复杂地质下预应力型钢支撑支护技术

随着国家城市化进程深入推进,基坑工程向着更深更广的方向发展,传统的混凝土支撑体系受其施工方式限制,造成其他工序作业不便,相比之下预应力型钢支撑支护技术能有效弥补混凝土支撑体系的不足。文章结合杭州新浦嘉园项目,对比分析两种支撑支护技术的优缺点,介绍了预应力型钢支撑支护原理、布置原则,同时结合项目监测结果,验证了预应力型钢支撑支护技术既能保证深基坑工程施工安全,也能达到提质增效的效果。

预应力型钢组合支撑应用于软土基坑支护

采用高强螺栓连接的预应力型钢组合支撑既有效提高了支撑与支护桩连接节点的强度,又扩大了传统钢支撑的适用范围。由于施工机械不能碰压钢支撑系统,盆式开挖取代先撑后挖成为可行挖土方式。介绍了型钢组合支撑的基本构造和力学分析原则;结合淤泥质土中具体工程,简述了型钢组合支撑施工流程,展示了坑周土体侧移和支撑轴力监测结果,侧移曲线并没有"大肚子",而是接近悬臂开挖的抛物线;根据监测数据反分析结果,指出支撑型钢没有等强连接是主要原因,并提出增加支撑刚度的措施。现有型钢组合支撑可用于环境保护要求一般的基坑,在改进后可用于保护要求高的基坑。

钢框架预应力支撑结构拉索初始预拉力设计方法

为了研究钢框架预应力支撑结构体系中拉索初始预拉力的取值方法,从理论上对钢框架预应力支撑结构体系进行分析,推导出预应力框架支撑结构体系拉索初始预拉力的取值公式,得到预应力拉索初始预拉力与结构层间位移角之间的关系.采用反弯点法,推导出预应力框架支撑结构体系的抗侧刚度计算公式,得到预应力框架支撑结构体系的抗侧刚度与构件的材料属性、截面属性、预应力拉索与水平面的倾角有关,与拉索的初始预拉力无关.基于推导出的预应力拉索初始预拉力和层间位移角的关系公式,提出一种预应力拉索初始预拉力的设计方法,通过算例验证了提出的预应力拉索初始预拉力设计方法的可行性,保证结构体系在设计的外荷载作用下,卸载索不退出工作,而增载索的安全储备提高了30%左右.

预应力巨型支撑—钢框架结构初始预拉力取值准则

目的研究新型结构形式——预应力巨型支撑-钢框架结构体系的工作机理,获得其初始预拉力取值准则.方法采用SAP2000建立典型算例,逐步增大初始预拉力,模拟了预应力巨型支撑参与工作的整个过程,并进行理论分析.结果预应力巨型支撑可以使结构整体产生与外部水平作用相反方向的侧移,从而减小结构的整体侧移,提高结构抗侧刚度;特定方向的外部作用下受压预应力巨型支撑对提高结构抗侧刚度起反作用,但实际工程中外部作用方向不定,应设置x型支撑.结论初始预拉力以在外部作用下受压预应力巨型支撑剩余拉力接近零为准则.

巨型钢框架预应力复合支撑体系性能初探

为研究悬挂式巨型钢框架-预应力复合支撑体系的结构性能,基于工程实际,建立该体系的三维空间模型,运用非线性有限元方法对该结构进行了竖载静力分析、风载静力分析、模态分析以及地震动时程分析,结果表明,新型复合支撑有效改善了巨型梁的竖载受力性能;水平荷载作用下体系侧移曲线总体呈弯曲型,层间侧移曲线则呈现周期性变化;体系存在密集模态成组及特征相似模态成对现象;附加阻尼有效降低了体系地震动反应,还有效克服了悬挂端位移太大的问题。

武汉青山长江公路大桥北塔施工关键技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,北塔采用A形钢筋混凝土结构,塔高279.5m,由下塔柱、中塔柱、上塔柱、上横梁及塔冠等部分组成。北塔塔柱分为49个节段,标准节段长6m,采用液压爬模施工。施工时,在塔柱内设置劲性骨架,并在两塔肢间设13道临时横撑,按施工阶段对塔肢进行主动顶推。塔柱采用C55高性能混凝土,利用超高压泵将混凝土一次泵送到位。上横梁高6m,采用支架法施工,上横梁混凝土分2层(每层高3m)与两侧塔柱混凝土同步浇筑;钢锚梁采用10 000kN·m的塔吊整体吊装;上塔柱锚固区环向预应力采用深埋锚工艺施工。

一种基坑钢支撑预应力施加数值模拟方法研究

在FLAC3D中,采用梁单元模拟基坑钢支撑时,现有的预应力施加模拟方法是在梁单元设置以后,通过对梁单元两端的节点施加一对相反的作用力来代表要施加的预应力,导致支撑预应力变为围护体系的外力这一与实际不符的情况发生。为此,本文根据钢支撑与围护结构相互作用的机理,提出一种改进的钢支撑预应力施加模拟方法—虚拟位移法,即先固定梁单元一端节点,另一端节点施加节点虚拟位移,虚拟位移再施加于梁单元上,使梁单元压缩形成预应力。以深圳地铁5号线前海湾站基坑工程为背景,进行了常规方法和虚拟位移法的比较:在对支撑结构的影响上,常规方法引起各道支撑的轴力变化与实际存在明显的差别,而虚拟位移法则与实际一致。本文工作有实际意义。

广州合景大厦圆钢管混凝土柱与钢支撑框架组合结构设计

介绍了广州合景大厦所采用的结构体系,计算分析,设计难点,特殊构件分析,逆作法方案设计,基础选型以及经济性分析等关键问题。对结构进行了计算分析,结果表明,各项指标符合规范要求,结构设计合理。

装配式高层预应力钢框架-支撑体系性能研究

为了加快我国工业化装配式钢结构发展的进程,提出了一种实现节点刚性连接的装配式高层预应力钢框架-支撑体系,通过有限元软件ABAQUS分析,研究拉索的截面面积、初始预应力度以及柱子的轴压比等参数对高层预应力钢框架支撑性能的影响,对比分析不同参数下结构的承载能力和刚度退化规律,得到该结构体系的受力模式和拉索初始预应力的取值准则.结果表明:预应力支撑可以有效地改善结构的受力性能,与钢框架结构相比,整体抗侧刚度提高了210%,极限承载能力提高了54%;拉索的初始预应力度越大,越可以延缓结构抗侧刚度的初次退化;预应力支撑钢结构体系设计时,拉索初始预拉力的取值准则为,在设计的外荷载作用下,预应力拉索的拉力大于0.

巨型钢框架—预应力支撑体系预拉力取值准则试验

目的研究巨型钢框架—预应力支撑体系的工作机理,获得其预拉力取值准则.方法进行室内模型试验,在不同的初始预拉力下,对模型进行横向加载到额定荷载,记录加载过程中受压索传感器示数为零时对应的外荷载和此时受拉索的剩余索力,以及相应的顶点侧移.结果巨型钢框架—预应力支撑可以减小结构的整体侧移,提高结构抗侧刚度;初始阶段,结构抗侧刚度随拉索预应力增大而增大,当拉索预应力增加到一定程度时,结构抗侧刚度几乎不变;预拉力以在外部作用下受压预应力支撑剩余拉力接近零为准则.结论验证了竖向预应力钢结构体系拉索预拉力取值一般准则的正确性:使得结构在外荷载作用下,受压最大的拉索剩余拉力接近于零.

某工程单向张弦梁屋盖结构设计的改进探讨

某工程单向张弦梁钢屋盖结构的预应力拉索截面较大,安全系数偏高;预应力拉索交于格构式拱下弦,传力偏心;支座采用超大型铸钢节点,加工制造复杂;屋盖满布水平交叉支撑,使结构用钢量偏大.针对这些问题,本文进行两种计算模型的分析比较,结果表明,拉索交汇于格构式拱端部形心,可显著改善杆件受力性能,减少支座尺寸和重量.最后提出了设计改进建议,以供类似工程结构设计时参考.

66m高空预应力三角撑架-贝雷架组合支模技术

春兰集团综合办公楼标高66.450m以上悬空箱形结构9m×23m。施工时将悬空楼面满堂不落地钢管脚手架搭设在工具式贝雷架框梁上,框梁搁置在下层楼面和型钢三角撑架上,为提高承载力和控制挠度,在三角撑架上施加预应力,并在悬空楼面纵向主梁中配置施工用无粘结预应力筋,以平衡其上剪力墙自重,减小支撑荷载。采用该法支撑搭设方便,施工速度快,脚手架钢管用量少,挠度易控制,承载力高,安全性好。

预应力巨型支撑-钢框架结构抗侧移性能研究

在当前的工程建设中,预应力钢结构以其技术先进、经济合理、安全适用,应用前景广阔。本文利用有限元分析软件SAP2000研究对比了预应力巨型支撑-钢框架结构与纯钢框架结构、巨型支撑-钢框架结构的抗侧移性能;从集中荷载模式和均布荷载模式两方面对预应力巨型支撑-钢框架结构的侧移模式进行了分析;并运用数值模拟手段研究了支撑的预应力与结构抗侧刚度的关系等关键问题,并得出了相应的结论,可为预应力巨型支撑-钢框架结构的设计和加固提供一些参考依据。

九运会体育馆钢屋盖预应力拉索施工技术

广州体育馆是新建成的第九届全国运动会用大型室内运动场 .主场馆平面由两个对称的弓形组成 ,纵轴长 16 0m ,横轴长 110m .屋面板全部为透光阳光板 .屋盖为空间钢结构 ,在大跨度钢桁架之间采用了施加预应力的拉索支撑 .与采用型钢支撑相比 ,拉索支撑内无压力、美观 ,而且有利于运动场采光 ,是一种新颖的先进结构 .由于施加预应力 ,后批张拉时会对先行张拉的钢索内力有影响 .屋架安装用支撑的拆除也会对已经张拉完成的钢索内力有影响 .于是选择合理的钢索体系以及如何建立合适的钢索永存拉应力 ,对于本工程的施工既重要又是难点 .

拉索直径对预应力巨型支撑-钢框架结构抗侧性能的影响

通过有限元建模分析,研究了拉索直径对预应力巨型支撑-钢框架结构抗侧移性能的影响;着重研究了拉索直径、预拉力和最大层间位移这几个参量之间的相互关系,并推导了最大层间位移关于拉索直径的拟合公式。经算例验证,该公式具有较好的适用性和精度。文章的相关研究结论可为预应力巨型支撑-钢框架结构拉索直径的优化提供参考依据。

内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙抗震性能研究

内藏钢板支撑预应力自复位剪力墙,由钢筋混凝土端柱、底部开水平短缝无粘结预应力自复位剪力墙体、两侧钢筋混凝土空心墙体、空心墙体内藏X型钢板支撑等构件组成。为探究该类剪力墙的抗震性能,设计一个试件进行低周往复加载试验,得到了试件的破坏形态、承载力、滞回曲线、刚度退化、耗能等,并采用有限元软件ABAQUS对试件进行数值模拟。试验结果表明:破坏集中在混凝土端柱塑性铰区,墙身损伤较小,预应力筋能够提供自复位能力,试件具有较高的水平和竖向承载力。ABAQUS软件数值模拟结果与试验结果吻合较好。

预应力抗风钢支撑在大跨钢结构中的应用及计算分析

新近投入使用的上海新国际博览中心的展览大厅为大跨全钢结构。结构体系中设置的预应力抗风支撑由长细比较大的预应力钢拉杆组成 ,为整个结构提供抗侧刚度。以抗风支撑为研究对象 ,对预应力拉杆的几何非线性问题进行了探讨。在此基础上 ,还对竖向以及纵向等效水平风荷载作用下的展厅整体结构进行了计算分析 ,所得结论可为今后的类似工程提供参考。

不均匀沉降引起损坏的工业钢结构加固设计

某公司机械楼钢结构在地基不均匀沉降作用下已严重损坏,结构安全和正常使用受到严重影响。在现场检测基础上分析归纳钢结构存在的主要问题,提出预应力和钢支撑相结合的加固方案;采用非线性有限单元法进行加固计算,结果表明效果良好。

马鞍山长江公路大桥左叉悬索桥中塔设计及施工

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为2×1 080m的三塔两跨悬索桥,中塔为钢-混叠合塔。通过对纵向为A形、人字形、I形3种结构形式进行研究分析,确定中塔采用I形钢-混叠合塔。中塔高为175.8m,其中钢上塔柱高127.8m,塔柱断面为单箱多室构成,钢-混接头采用无粘结预应力钢绞线进行锚固。钢塔架设中采用世界最大塔吊D5200K-240,通过厂内钢塔制造精度控制、现场跟踪测量、主动横撑线形调整,结合厂内预拼数据判断接头调整量等措施,保证钢塔安装精度,加快钢塔安装速度,创造了钢塔安装精度、安装速度的新记录。

银西高速铁路渭河特大桥加劲钢斜撑预应力混凝土箱梁节段模型静力试验研究

以银西高速铁路(银川—西安)渭河铁路特大桥主桥为研究对象,建立主梁加劲钢斜撑预应力混凝土箱梁局部节段1∶2.5缩尺模型进行静载破坏试验。将试验结果与有限元计算结果进行对比分析,系统地研究结构承载能力、受力特性和破坏机理。结果表明:该试验结构具有良好的承载能力,在1.625倍设计荷载作用下,翼缘底部出现裂缝;在3倍设计荷载作用下结构受力均匀,无整体性破坏和较大变形,传力机制明确,具有较大安全储备,满足使用和安全需求。