碍物,且对环境友好、施工效率高、综合成本低,被广泛应用于给水、燃气等管道建设。然而,长距离顶进仍存在顶力较大、测量纠偏困难、内部作业空间小、施工效率低等问题。针对绍兴市北部区域供水保障工程,分析复杂工况下DN1600钢顶管2次长距离穿越曹娥江的施工难点,提出适用于小口径长距离钢顶管的施工控制措施。

小型水库长距离大管径沉管施工方法探究

以某小型水库沉管工程为背景,对长距离大管径沉管在小型水库中的施工方法进行了探讨,针对水域面积小导致的工作面有限、沉管所需起重能力大、起重船舶组织困难、水下河床土层地质较硬等问题,分别提出了采用沉管平台及更换液压振动锤等针对性解决措施。同时,探讨了沉管平台施工的管道托运、起吊、焊接、下沉等各关键节点的施工方法,解决了长距离大管径沉管在有限水域作业无法使用大型设备以及沉桩的难题,以期为同类型沉管施工提供参考。

赞比亚卢萨卡国家体育场钢结构分析与设计

该体育场位于赞比亚共和国首都卢萨卡,其看台顶棚为长悬挑钢结构。综合考虑建筑造型、使用功能、结构受力特点、施工安装难度及工程经济性等因素,选取了钢管空间桁架上覆膜材的骨架膜结构体系,骨架结构根据建筑要求进行找形,结构成就建筑之美。通过结构选型、优化及分析膜结构构成形态,实现空间管桁架结构与建筑几何相一致;通过结构动力特性分析,验证该骨架结构体系的可靠性;通过建立整体计算模型,计算复核钢结构体系的整体稳定性和在不同荷载组合作用下的承载能力,可为相关工程设计提供参考和借鉴。

深基坑超长双管斜撑施工技术

深基坑工程是危险性较大的分部分项工程,合理的基坑支护方式,可以确保施工安全、加快施工进度、节约工程成本。某深基坑工程因现场条件限制,局部采用双钢管作超长斜撑,并在斜撑中部设格构立柱固定。实践表明超长双管斜撑安全可靠、安装方便、综合成本低、支护深度大等优点。超长双管斜撑施工技术可应用于局部深基坑支护,具有一定推广价值。

超长距离钢顶管顶力设计探讨

在顶管工程设计中,超长距离顶管顶力设计多依据现行规范,但在工程实践中发现,按现行规范计算所得的顶力与施工中实测的顶力有一定偏差。以苏州阳澄湖地区某市政取水输水项目为例,结合工程中2686 m、1304 m等数段成功顶管案例,探讨了超长距离钢顶管顶力的设计,并与现行规范进行对比,提出规范中给出的采用触变泥浆减阻,管壁与土体平均摩阻力参考值的修改意见,对今后同类工程具有借鉴和指导意义。通过对目前顶管工程中摩阻力的调研,作为《给水排水工程顶管技术规程》(CECS 246:2008)中触变泥浆减阻管壁与土体的平均摩阻力的修编依据。

金华市体育中心“一场两馆”结构设计

金华市体育中心包括体育场、体育馆和游泳馆,设计以兼做建筑外立面造型的V形混凝土柱为主要竖向承重构件,主体结构采用钢筋混凝土框架结构,体育馆和游泳馆大跨屋盖采用双曲面双层钢网壳,体育场月牙形罩棚采用双层钢网壳+封边管桁架拱的形式。分别对体育馆环形超长混凝土结构和体育场扇形超长混凝土结构进行温度应力分析,根据应力分布规律和大小,对体育馆采用外廊设缝,对体育场看台采用径向设置诱导槽+环向框架梁设置无粘结预应力钢筋等综合措施,以有效降低混凝土收缩应力的不利影响。对大跨钢屋盖结构进行了承载力、变形、稳定性分析和管桁架节点有限元分析,采用主管局部加套管的方法改善相贯节点处的受力性能,实现了经济合理的设计目标。

基于TBM施工长斜井压力钢管安装关键技术研究

抽水蓄能电站具有高水头的特点,在引水斜井的设计上,当水头较大时,压力钢管衬砌型式是可靠的型式.压力钢管施工工艺复杂、质量要求高,斜井施工难度更大,抽水蓄能电站引水斜井采用TBM施工后,斜井长度和水平垂直高度大幅增大,压力钢管安装难度相应增加.以河南洛宁抽水蓄能电站为例,围绕引水长斜井条件下压力钢管运输、焊接制作、设备选型、施工工期、施工布置等关键技术问题展开了分析讨论,并提出了解决方法.

喀斯特地质浅埋大跨地铁车站钢管柱施工关键技术——以贵阳地铁3号线北京路站为例

为解决喀斯特地质浅埋大跨地铁车站盖拱支柱法暗挖施工中钢管柱施工问题,以贵阳地铁3号线北京路站正洞为例,介绍了拱盖支柱法施工工序,制定了岩溶地段处理,据此,提炼了地下暗挖时钢管柱的开挖、吊装、定位、浇筑、检查验收等成套施工关键技术;整个钢管柱施工过程实现高效、优质,保证了盖拱支柱法中支柱的安全建设,可为类似工程提供参考。

大跨径简支箱梁现浇施工方案探讨

以郑万高速铁路ZWZQ-5~ZWZQ-6标段桥梁工程为例,对32 m大跨径简支箱梁施工方案进行探讨。结果表明,充分考虑施工现场环境和技术经济性的情况下,应选用钢管柱+贝雷梁支架现浇法进行简支箱梁浇筑施工,并重点对支架预压进行理论计算和现场试验分析;贝雷梁理论计算最大扰度为49.62 mm,实测最大扰度值为111 mm,贝雷梁、横梁以及钢管立柱的理论最大应力分别为86.5 MPa、 99.65 MPa和59.52 MPa,实测最大应力分别为126.5 MPa、 128.2 MPa和63.2 MPa;贝雷梁受制造加工误差的影响,扰度变形过大,但应力仍处于安全范围内,工字钢横梁可能发生塑性变形,须对其进行加固处理。

横向长挑臂组合梁桥方钢管斜撑疲劳性能分析

为研究横向长挑臂组合梁桥方钢管斜撑的疲劳性能,以山西临猗黄河大桥主桥(112+28×128+120)m的连续钢箱组合梁桥为研究对象。采用ABQUAS软件建立全桥有限元模分析模型,对1/4,1/2,3/4跨及支点位置处的横隔板内、外斜撑进行疲劳性能分析,首先利用有限元模型计算斜撑轴力影响面,然后采用名义应力法验算方钢管斜撑上、下端节点疲劳强度是否满足规范要求,最后利用安全寿命法预测不满足疲劳强度斜撑节点的疲劳寿命。同时为分析方钢管壁厚和尺寸变化对斜撑疲劳性能的影响规律,对方钢管进行变参数分析。研究结果表明:横向长挑臂组合梁桥方钢管外斜撑疲劳应力幅较大,若采用疲劳强度低的节点细节,设计使用期内极有可能会出现疲劳破坏,在该类型桥设计过程中应引起足够重视;增大方钢管截面尺寸对改善斜撑疲劳性能效果优于增加壁厚。

热力隧道下穿地面建筑物的安全评价与对策

在北京市北三环路和平东桥-太阳宫西路段热力管线工程中,依据设计热力隧道要下穿一处面积为23.4 m×24.5m的地表一层砖砌群房。由于隧道埋藏浅,且所处于富水粉质粘土之中,其抗扰动能力很差,常规的施工降水对强化土体效果甚微,经评价认为,普通的施工方法必然会造成很大的地表沉降而危及地表房屋安全,同时,由于土体自稳能力极低,对施工亦存在很大的安全隐患。基于此,选定在不降水的条件下,采用水平长管棚支护技术和在隧道上半断面注浆技术,实现阻水、固土、均一沉降的目的,其有效地控制了土体沉降,保证了隧道安全贯通和地表建筑的安全使用。

基于FLAC^(3D)的超长大直径钢管桩竖向承载特性模拟

近年来,超长大直径钢管桩在工程中的应用已越来越多,但对其承载特性的研究却很少,设计中仍然参考普通桩的计算理论。本文采用三维连续介质快速拉格朗日法(FLAC3D)对实际工程中一超长大直径开口钢管桩试桩的竖向承载特性及沉降特性进行了数值模拟分析,并将模拟结果与静载荷竖向承载特性试验实测结果进行了对比,两者相互补充和相互验证,取得了比较一致的结果,表明了本文所编制的有限差分程序用以初步模拟分析超长大直径钢管桩承载特性的可行性。研究结果表明:超长大直径钢管桩是典型的端承摩擦型桩;桩侧摩阻力随深度的变化很复杂,其变化与土性密切相关;桩身轴力向下传递的速度与桩侧摩阻力在不同土层中的发挥程度息息相关。这些结论对实际工程中超长大直径钢管桩基础的设计具有参考意义。

基于BIM技术的大跨度桥梁施工管理平台研发及应用

针对大跨度钢管混凝土拱桥设计和施工特点,采用CATIA建立桥梁三维模型,研发了基于CATIA的桥梁模型属性添加插件和建筑信息模型(BIM)设计、施工管理平台,并将其应用于大跨度钢管混凝土拱桥——夜郎河双线特大桥项目的规划、设计、施工等全过程。研究表明:基于BIM技术,在项目规划阶段可指导场地规划和运输线路拟定,在设计阶段可完成设计方案比选和设计优化,在施工阶段可实现工程量统计、预制构件定制、指导劲性骨架吊装、4D施工模拟与三维技术交底,显著提高了桥梁信息化施工管理水平和建造效率,为桥梁工程设计施工管理另辟蹊径。

基于ICA-SVM的超长大直径钢管桩承载力预测

基于支持向量机(SVM)和独立分量分析(ICA)建立了超长大直径钢管桩极限承载力的预测模型。先采用独立分量分析FastICA算法从实际工程的超长大直径钢管桩试桩的实测数据样本中抽取相互独立的分量,这些分量不仅去除了相关性,还保持统计独立,并服从非高斯分布,能更好地表现数据间的本质结构;然后,确定支持向量机作为分类器,以抽取的独立分量作为支持向量机模型的输入参数,建立超长大直径钢管桩的承载力预测模型ICASVM_Q;最后,采用某大桥的工程数据对预测模型进行测试。结果表明,ICASVM_Q的预测效果明显优于以原始数据作为支持向量机模型输入的SVM_Q模型的预测效果。可见,采用将独立分量分析与支持向量机相结合的方法建模预测超长大直径钢管桩的承载力是可行的,ICASVM_Q模型的预测结果可用于超长大直径钢管桩承载力的设计参考,具有一定的工程应用价值。这种方法还可以用于其他领域的智能预测研究中。

长江低漫滩地区紧邻地铁深基坑既有建筑物加固技术

结合南京市河西地区紧邻地铁深基坑工程既有建筑物不同程度沉降开裂问题,提出超长钢管静压桩加固技术.为了提高房屋安全性,进一步提出工程静压桩和储备桩两道防线消险加固措施,在施工中分批次压入两道防线静压桩.通过监测加固前和加固后建筑物沉降变形,发现加固后建筑物受临近基坑施工影响显著变小,并且距离12 m处基坑施工的影响程度远小于距离220 m处基坑施工的影响程度.说明该加固方案有效降低了房屋的进一步沉降开裂问题,从而验证了长江低漫滩地区采用超长钢管静压桩提高建筑物抵抗变形能力的可靠性.