面内预起拱型梁端地震损伤控制保险丝力学性能试验研究

工程结构抗震韧性的提升是城市韧性建设的基础。研究具有“保险丝”损伤熔断、损伤可识别、易更换理念的新型结构地震损伤控制构件,对结构体系抗震韧性水准的提升具有重要价值。在前期常规平板型损伤控制保险丝研究的基础上,该文提出了一种利用面内预起拱机制进行梁柱节点损伤控制的保险丝装置。阐明了建议的结构损伤控制保险丝装置(简称保险丝)的构造与工作机理。设计了6个不同预起拱情况、不同长细比的保险丝试件,并采用拟静力加载方式对保险丝的受力机理与抗震性能进行研究。对试验结果的分析发现:与平板保险丝相比,面内预起拱型保险丝的滞回曲线更饱满,受压强度更稳定;预起拱延缓了强度退化;随着长细比减小或预起拱高度的增大,强度退化变缓;分肢转角超过0.07 rad左右时,保险丝受损导致强度逐渐下降,建议对其进行更换。力学模型计算结果与试验结果基本吻合,可估算预起拱型保险丝特征强度。

大跨度钢管拱桥拱脚预埋件制作工艺技术

拱脚预埋件是钢管拱桥梁中较为主要的连接方式,具备力学性能优越,安装稳定、牢固,容易施工定位,经济性优越,还能在一定程度上调节钢管拱的安装偏差等优点。围绕预埋件制作工艺,介绍制作流程以及遇到的重难点,采取的精度控制措施和工艺方法对拱脚预埋件制作的精度和效率起着关键性作用。

连续梁桥施工预拱度计算方法研究

采用Midas Civil有限元软件进行建模分析,在悬臂挂篮浇筑施工过程中,建立施工线形控制体系,对施工预拱度进行预测,施工过程中与理论值进行比对,不断调整仿真模型,确保连续梁桥施工过程及成桥状态结构安全、几何线形符合规范要求。

现浇简支箱梁双层贝雷梁支架法预拱度控制技术

随着贝雷梁支架法在现浇箱梁施工中的广泛应用,特别是在跨越既有公路、河流时双层贝雷梁单跨式的设计就更为突出,而在预压试验的基础上预拱度的控制尤为重要。对此结合蒙华铁路营盘山大桥双层贝雷梁支架法的预压试验,阐述预压试验的过程、目的和意义。通过对预压数据的整理分析,得出了模板需要设置的预拱度,为指导箱梁混凝土浇筑施工提供了依据,为类似支架法施工提供了一些可借鉴的经验。

基于无应力状态控制法的K式钢桁梁桥起拱研究

目前工程上对于钢桁梁桥起拱问题的研究主要针对N式桁架节间,但K式钢桁梁桥节间的预拱度设置尚未有统一的计算方法。为解决K式节间的起拱问题,基于分阶段成形结构力学平衡方程,将节间的相对预拱度作为输入,推导得出各杆件伸缩量的数学表达式;针对下承式钢桁梁桥预拱度设置特点,进一步得出同时伸缩下斜腹杆与竖腹杆、同时伸缩下斜腹杆与上弦杆、同时伸缩上弦杆与上下斜腹杆共3种情况下的杆件伸缩公式,并借助实桥数据计算和几何试算进行验证。研究结果表明:该方法实用可行,充分验证了钢桁梁K式节间的无应力状态起拱为纯几何起拱,起拱过程不会产生附加内力和起拱支座反力。

考虑预拱度的钢管混凝土拱桥拱肋放样精细化分析

钢管混凝土拱桥施工放样时的拱肋坐标按二次抛物线设置预拱度比较准确。以浩吉铁路三门峡卢氏县洛河大桥钢管混凝土拱桥为工程实例,按二次抛物线设置预拱度推导出拱肋中心线在拱平面内为悬链线时的拱肋中心线实际坐标公式,并根据李特规律,推导出考虑高度变化的桁架式拱肋上下边缘弦杆节点的坐标公式。采用有限元分析软件ANSYS对洛河大桥斜拉扣挂施工过程进行仿真分析,计算得到拱顶预拱度和拱肋放样理论坐标值,经过修正后的数据保证了桥梁合拢时达到设计理想的线形。实践表明考虑预拱度的拱肋坐标精细化确定使钢管混凝土拱桥施工线形控制科学、准确、易行。

浅埋大断面双连拱隧道地层变形控制技术

由于特殊的断面形态,浅埋大断面双连拱隧道的施工通常伴随较大的风险。厦门某双连拱隧道断面面积为498.8 m2,面对复杂的地质条件和敏感的周边环境,地层变形控制是关键。该工程采用全孔一次性帷幕注浆,双侧壁导洞法、3层支护结构、支护时机优化等变形控制关键技术,通过FLAC3D数值模拟和理论分析,研究施工过程中横向、纵向地表沉降,分析地层变形云图,结果表明变形均在安全范围内。

可缩性U型钢拱架卡缆节点力学特性试验研究

针对深部巷道可缩性U型钢拱架易在卡缆节点处产生破坏的问题,以U29型钢拱架卡缆节点为研究对象,建立承载力二次预紧提升率评价指标,通过室内试验和数值试验对影响卡缆节点承载力的初始扭矩、搭接长度和二次预紧等因素进行研究。试验结果表明:初始扭矩和搭接长度是影响拱架节点承载能力的主要因素;同时对节点施加二次预紧,能够有效提高拱架节点的承载能力,当初始预紧扭矩为150 N·m、搭接长度为500 mm时,二次预紧后承载力可提高35.30%;当初始扭矩大于160 N·m时,二次预紧的提升效果将不再明显;搭接长度小于400 mm时,试件在受力后期会因变形过大无法起到有效约束作用。

管幕预筑法施工引起的地表沉降:顶管群施工顺序的影响

以太原火车站下穿隧道为例,研究了封闭管幕预筑隧道在顶管阶段的地表沉降特征。首先采用数值模拟分析了3类顶管顺序,从上向下、上下同时施工和从下向上的9种工况,顶管施工顺序引起的地表沉降特征。数值模拟结果表明采用从上向下的顶管施工顺序引起的地表沉降量最小,为12 mm;采用从下向上的顶管施工顺序引起的地表沉降量最大,为25 mm。通过大尺寸模型试验对数值模拟结果进行了验证,模型试验结果与数值模拟结果一致,从上向下的顶管施工引起的地表沉降最小,从下向上顶管施工顺序引起的地表沉降最大。基于数值模拟与模型试验结果,确定了太原火车站北隧道的顶管群施工顺序,现场监测结果表明选择的施工方案满足沉降要求。研究结果表明,在顶管施工阶段相邻顶管之间会形成微土拱,隧道上方相邻管道之间的微土拱将组合成大的管土拱结构,可以减少隧道下方和两侧顶管阶段引起的地表沉降。因此,考虑隧道上方管土拱结构的顶管施工顺序可以减小下方顶管施工引起的地表沉降。

系杆梁现浇支架π型牛腿及预埋件设计与施工

以浙江省丽水市生态产业集聚区水阁至腊口公路工程石浦大桥主桥系杆梁现浇支架在桥墩处的π型牛腿及预埋设计与施工为例,重点阐述了对应位置支架设置情况和设置π型预埋件的缘由;根据施工环境条件选择预埋件的结构和构造;对预埋件按设计规范进行锚筋截面设计,并用安全系数法进行焊缝连接及锚固校核验算和优化,保证其安全性,希望能为类似结构设计提供参考实例和思路。

覆膜支架体外预开窗技术治疗主动脉弓部疾病

传统开放手术治疗主动脉疾病患者,尤其是在累及弓部及弓上分支的情况下,患者并发症发生率及死亡率较高。胸主动脉血管腔内修复术(TEVAR)是主动脉弓部疾病患者的首选治疗方式。在3D打印技术的支持下,进行覆膜支架体外预开窗技术,有助于TEVAR术中的准确定位,患者围术期并发症少且术后恢复快。本文将详细介绍覆膜支架体外预开窗技术治疗主动脉弓部疾病的详细操作步骤。

温度效应对CFST拱桥拱肋预拱度取值影响的探讨

为探讨制作温差对拱肋预拱度取值的影响,以某主跨528 m的中承式钢管混凝土拱桥为依托背景,利用MIDAS/civil建立有限元仿真模型,分析了五个不同制作温差梯度对拱肋成拱线形的影响。计算结果表明:当拱肋制作温差与设计基准温度相差较大时,原设计预拱度可能存在设置不足的情况,建议拱肋预拱度取值应计入拱肋制作温差对成拱线形的影响。此外,依据9座钢管混凝土拱桥实例,在有限元计算结果的基础之上结合Plane函数和Levenberg-Marquardt优化算法,得到了单位环境变温与空钢管状态下拱顶挠度间的显式函数关系式。

基于双参数地基的隧道预支护拱棚壳体力学模型

隧道预支护技术作为重要施工辅助方法,除能够有效加固围岩外,还具有良好的承载、抑制变形作用。为了更好地模拟隧道预支护拱棚的真实受力,基于注浆管棚、水平旋喷拱棚所呈现出的壳体特性,首先,建立正交曲线坐标系,通过位移函数求解控制方程;然后,引入Pasternak地基模型,建立Pasternak双参数地基的拱棚壳体力学模型;最后,推导出拱棚挠度、内力、地基反力的解析解表达式。将所提模型进行案例计算和数值验证,再对预支护拱棚的变形、横纵向受力及地基接触反力进行分析,探讨了拱棚设计参数对旋喷拱棚变形的影响。与既有文献的分析方法对比表明,所提模型考虑了岩土体的连续性和注浆加固区整体性影响,相比传统方法理论上更贴近拱棚预支护真实受力状态;解析法和数值法得出的整体挠度曲线均呈勺形分布,结果吻合程度较好。力学分析表明:纵向上,拱棚能很好地调整压力分布,一定程度上使内部围岩处于免压状态;以开挖面为界,拱棚纵向弯矩、剪力的影响范围约为5倍开挖进尺。横向上,拱脚处剪应力起主导作用,拱顶处主要由正应力主导且容易发生材料破坏。不同参数对拱棚结构变形影响程度不同,总体表现为初始挠度>开挖进尺>桩径>开挖高度。

大跨度隧道预应力锚固体系协同承载的压力拱效应

为研究大跨隧道锚固体系的协同承载机理,以压力拱效应为量化指标进行分析,根据围岩开挖应力分布特征,设置无支护开挖、单一预应力锚杆支护、预应力锚固体系联合支护3种工况,研究不同围岩条件在各工况作用下的压力拱动态演化机制。研究结果表明:压力拱位置和厚度均受围岩条件影响,围岩条件越差,压力拱位置距隧道边界越远且厚度越大,不利于围岩稳定性控制;压力拱成拱系数变化趋势与切向应力一致,呈先增大后减小趋势,且切应力集中区域成拱系数大于1;预应力锚固体系作用下压力拱向隧道边界处移动,可有效控制围岩压力拱的继续发展,使压力拱更快达到稳定,并减小压力拱范围,优化压力拱形态,使其趋于“圆拱形”;预应力锚固体系对于围岩压力拱的影响效果优于单一锚杆支护,尤其是当围岩条件较差时,其协同承载效应更为显著。

大型文化综合体复杂异形钢结构吊装施工关键技术

结合上海奉贤区青少年活动中心项目的工程实践,针对大部分单体顶部为连续圆拱、异形钢构件数量与类型众多等特点,采用了高精度测控、连接节点优化、二次预拼装及可控小变形吊装等成套吊装施工关键技术,解决了复杂异形钢结构构件加工、现场拼装、高空吊装就位、焊接质量等方面的诸多难题,可为类似异形钢结构项目施工提供借鉴。

大跨度混凝土拱壳声屏障结构设计研究

北京朝阳站至五环路段(里程DK14+400~DK15+050)封闭式声屏障垂直轨线方向的结构跨度约40m,采用大跨度混凝土拱壳结构形式。结构拱形由斜线+圆弧+抛物线组成,满足建筑限高和景观要求;在拱顶抛物线段设置预应力平衡拉索,以平衡高位局部拱结构的推力,显著改善主拱结构和拱脚基础的受力状态。主拱之间的混凝土薄壳采用预制装配式壳板,通过优化SP预应力空心板和主拱结构的连接节点构造,提升主体结构施工效率的同时保证结构连接的可靠性。设计过程中,充分考虑施工组织方案,按照多个施工阶段进行包络设计;主拱结构各阶段的变形验算均满足规范要求,进行了拱结构的整体稳定性分析。主拱基础采用设反倾角的重力式混凝土条形基础形式,基础设计过程中充分考虑各种不利设计工况,充分保证基础设计的安全性。

空间外倾变截面V形劲性柱施工关键技术

针对西安奥体中心项目体育场空间外倾变截面V形劲性柱结构设计特点,详细阐述了V形劲性柱施工过程控制要点和关键技术应用,通过深化设计预起拱与基于三角稳定理论的水平钢拉杆防变形措施相结合的方法,解决了V形柱和上部网壳施工变形控制技术难题,有效预防了外包清水混凝土开裂隐患,同时利用结构自平衡原理和二次加热相结合的方法消除应变能,以实现防变形措施安全卸载拆除,确保了工程施工质量和安全,为以后类似工程施工提供参考。

引水隧道下穿铁路站场施工方案分析

为明确隧道下穿铁路站场时最佳预加固方案,基于数值模拟,分析了超前小导管与超前长管棚两种超前预加固措施效果。结果表明:随着支护刚度的增加,地表沉降、拱顶沉降等不断减小。管棚支护刚度较大,注浆后能形成梁拱效应,有效改善围岩应力状态,控制围岩变形,可作为隧道下穿铁路轨道时超前支护推荐方案。

河北易县抽水蓄能电站地下厂房顶拱预应力锚索快速施工研究

河北易县抽水蓄能电站总装机容量1200 MW,装机容量大,地下厂房布置于硬质岩微新闪长岩内,顶拱断层破碎带及裂隙密集带对预应力锚索施工难度和安全风险造成极大影响。通过选择施工有效的锚固方式,优化锚固浆体配合比,选择先进钻孔设备及使用先进的锚固技术等方法,可保证顶拱锚索施工质量,降低了施工期安全风险,实现地下洞室顶拱预应力锚索的快速施工,为同类锚索施工提供借鉴。

预筑拱控制软弱围岩变形机理的研究

软弱围岩变形主要发生在掌子面前方,控制软弱围岩变形的关键环节是控制掌子面前方变形,即预收敛。预筑拱以其横向连续性好、施工速度快等特点在控制软弱围岩预收敛方面具有良好效果。文章通过FLAC3D建立三维数值模型,分析研究了预筑拱控制软弱围岩变形的机理。研究发现:(1)预筑拱能有效地控制隧道预收敛变形、收敛变形以及隧道上方围岩变形,围岩条件变差时预筑拱作用效果更加明显;(2)预筑拱能够有效地控制掌子面前方围岩的应力释放,从而有效地控制隧道上方坍落拱的发展范围,限制拱顶区坍落拱的分布区域,减少开挖对围岩的扰动,限制围岩应力重分布程度;(3)由于限制围岩应力释放,预筑拱所受围岩荷载比传统支护所受围岩荷载大。