天山胜利隧道敞开式TBM钢管片支护作用效果研究

针对TBM穿越断层破碎带地层洞壁围岩松动掉块严重的问题,依托乌尉天山胜利隧道,采用数值模拟的方法,通过对比研究传统支护方式与新型钢管片支护方式下围岩变形和围岩塑性区情况,研究钢管片支护的作用效果;同时,为说明不同支护的适用条件,采用现场调研方法开展不同支护方式下施工效率和经济性对比分析。结果表明:1)断层破碎带地层中,当围岩出露护盾后,变形量与塑性区范围增大,围岩破坏程度加剧,以锚杆和钢拱架为主的传统支护方式无法较好地控制围岩变形和塑性区发展。2)断层破碎带地层中,钢管片支护较传统支护的围岩累计沉降值降低53%,围岩变形收敛快,能更好地控制围岩变形和发展。3)钢管片支护较传统支护的围岩塑性区范围小,其中边墙的最终塑性区缩小44%,且钢管片支护可实现早封闭、及时支护,塑性区均匀,更有利于围岩的稳定。4)一般地层中,传统支护方式的经济性和效率更佳;断层破碎带地层中,钢管片支护方式可提供安全作业空间,减小钢拱架+喷锚支护作业量,较传统支护经济性和施工效率更佳。

基坑工程中钢支撑预加力计算方法探讨

根据工程经验,钢支撑预加力一般取支撑轴向压力标准值的0.5~0.8倍。但是,支撑轴向压力标准值是未知数,一般计算时需通过迭代的方式确定预加力。该方法计算过程复杂,且有两个支撑轴向压力标准值,实际施工过程中到底施加多大的预加力存在较大的争议。为此,通过理论分析,将预加力作用下的支撑轴力等效为刚度增大的无预加力情况下的支撑轴力,可直接计算出支撑轴向压力标准值并确定钢支撑预加力的大小。最后通过某工程实例,与传统迭代的方法进行了对比,认为修正后的预加力计算方法简单方便、结果可靠。

钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析

针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响.

全钢质低碳基坑支护体系工程应用与碳排放分析

基于深基坑工程碳排放生命周期理论,以上海某绿色科技示范楼项目为背景,针对PC工法组合钢管桩围护结合预应力型钢组合支撑构成的全钢质低碳支护方案和混凝土常规支护方案的基坑生命周期碳排放进行定量计算与对比分析。研究结果表明:全钢质支护体系的基坑生命周期总碳排放量为混凝土支护体系的21%,通过增加重复使用次数、选择低能耗机械、缩短运输距离等措施,可进一步减少全钢质支护体系的碳排放量。

纵向框架连接系对露顶式弧形钢闸门静动力特性影响分析

弧形钢闸门是水利枢纽中重要的泄水建筑物,根据事故案例发现弧形钢闸门多因支臂失稳而发生破坏,布置支臂连接系在一定程度上可以增强闸门稳定性,但目前连接系种类众多且无明确规范布置方法。以露顶式三支臂弧门为研究对象,采用CAD-CAE联合仿真的数值模拟方法综合探究了不同形式连接系对该闸门静动力特性的影响。结果表明:连接系的布置可以显著提高闸门刚度,改变闸门结构应力分布,降低最大应力;支臂内部腹杆和斜杆对闸门静动力特性提升效果显著,应进行优先布置;在数值模拟中支臂连接系等构件对模拟结果影响较大,采用空间有限元法对弧形闸门支臂校核时应尽量避免对支臂连接系进行过度简化。研究成果对弧形钢闸门支臂连接系布置及有限元计算具有一定参考意义。

超高净空桁架结构施工技术

结合深圳前海交易广场项目建筑施工作业的实际情况,针对其超高空架空层桁架结构施工的实际需要,对整体施工方案予以优化,确定采用高空散拼工艺进行安装就位。同时,基于选定的方案,对施工阶段临时支撑措施设计、钢结构的吊装与安装顺序、钢结构焊接工艺等关键步骤的要点进行详细探讨。施工质量验收结果显示,本次施工的各项指标均符合标准要求。

预制单箱双室波形钢腹板组合简支梁顶板横向受力性能研究

为分析节段预制拼装施工工艺对单箱双室波形钢腹板组合简支梁顶板横向受力性能的影响,以青海三道河桥为背景,按1∶3的缩尺比设计、制作2片试验梁(1片整体梁采用整体浇筑、1片节段梁采用节段预制拼装)进行静载破坏试验,分析试验梁顶板在横向对称、偏心加载及纵向单点、双点加载共4种工况下的荷载~位移、荷载~横向应变曲线,并结合有限元分析、理论推导,研究顶板在横向不同位置加载下的横向内力变化规律、有效分布宽度以及横隔板数量对顶板横向内力的影响。结果表明:节段梁与整体梁顶板的横向应变变化规律基本一致,节段梁的横向应变略大于整体梁的横向应变;节段梁顶板有效分布宽度试验值与有限元值较为接近,二者间的误差不超过9%,且均大于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)的计算值;节段梁顶板横向应力理论计算值均大于相应横向应力试验值与有限元值;设置一定数量的横隔板对减小节段梁顶板横向应力值有较好的效果;节段预制拼装施工工艺可满足结构横向受力和变形,符合我国大力发展绿色桥梁的建设理念。

软土地区复杂基坑支护综合施工技术

温州某工程位于软土地区,周边环境复杂,基坑北侧距离已建高层住宅仅25m,南侧、东侧地下管线众多,燃气管线离基坑最近处约5.5m。基坑围护采用三轴水泥搅拌桩加固技术+钻孔灌注桩+TRD工法止水帷幕,水平支撑采用1道混凝土支撑+两道型钢组合支撑,采用该综合施工技术基坑安全顺利实施,取得了较好的经济及社会效益。

双侧大悬挑超宽钢梁施工技术研究

上海大歌剧院核心区结构顶部构件采用双侧大悬挑超宽钢梁,钢梁总长度约48 m,宽度4.8 m,总净质量为293t,钢梁截面高度仅为0.7m且内部加劲板密集,又与1.5m厚的双螺旋混凝土自由曲面厚壳连接,施工工艺复杂。通过对顶部大钢梁进行分段深化,采用“临时支撑+悬拼法”相结合的工艺,并以有限元模拟全过程仿真分析支撑起拱与卸载工况,仿真模拟与现场卸载后最终变形量基本一致,有效地保证了双曲面混凝土结构与钢结构立体交叉作业时的精度。此方法可靠地保证了施工安全及质量,是一种保证重要结构安全性的综合方法。

无地基处理的深坑开挖方法

超高层房屋建设时,通常会存在地下结构施工,其中,基坑开挖中最为重要的是电梯井、集水井等深坑结构的开挖,其开挖速度决定了结构的施工速度。采用槽钢支护法不仅避免了放坡开挖对原状土层的扰动,还提高了施工效率,是一种较为实用的深坑开挖方法。

基于不同支架体系的盖梁施工研究

为保证盖梁施工安全,需要更合理地选择盖梁支架体系。依托昆山黄浦江路南段改扩建工程施工项目H2-SG标段,介绍盘扣支架体系、普通扣件式钢管支架体系及抱箍法支架体系的设计要点、堆载预压、施工控制措施等,总结不同情况下盖梁施工所需支架体系的选择思路,为后续类似项目施工提供有效参考。

基于有限元法的U型钢卡缆受力分析研究

随着煤矿开采深度增大,支护难度也成倍提升。U型钢可缩性支架被广泛地应用于深部矿山巷道支护。卡缆是U型钢可缩性支架的关键部件,其性能直接影响着U型钢支架的支护承载性能。在理论分析U型钢拱形支架在不同受载情况下的变形特点的基础上,借助ABAQUS有限元数值计算软件,分别研究了双槽夹板卡缆在圆弧形和椭圆弧形2种型钢搭接段滑移时的力学特性,并且分析了U型钢螺栓的受力特征,得到了双槽夹板卡缆对U型钢拱形支架的约束作用会受到搭接段曲率不匹配度的影响的结论,提出了控制U型钢失效的建议。对于确保地下工程U型钢支架的稳定支护具有重要意义。

大直径高精度后插法逆作柱施工垂直度控制

对于采用盖挖逆作法施工的结构,其临时竖向支撑体系是逆作施工的关键结构,一般为一桩一柱形式,施工方法有先插法和后插法两种,北京城市副中心站综合交通枢纽工程02标段逆作柱采用后插法施工,该建筑B3层为国铁轨行层,对逆作桩柱的施工精度要求非常高,通过对后插法逆作桩柱施工工序分析,可分为两个施工阶段,分别为逆作桩施工阶段和逆作柱植入施工阶段。分析逆作桩柱施工的两个阶段,研究在深厚砂层地质条件下,对后插法逆作桩柱的关键工序:逆作桩成孔、逆作柱加工精度、逆作柱植入施工等,分别制定相应的控制措施,确保逆作桩柱达到设计精度。

逆作法施工技术在基坑支护中的应用

阐述了某基坑工程采用逆作法施工的过程,该基坑周边区域采用地下连续墙围护结构(兼作落底式止水帷幕),主楼及裙楼基础采用灌注桩,其水平支撑体系采用钢筋混凝土结构楼板,主楼核心筒、电梯间、楼梯间、车道等区域设置出土口及施工孔洞,整个基坑采用深井降水的方式治理地下承压水,取得了较为理想的效果。

SMW工法桩与前撑式注浆钢管组合基坑支撑体系施工技术

受施工场地的限制以及对成本的控制要求,针对软土地区安全等级为二、三级基坑,可采用前撑自稳式注浆钢管支撑与SMW工法桩相结合的绿色施工工艺。该工艺可部分代替传统的钢筋混凝土内支撑,可以减少混凝土支撑体系对施工的影响,具有对基坑开挖土方便利、缩短工期、降低成本、拆除简单以及支撑可回收等优点。本文主要介绍单排型钢水泥土搅拌墙结合前支撑的自稳式基坑支护施工工艺,并对施工过程中的注意事项进行探讨。

帽型H型钢嵌合型组合桩在软土基坑中的应用

本文介绍了帽型H型钢嵌合型组合桩及其工程应用,主要内容涉及帽型钢板桩的相关介绍及该围护体系的设计和施工等方面。将热轧宽幅帽型钢板桩和H型钢通过简易嵌合装置连接组成帽型H型钢嵌合型组合桩,因其工厂化加工和简易嵌合连接,具有组合形式丰富、对周边环境影响小、工期短、工序简单、运输方便、抗弯刚度大、止水性能好、轻量化、绿色可回收等特点。本文以杭州市拱墅区某软土基坑新建小学及社会停车库工程为例,提出了帽型H型钢嵌合型组合桩的设计和施工方案,并通过现场监测分析验证了嵌合型组合桩实际运用的可行性和安全性,对该工法的推广和应用贡献了较大参考价值。该围护型式在实际工程中的成功运用,可为类似工程提供借鉴。

管道支吊架的选择及设计分析

为了在已建钢筋混凝土主体结构上安装管道和支吊架,文章对管道的直径、数量和支吊架间距、钢材的选择进行了分析,总结了管道支吊架设计时的影响因素和需要注意的问题,并提出了解决措施,以期为相关工作提供有价值的参考。

大跨度钢结构屋盖落架分析方法

首先对大跨度钢结构屋盖的落架过程进行了简单分析,给出了落架应遵循的基本原则,并提出了“同步协调”和“分组分步”2种落架方式;其次,介绍了落架过程数值模拟的3种计算方法:支座位移法、等效杆端位移法和千斤顶单元法,并详细论述了各自的计算原理及特点;最后,基于ANSYS有限元软件,应用3种落架计算方法对3点支撑悬臂梁及国家体育场进行了落架过程模拟。结果表明,等效杆端位移法和千斤顶单元法是2种合理有效的方法,并可以方便地应用于工程实际中。

北京A380机库结构地震反应分析

为检验位于首都机场的北京A380机库结构在地震作用下的安全性,采用振型分解反应谱法和弹性时程分析法计算该结构小震作用下的反应,采用基于静力弹塑性分析的能力谱法及动力弹塑性分析法计算该结构大震作用下的反应。结果表明:小震作用下,机库屋盖三层网架结构的中弦杆件受地震影响较大,三维地震作用下屋盖网架结构绝大多数杆件的内力大于单向地震作用下的内力,屋盖结构的水平地震反应大于竖向地震反应;大震作用下,支承屋盖结构的柱顶最大位移角远小于其限值,塑性铰主要分布在机库后墙x=122m、x=230m附近及大门开启边跨中的钢筋混凝土柱两侧的网架下弦杆件,钢筋混凝土柱刚进入屈服,结构整体刚度没有明显下降,结构整体尚未达到最大承载能力。北京A380机库结构设计达到预定的抗震设防性能目标。

基于围岩-支护特征理论的高地应力软岩隧道初期支护选型研究

结合正在修建的兰新铁路第二双线LXS-7标的极高地应力大梁隧道,开展型钢钢架与格栅钢架支护机理研究。在综合考虑喷射混凝土时间硬化效应对初期支护强度的影响基础上,基于围岩-支护特征理论综合分析型钢钢架及格栅钢架的支护机理及其适应性,探索高地应力软岩隧道工程中不同刚度支护的力学响应过程,绘制高地应力软岩隧道几种可能的围岩-支护特征曲线,为高地应力软岩隧道合理支护形式的确定提供理论依据,并提出适合于围岩大变形的合理支护形式,以及控制高地应力软岩隧道大变形的合理措施。