焊接空心球连接H型钢Z字形螺栓节点静力性能研究

提出了一种新型焊接空心球连接H型钢Z字形螺栓节点(新型螺栓节点),该节点适用于全装配大跨度弦支穹顶结构体系上部网壳连接。该节点的弦杆采用热轧H型钢,方便栓接、施工便捷、制造能耗低,可以实现部品部件到体系的标准化。为了研究新型螺栓节点的静力性能,对该节点进行了轴压、轴拉、纯弯和压弯荷载工况下的有限元分析,研究了该节点在不同荷载工况下的破坏模式、承载力、刚度、延性等力学性能指标,对比分析了新型螺栓节点与焊接空心球连接H型钢焊接节点(焊接节点)的破坏模式和静力性能。研究表明,在轴压和压弯荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆局部屈曲和屈服,在轴拉荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆全截面屈服,在纯弯荷载下新型螺栓节点和焊接节点的极限破坏模式均为H型钢弦杆局部屈曲。新型螺栓节点可以实现塑性铰远离焊缝和拼接区,符合“强连接,弱杆件”的设计要求。

襄阳东站钢屋盖超多杆连接节点设计与足尺模型试验研究

襄阳东站屋盖南北向长358m,东西向最大跨度86m,采用焊接球钢网架,整体不设变形缝,南端开设瀑布造型大洞口,由于屋盖结构超长、不连续、大悬挑及瀑布造型使得钢屋盖空间受力十分复杂,特在分叉柱柱顶沿南北向设置加强杆以加强屋盖瀑布区洞口两侧边缘约束刚度及改善结构整体受力性能。钢屋盖瀑布区悬挑端分叉柱柱顶节点相连杆件达12根之多,该节点作为屋盖结构的关键节点,其受力状态尤为复杂,创新地采用了半铸造半相贯焊连接形式并采取了构造加强措施,针对该超多杆连接节点进行了足尺模型加载试验验证,详细介绍了试验加载装置、加载方案、试验现象及试验结果,并进行了有限元对比分析。结果表明有限元对比分析结果与加载试验吻合较好;该超多杆半铸造半相贯焊连接节点构造合理、承载力高,薄弱部位出现在与铸造本体相连的接长钢管上,满足强节点弱构件、强连接弱构件的设计要求。

异型结构铝模可调节背楞支撑体系施工技术

在沿海城市超高层建筑中常设置各式各样的弧形波浪状混凝土结构造型线条,复杂的混凝土线条节点造型一次性现浇成型质量难以控制。结合沿海城市波浪状线条特点,创新地提出使用定型钢模板施工异型波浪状的混凝土现浇结构,采用可调节背楞加固定型钢模板保证线条节点的一次性现浇成型质量,同时可调节背楞又不因其异型形状而无法周转使用,既保证了异型混凝土结构的一次性浇筑质量,又可满足绿色施工要求。

南京某文娱中心大跨空间钢结构设计

南京某文娱中心为造型复杂的大跨空间钢结构体系,由异型屋面、超高排架柱和高大抗风幕墙构成。为满足屋面建筑造型和屋顶排烟等需求,提出了双向变高度的折板网架屋盖结构形式,最大限度降低了二次找坡的用钢量。基于可视化编程平台Grasshopper,通过分区处理的方式实现了屋盖的参数化建模,后导入3D3S进行结构分析和设计,结果表明该屋盖整体刚度较好,满足设计要求。屋盖下方采用25根无侧向支撑的超高排架柱提供支承,针对柱高10~60m的情况,对比了混凝土柱、四肢钢管格构柱、四肢钢管混凝土格构柱在截面、成本和功能等角度的差异,最终确定采用经济性和功能均较好的四肢钢管格构柱。根据不同区域特点,将抗风幕墙分为落地幕墙和吊挂幕墙,探讨了它们与主体结构的连接方式,并针对落地幕墙进行了平面桁架、立体桁架和实腹箱形柱3种幕墙结构方案的比选,最终采用成本最低的平面桁架方案。

城市高架桥Y型墩柱高效施工技术研究

随着我国经济建设的持续发展,高架桥在交通系统中的地位愈加重要。为了提高城市高架桥Y型墩柱施工技术的安全性、精确性和经济社会效益,针对复杂市域环境下预制部件吊装精度难以把控、钢筋笼绑扎定位不准确、模板支撑困难,以及混凝土浇筑浆液渗漏等问题,提出了一种城市高架桥Y型墩柱高效施工技术,创新了钢筋笼预制吊装技术和Y型墩柱模板施工技术。同时,借助行业规范和ANSYS软件,进行了钢模板面板、竖楞、宽度方向柱箍、拉杆,以及整个钢模板支撑体系的安全性验算,计算结果均符合要求。经工程实践验证,该技术有效加快了施工进度、提高了工程质量,具有显著的经济效益和社会效益,为复杂市域环境下高架桥Y型墩柱施工提供了新的思路。

大跨度异形空间钢桁架安全吊装施工技术

钢桁架具有结构跨度大、异形、施工复杂且常规设备难以完成整体吊装等特点,制定合适的吊装方案是保证钢桁架结构质量和安全的关键。吊装方案的选取需要综合考虑钢桁架吊装过程中结构的应力比和变形、运输难度、高空焊接量、安全性等因素。该文以“中国传感器十大园区”——重庆市传感器特色产业基地暨西部(重庆)科学城北碚园区主出入口大跨度钢结构桁架安装为例,对比分析了各种吊装方案的优缺点。对比发现分三段吊装方案对吊装设备和场地要求低,吊装危险性较低,可实施性较好。在此基础上,结合现场施工环境和工期成本,对大跨度异形钢桁架分段吊装的整体施工流程、施工工艺、技术要点等进行了详细介绍。该工程对大跨度异形钢桁架吊装方案的尝试,为相关复杂工程的吊装方案提供了一定的借鉴。

深中通道西人工岛现浇隧道钢木组合弧形模板施工技术

深中通道西人工岛岛上现浇隧道部分墙体为曲率渐变的弧形结构,为适应隧道弧形结构施工,采用前期方案设计与现场工艺验证相结合的方法,研究形成钢木组合弧形模板施工技术。经工程实践证明,该技术较好地解决了变曲率弧形墙体模板通用性程度低的难题,相较于常规的定制钢模板或散拼木模板体系,钢木组合弧形模板体系在质量、安全及成本控制方面具有较为明显的优势,可为类似工程提供借鉴。

大断面工字形钢板梁智能制造施工技术研究

为了提升大断面工字形钢板梁施工的效率与质量,本文通过介绍工程概况、大断面工字形钢板梁的智能制造技术、翼板矫正方法、施工机械的选择与布设策略,以及结构预拼装流程,分析了这些技术和方法在实际施工中的应用效果。研究结果表明,智能制造施工技术能够显著提高大断面工字形钢板梁的施工效率,降低施工成本,并提升结构的质量和稳定性,为相关工程领域的技术创新与实践提供了有益的参考。

T梁翼缘横坡可调节式活动模板研究与应用

为解决T梁定型钢模板自重大、造价高、费工费时的问题,研究一种T梁翼缘横坡可调节式活动模板,以适应不同横坡的T梁现浇要求。该模板的支撑架竖杆为10#槽钢,横杆及斜杆为8#槽钢,可调节螺杆为φ16丝杆,翼缘板处模板与侧模板之间采用活动铰连接,并设置刻度计,实现T梁翼缘板处横坡的自由、精准调节,可实现同一套模板浇筑具有不同横坡的T梁。经计算分析和工程应用,证明此种横坡可调节式活动模板具有施工方便、提供工作效率、节约施工成本等优点。

异形钢护筒围护大直径深埋地下管道改迁技术研究与应用

随着地下空间的快速开发,地下工程建设的深度也在增加,实际工程中面临着一大批大直径深埋管道的改迁问题。为了安全可靠地对大直径深埋地下管道进行改迁割接,研究1种异形钢护筒结构对地下管道改迁的施工技术;分别从异形钢护筒内径与企口尺寸、壁厚、下沉激振力、坑底MJS地基加固、地下管道走向边界定位等方面做出具体分析。在宁波市鄞州大道综合管廊工程中,运用该施工技术,对1条横穿盾构轴线的DN1600原水管,完成顺利改迁。通过工程实践,验证该技术适用于淤泥质软土地区大直径深埋地下管道改迁,并具有良好的经济效益与社会效益。

高大模板扣件式钢管支撑系统整体受力性能研究

采用有限元软件ABAQUS对高大模板扣件式钢管支撑系统的整体受力性能进行分析,利用弹簧单元模拟扣件的半刚性连接,通过屈曲分析得到的屈曲模态施加初始缺陷,并将有限元计算结果与3个工程项目的实测结果进行对比,验证有限元模型的准确性。在此基础上,利用有限元软件对高大模板扣件式钢管支撑系统的稳定承载力进行参数分析,分析的参数包括扣件拧紧扭力矩、支撑高度、横杆步距、立杆纵距、立杆横距、初始缺陷等,得到了各因素对其整体稳定承载力的影响规律。参数分析结果表明:横杆步距、立杆横距、初始缺陷对高大模板支撑系统稳定承载力影响显著,随着横杆步距、立杆横距、模态比例因子的增加,稳定承载力迅速减少。通过调整立杆的计算长度系数,将高大模板扣件式钢管支撑的整体稳定承载力计算等效为一根立杆的稳定承载力计算,并提出计算长度修正系数的简化设计公式,为工程人员的运用提供参考。

整体提升平台装置在高层建筑施工中的应用

整体提升平台装置是近年来在我国在推进绿色施工上逐渐发展起来的新型施工装置,详细介绍了钢结构整体提升平台装置的构件组成、安装过程以及施工工艺。该施工技术具有高效、合理等特点,保证了工程质量和安全施工。

大跨异形钢连廊连体结构振动台试验研究

为研究高烈度区大跨异形钢连廊连体结构的抗震性能,开展1/30缩尺模型的模拟地震振动台试验。通过33个工况,分析连体结构的破坏特征、动力特性、加速度、位移和应变响应。结果表明:8度多遇和设防地震作用下,连体结构未发生破坏,自振频率无明显改变,基本为弹性状态;随着地震动强度的增大,连体结构的损伤逐渐累积,自振频率逐渐下降,主楼和附楼I的加速度放大系数逐渐减小,钢连廊与附楼I连接处发生微小裂缝,钢连廊跨中的竖向加速度放大系数先减小后增大,同时钢连廊对竖向振动放大效应明显,且带有明显的扭转反应;8度罕遇地震作用下,主楼和附楼I的剪力墙、框架柱出现裂缝,钢连廊与附楼I连接处的破坏加剧,其竖向自振频率下降了3.37%。连体结构的薄弱处位于钢连廊与附楼I的连接处,该处发生局部锚固破坏。连体结构的层间位移角未超过抗震规范的限值,满足"小震不坏"和"大震不倒"的抗震设防要求。

基于试验的大跨异形钢连廊连体结构地震易损性分析

为研究大跨异形钢连廊连体结构的地震易损性,以某实际工程为研究背景,首先分别定义连体结构中的框架剪力墙结构、橡胶支座端和预埋锚固端的极限状态与损伤指标,并采用有限元软件SAP2000建立分析模型。其次,根据结构所在的场地条件,选取了24条地震动记录,并对结构进行三向地震激励下的增量动力分析。在此基础上,以最大层间位移角、橡胶支座的剪切应变和预埋锚固端的损伤因子作为结构地震需求参数,以地面峰值加速度作为地震动强度参数,根据增量动力分析的结果,得到大跨异形钢连廊连体结构的地震易损性曲线。最后,采用振动台试验对易损性分析结果进行验证。结果表明:在8度罕遇地震时,主楼、附楼I、橡胶支座端及角钢预埋锚固端发生毁坏的超越概率分别为0.8%、0.3%、0及47.7%,整体结构发生毁坏的超越概率上界为48.4%,下界为47.7%。这说明用局部结构的地震易损性来评价整体结构的地震易损性是偏于不安全的。易损性分析结果也显示连体结构易发生损坏的部位依次是预埋锚固端、主楼、附楼I和橡胶支座端,这与振动台试验结果相同。建议在设计中加强连体结构的锚固端,保证其可靠连接。

全钢大模板应用技术探讨

根据全钢大模板的设计、构造和施工工艺,分析了全钢大模板应用中常见的问题,提出了解决措施、方法。

武汉青山长江公路大桥南主墩锁口钢管桩围堰设计

武汉青山长江公路大桥主桥为(350+938+350)m双塔双索面斜拉桥,大桥南主墩基础由大直径钻孔桩及哑铃形承台组成。承台平面尺寸巨大(98.9m×39.5m),埋置深度约15m,需进行超大型深基坑施工。承台采用锁口钢管桩围堰施工方案,围堰平面设计为101.7 m×41.3m的正多边形哑铃结构,总高35m,其中锁口钢管桩长33m,钢管桩顶部设有2m高单壁钢围堰(用以现场根据实时水位进行接高)。围堰共设有3层内支撑,内支撑为1.8m×1.2m的钢箱结构,封底混凝土厚5m,在承台系梁处设计8根1.8m辅助桩以减小封底混凝土应力。采用MIDAS软件对围堰整体及局部受力进行分析,结果表明,围堰结构各项指标均满足规范要求。

新型组合弧形钢模板在高速铁路隧道仰拱整幅施工中的应用

以向莆铁路夏茂隧道出口施工为例,针对以往仰拱模板存在质量大、安装困难、仰拱施工工序多、仰拱与边墙基础不能一次浇筑、施工成本投入大等缺点,通过对隧道仰拱结构尺寸多次细致研究,绘图模拟分析论证,最终设计出了成本低、施工方便灵活的仰拱新型组合弧形钢模板,克服了以上模板施工中存在的缺点,并对模板的设计、加工及仰拱混凝土整幅浇筑施工工艺进行了详细介绍。

港珠澳大桥深水区非通航孔桥钢箱梁架设线形分析

港珠澳大桥深水区非通航孔桥变截面连续钢箱梁桥跨度为(110+150+110)m,该桥主梁为单箱双室薄壁钢箱梁,采用大节段吊装施工,划分为152.6,64,151.15m三大段。为了实现大节段钢箱梁顺利合龙,采用MIDAS Civil有限元软件建立全桥空间梁单元模型,对该桥钢箱梁无应力制造线形、大节段安装线形、支座预偏量、大节段临时匹配时的梁端转角等进行精确的计算分析。结果表明:主梁的预拱度最大值位于中跨跨中区域,为520 mm,边跨预拱度最大值为100mm;64m大节段钢箱梁与相邻的152.6m和151.15m大节段钢箱梁的梁端转角均为0.022 2°,对应的顶板配切量分别为0.9mm、0.8mm;在大节段钢箱梁吊装前,支座均向远离纵向固定支座的方向预偏,3个活动支座的预偏量分别为15.5,18.8,31.7mm。

U形薄壳大渡槽无对拉筋模板施工技术

介绍了U形薄壳预应力混凝土大渡槽无对拉筋模板的设计和安装,可供同类工程施工参考。

西堠门公铁两用大桥主桥结构设计

西堠门公铁两用大桥主桥为主跨1 488m斜拉-悬索协作体系桥,公铁平层布置。主缆垂跨比为1/6.5,斜拉索与吊杆交叉索共9对,纯悬吊段长452m。主梁采用流线型三箱分离结构,中间箱通行铁路,边箱通行公路,主梁全宽68m(含风嘴),中心线处梁高5m。桥塔为A形钢筋混凝土结构,高294m。斜拉索采用Φ7mm高强平行钢丝束,呈扇形布置。主缆空间布置,塔顶处横向中心间距6m,跨中处横向中心间距26.5m,标准抗拉强度2 000MPa。4号桥塔墩采用设置钢沉井基础,5号桥塔墩采用18根Φ6.3m大直径钻孔桩基础。金塘岛侧锚碇采用岩锚,册子岛侧锚碇采用嵌岩重力锚。理论分析和试验研究表明大桥具有良好的静、动力性能,能够满足高速铁路行车要求。