受限空间下盾构隧道及顶管同步施工技术研究

城市地下市政基础设施建设时常会受到地面及地下的各种限制,这也是地下工程施工研究的重点方向。结合工程实例,针对城市空间受限、地下空间内管线复杂、地上空间涉及众多权属单位和既有建筑物的情况,本文对施工方案进行了优化研究,创新性地开创“盾构电力隧道+顶管法预制大直径混凝土管道后导洞双向同步施工”技术,创造性使用盾构顶管双向双重受力反力架,减少了盾构机停机时间,缩短了21天的施工工期;高效地利用城市地下空间,减少对周边环境的影响,使电缆路径选择和敷设更加便捷和经济,节省了至少100万元的施工成本。该技术在广州市南大干线500千伏电力隧道某项目中得到成功应用,取得了良好的社会和经济效益,可为类似工程实践提供参考,具有较好的推广与应用价值。

矮塔斜拉桥双肢薄壁墩0#块托架M型反力架预压技术研究

以渠江特大斜拉桥双肢薄壁墩0#块托架预压施工为研究背景,设计并提出了一种M型反力架,并采用Midas Civil建立有限元模型,对预压施工过程中M型反力架的受力和变形进行计算分析。研究表明,预压荷载作用下M型反力架的受力和变形均满足设计要求,表明该型反力架可有效保障双肢薄壁墩0#块托架预压施工的顺利进行。同时,有限元数值计算可有效应用于相关预压施工的反力架设计中。

盾构始发后靠剪力墙对反力架力学特性影响研究

[目的]由于盾构始发场地空间有限,导致反力架尺寸受限,难以单独提供足够的盾构始发反力。因此,需设计并安装反力架后靠结构,以实现两者协同受力。[方法]以上海机场联络线工程为背景,采用有限元分析方法,系统地研究了反力架与剪力墙之间的连接方式,并分析了剪力墙的纵向长度、厚度及高度等参数对反力架结构受力与变形的影响。通过模拟计算,筛选出反力架与剪力墙之间最优的连接方式以及剪力墙的最优尺寸组合。[结果及结论]反力架与剪力墙间采取贴合的连接方式,避免反力架和永久结构贴合面传递弯矩,对永久结构影响更小,并可以有效释放反力架不利部位的弯矩,使反力架受力更加合理。随着剪力墙纵向长度的加长,可显著提高反力架和剪力墙结构受力变形能力;剪力墙厚度的变化对反力架受力变形影响较小,但在一定程度上可以增强剪力墙自身受力、减小变形;剪力墙高度对反力架和剪力墙结构受力及变形的影响非常显著;当剪力墙高度小于13.5 m时,由于墙顶未锚入中板,导致反力架和剪力墙自身的受力、变形均处于不利状态。

受限空间内盾构始发反力架受力特性及设计优化

[目的]鉴于盾构隧道在空间受限环境下的始发作业中,反力架的尺寸受到严格限制,为确保能够承受大直径盾构机始发时产生的巨大反力,并有效控制受力变形,特提出研究设计一种具有足够强度和刚度,同时结构紧凑、适应空间受限环境的反力架。[方法]以上海机场联络线工程JCXSG-8标段为背景,针对反力架尺寸受限的实际情况,深入研究了不同后靠支撑方式下反力架的受力与变形特性。通过优化反力架的局部构造和传力撑的布置形式,提出了改进方案,并结合现场实际施工条件进行了验证,以确保设计的合理性和有效性。[结果及结论]在反力架后靠设置中,采用剪力墙相较于斜撑更为优越,能有效提升结构稳定性。此外,在下斜梁增设中支座,显著减小了下斜梁端支座的弯矩,进而有效降低了底梁和竖框梁的扭矩,提升了整体结构的承载能力。同时,上斜梁上传力撑的数量及其布置方式对反力架的最大弯矩和变形具有显著影响。本工程实际施工中,采用了1 m厚的反力架,并在其后靠位置设置了900 mm厚的剪力墙,同时在反力架下斜梁上增设了支座,并适当减少了上斜梁上传力撑的数量。

可移动式预制楼梯结构性能试验反力架的研发与应用

结构性能检验是评定预制楼梯进场质量的重要措施。但是,由于单跑形式的预制楼梯与双跑形式的预制楼梯在高度和跨度上的尺寸差别较大,且单跑形式的预制楼梯高度较高,这对预制楼梯结构性能试验过程中荷载施加的便捷性与安全性以及单套试验装置对不同尺寸预制楼梯的适用性提出了巨大挑战。为了解决这个问题,论文提出了一种用于预制楼梯结构性能试验的可移动式预制楼梯结构性能试验反力架。这种新型的试验反力架允许在线移动,使其易于调整和操作。反力架采用型钢加工,加工成本较低。此外,该反力架的设计简单可靠,方便进行调整,以满足每个试验的特殊需求。通过分析这种反力架的结构特点、操作方案和优点,可以看出该反力架降低了预制楼梯结构性能试验的难度及检测人员的劳动强度。

高墩连续刚构桥0^(#)-1^(#)块托架反力架预压施工技术

为解决传统的物料堆载预压方式对高墩大跨连续刚构0^(#)-1^(#)块进行加压存在高空作业不安全、难以实施以及复杂性大等问题,以银昆高速新建工程友联红河特大桥高墩连续刚构0^(#)-1^(#)块为例,对预压施工的特点、难点和改进措施进行了分析,并提出了一种适用于高墩大跨连续刚构0^(#)-1^(#)块托架反力架预压施工技术即在桥梁墩顶和墩旁埋设承重托架,并设置观测点和反力架,对托架进行反向荷载预压。此外还需要布设分配梁,以实现荷载的均衡分配。

东柳河特大桥连续梁0#块托架三角型反力架预压技术研究

以东柳河特大桥连续梁0#块托架预压施工为研究背景,研究并提出采用三角型反力架对托架进行预压,同时采用Midas Civil有限元软件建立模型,对三角型反力架在预压施工过程中的受力和变形进行计算分析。研究表明,三角型反力架各杆件在预压荷载作用下的受力和变形均符合设计要求,则采用三角型反力架可以有效解决高墩连续梁0#块托架预压困难的问题,为托架预压提供新的方法。同时,应用Midas Civil建立有限元模型对预压施工的反力架进行受力验算。

极限空间下异形反力架设计与安装

反力架为盾构机始发提供反作用力,它是盾构机始发成功的关键要素,根据不同工况,其结构形式有所不同。结合实际工程案例,在极限空间环境下,基于常规的反力架结构特点对其进行优化改进,设计出异形反力架,分析各构件和各支撑焊接点的受力情况并验算其强度,有限元软件模拟证明整体结构受力安全可靠。同时,对反力架在有限空间条件下的安装工艺进行了详细的介绍。盾构机已顺利始发,性能良好,未出现变形、位移等现象。该案例的成功应用为在相似工况下的反力架选型与应用提供了借鉴经验。

预制装配式桥墩足尺推覆试验反力架装置设计

济郑高铁省界段预制装配式桥墩开展足尺推覆试验配套反力架需满足施加竖向作用荷载13400 kN、水平作用荷载3400 kN的要求,尚没有操作简便、安全可靠、满足加载要求的反力架装置。提出三种反力架设计方案,介绍了单向分离式、整体式和自平衡式方案的特点,比选确定采用自平衡整体式反力架方案,有限元数值模拟分析验证了方案的强度和刚度均满足试验要求。研发的桥墩推覆试验反力架装置目前国内型制最大,实现了水平、竖向的不借助外力加载,减小了开展大吨位推倒试验所依赖外部结构规模,能重复使用、经济性优,完全实现设计预期。

装配式排架混凝土碱骨料反应诊断与加固治理

文章阐述了工程实例结构长期开裂和检测过程。勘测了排架柱混凝土现场破坏的宏观特征,并对粗骨料进行分类。基于能谱分析,水泥浆体MgO含量不是造成排架柱混凝土胀裂的主要原因;类型一的骨料-水泥石截面过渡区碱性氧化物(K、Na离子)产生渗透反应,诊断为碱-硅酸反应。根据试验结果,芯样膨胀率平均值均大于0.04%,确证了排架柱混凝土胀裂破坏由碱骨料反应所致。对此,采用注胶封缝和增设隔离夹层方法治理原排架柱碱骨料反应;采用新增箱形截面排架柱等效置换承载力方法进行加固处理。

金属有机框架ZIF-8材料及其在电化学析氧反应中的应用研究进展

ZIF-8是近年来新材料领域的研究热点,其拥有较大的比表面积、灵活的化学结构、永久的孔穴和较高的孔隙率,在气体储存、催化和膜分离等领域具有广阔的应用前景。ZIF-8是由金属Zn 2+与2-甲基咪唑反应形成的一种多孔材料。本文重点总结了ZIF-8材料的合成方法,并对其在电化学析氧反应(OER)中的应用进行综述。设计并开发出具有优良性能的ZIF-8及其衍生材料对电化学OER的应用具有重要作用,并进一步对其用于电化学OER存在的机遇和挑战进行了展望。

基于金属有机框架的燃料电池阴极催化材料的设计

质子交换膜燃料电池具有转化率高、噪音低等优点,但其阴极采用了高成本的贵金属铂。在此,采用具有单原子特性的金属有机框架材料来替代铂材料。从理论上构建以Mn等过渡金属原子为连接节点的金属有机框架,采用第一性原理计算方法考察其作为阴极电催化剂的氧化还原特性。研究表明,以Mn为中心连接节点的金属有机框架氧还原活性最佳,过电位为0.32 V,工作电位为0.91 V。研究结果为金属有机框架单原子催化材料的应用提供了理论支撑。

大跨度管桁架屋盖整体提升对下部混凝土结构的影响研究

为研究张家口奥体中心游泳馆大跨度管桁架屋盖在提升过程中对下部混凝土结构的影响,分析了不同数量、不同布置方式的提升架对混凝土楼板和框架梁挠度影响。设计5种不同提升架模型,研究其受力特性。研究结果表明,提升架模型d在风荷载作用下的水平位移为其他模型的2倍,模型e 4个吊点在相同竖向荷载作用下传递至支座的轴力相差较大。提升架吊索失效不利于提升架受力,应予防治。当提升架支座反力作用于梁板时,只对受力点影响较大,对其余部位影响较小,且多受力点共同作用对梁板的影响为多个单受力点对梁板影响的线性叠加。薄弱区框架梁承受提升架支座反力时,可在梁下部加设临时钢柱支撑,加设支撑后梁最大挠度减小约50%。

钢结构反力架系统力学性能研究

钢结构反力架系统是开展土木工程结构静力、拟静力试验的重要设备。在试验过程中,钢结构反力架系统的力学性能将直接影响试验结果的可靠性。因此,该文以拟静力试验加载全过程的钢结构反力架系统为研究对象,通过测点布置钢结构反力架的关键受力位置,使用软件Midas对刚度变化进行有限元分析,验证有限元模型的正确性。结果表明:在水平荷载加载前后,同位置测点应力最大相差28.08%,各测点应力变化较小;Midas计算的钢柱应力与对应试验测点应力最大相差21.64%,钢梁应力与对应试验测点应力最大相差23.97%;在竖向荷载情况下,钢梁Midas位移计算结果与参考手册的误差为18.92%,但通过理论与有限元误差分析发现,Midas计算模型更符合实际边界条件,位移计算结果也更准确;选取相应的设计规范对钢梁进行刚度校核,发现钢梁的刚度条件远小于各规范的限值,证明钢结构反力架系统满足设计和大型试验加载精度的要求。该文的研究结果可为工程结构实验室钢结构反力架系统的设计和优化提供参考。

新工科背景下化学反应工程课程体系改革探索

化学反应工程属于化工专业的必修课程,但其知识体系庞大,对其授课过程带来了极大的挑战。在新工科背景下,如何构建和完善化学反应工程的知识体系以满足新工科“厚基础、宽口径”的需求,成为化学反应工程课程教学改革的重点。本文从国内外化学反应工程教材体系入手,结合目前课程教学中存在的问题,提出了课程体系改革的新设想,旨在提高课程的教学质量,培养学生解决实际工程问题的能力。

线粒体衍生肽MOTS-c在代谢及衰老相关疾病中的研究进展

线粒体衍生肽是由线粒体DNA编码的一系列肽,具有与线粒体相似的功能。线粒体开放阅读框12S rRNA-c(MOST-c)是线粒体12S rRNA短开放阅读框编码的一种由16个氨基酸组成的多肽,与线粒体DNA基因组同源,其在压力应激等的作用下在细胞核内发挥细胞功能甚至类似激素作用。MOTS-c与线粒体共定位,在骨骼肌、睾丸、心脏等器官组织中表达,啮齿类动物和人类血浆中均可检测到。MOTS-c通过抑制细胞内叶酸循环和嘌呤核苷酸生物从头合成,激活AMP活化的蛋白激酶,发挥调节代谢、抗衰老、抗炎、镇痛等作用,有望成为代谢及衰老相关疾病新的治疗靶点。

上盖框架建筑的大底盘地铁车站结构抗震计算的振型分解法-反应加速度法

为得到上盖框架建筑时大底盘地铁车站结构的实用抗震设计方法,基于系列土-地铁车站及其上盖框架结构体系动力相互作用数值模拟试验,揭示了上盖框架结构对大底盘地铁车站结构地震响应的影响规律,再在借鉴地下结构抗震计算传统反应加速度法的基础上,提出一种适用于地上、地下一体化结构体系中的地下结构抗震分析的振型分解法-反应加速度法。首先,从理论上验证了振型分解法-反应加速度法的可行性,并详细介绍了该方法的力学模型和实施步骤;其次,以北京某核心区地铁车站与上盖高层建筑一体化工程为背景,对比时程法和传统反应加速度法的计算结果,分析了峰值加速度、结构刚度、土层刚度、上盖结构高度、地震波类型等影响因素下振型分解法-反应加速度法的计算效果。结果表明:所提出的振型分解法-反应加速度法是一个操作简便、精度较高且计算结果偏于安全的简化分析方法,可在类似工程的抗震计算中应用。

基于HyperWorks的反力架优化设计

运用HyperWorks的尺寸优化功能对挤压机受力部件的反力架进行优化分析。经过静力分析、第一次优化、重新调整优化参数和第二次优化,最终满足目标函数和约束函数要求,得出了最优的设计方案,最终优化结果较初始方案材料减少38.0%,既满足了强度与刚度的设计要求,又降低了成本。其间运用Shell壳单元和Beam梁单元替代实体单元简化模型,并使用其1/2模型进行对称分析,从而大大减少了网格数量,提高了运算速度和效率;应用第二类响应功能创建约束函数,较好地解决了直接调用第一类响应无法处理的问题。

镍基MOF衍生Ni@PC用于氧还原催化性能研究

开发高效、低成本的非贵金属氧还原催化剂是提高燃料电池效率的关键。以六水合硝酸镍和二甲基咪唑作为金属源和氮源,制备Ni-MOF前驱体,并采用低温热解法合成了纳米棒状镍掺杂多孔碳(Ni@PC)复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱和物理吸附仪等多种表征手段,对催化剂进行形貌和结构表征。利用旋转圆盘电极技术测试了其氧还原催化性能。结果表明:Ni@PC呈现三维交错的纳米棒状,其比表面积为178.7m^(2)/g,具有介孔结构。在0.1mol/L KOH电解液中,Ni@PC的氧还原起始电位为0.89V(vs RHE),其极限电流密度可达4.91mA/cm^(2),在动力学电位区,Ni@PC的Tafel斜率为64mV/dec,氧气分子在Ni@PC催化剂上以四电子机理反应还原成水,该催化剂具有优异的耐久性和抗甲醇稳定性。因此,Ni@PC有望替代商业Pt/C催化剂,在能源领域具有广阔的应用前景。

一种适用于大直径盾构机自进式整体过站的施工技术

以广州某标段大直径盾构设备整体过站为背景,研究一种适用于大直径盾构设备自进式整体过站的施工技术。从特殊环境以及现有技术的弊端进行了对比,设计研究了盾构机过站托架的设计、托架与反力架的安装、抬升千斤顶的安装、托架滑行轨道的制作、盾构机及托架自进式过站技术。结果表明:该技术妥善解决了大直径盾构设备快速经济的整体过站问题,避免了大直径盾构分体式过站及传统的方式整体过站存在的一系列弊端,确保了盾构机安全、快速、经济的整体过站,大大缩短盾构施工工期。同时,该技术获得了业主及业内人士的高度评价,综合效益显著,也为类似地铁施工提供了借鉴和参考。