武汉光谷多功能地下空间内支撑格构柱补强及换托技术

针对多功能地下空间结构施工过程中可能遇到的问题,以全球规模最大的单个地下空间项目——武汉光谷地下空间中的1标段为例,详细介绍了底层地铁结构在上部内支撑不拆除的前提下如何移交轨道单位铺轨。针对轨道路径上的格构柱,项目通过格构柱切割补强及换托等不同技术方案比较,确定最优方案。在保证基坑支撑结构安全的同时顺利移交地铁结构。

既有高铁站屋脊型钢结构雨棚柱换托施工技术应用研究

随着我国高速铁路不断的建设发展,新建高铁线引入既有高铁站,使既有高铁车站扩建改造工程已成为高铁建设发展的必然趋势;既有高铁站增加到发线、增建站台、接长旅客地道和候车室等设施,针对既有高速铁路车站改扩建工程中,在不影响整个雨棚安全稳定性的前提下,对既有大跨度钢结构雨棚柱加固、托换施工技术进行研究攻关。

考虑粘结滑移本构模型的托换梁承载特性分析

粘结滑移有限元分析是掌握型钢混凝土托换梁变形特性的关键手段。采用有限元分析软件建立了考虑和不考虑型钢与混凝土粘结滑移两种有限元模型,分析了托换梁荷载-挠度曲线、型钢应变及箍筋应变的变化规律。结果表明:不考虑粘结滑移时,托换梁的极限荷载、跨中挠度与试验值差值百分比范围分别为1.0%~6.8%和11.3%~24.5%,受剪段中部、梁跨中位置的腹板应变和内、外侧箍筋应变与试验值的差值百分比分别为23.1%、46.4%、15.8%和45.8%;考虑粘结滑移后,托换梁的极限荷载、跨中挠度与试验值差值百分比范围分别为0.7%~4.5%和5.7%~18.2%,受剪段中部、梁跨中位置的腹板应变和内、外侧箍筋应变与试验值的差值百分比分别为2.7%、1.3%、11.6%和27.7%;考虑型钢与混凝土粘结滑移的有限元模型可更准确地模拟梁的承载力和变形。

流动·增容——基于结构托换技术的既有建筑改造设计方法

结构托换能够有效降低空间改造的工程量,是建筑改造工程朝向精细化、轻量化、低碳化发展的有效措施之一。结构托换技术与空间设计目标的协同需要跨专业的方法体系指导。文章从形态学视角概括了结构托换技术的类型及与其协同的空间设计策略,提出了结构与空间协同的托换空间设计方法,最后通过在南京小西湖街区部分建筑改造项目中进行实践验证,为托换技术与空间改造设计的协同运用提供了理论基础和实证参考。

基坑盖板下逆作车站地下连续墙托换破除技术

附属结构与地铁车站连通常需要对地下连续墙进行破除,当地下连续墙上设有临时承重盖板时破除的施工难度更大,风险更高。以某地铁盖挖逆作车站的地下连续墙破除施工为依托,提出了利用局部破除体作为临时竖向支撑进行托换破除的施工方法。首先,采用数值计算分析了不同托换间距对盖板结构体系的受力影响,综合施工进度和作业空间考虑,确定预留1m宽的临时托换柱和不大于12m的破除间距为控制指标,能够满足各受力结构体系在临时托换施工下的承载性能要求;其次,对盖板下地下连续墙破除及切割块转运施工进行了详细分析,给出了分块尺寸、切割块吊装、预留柱节点等关键施工环节的控制指标与做法。实施结果表明:利用既有地下连续墙作为临时托换结构进行破除地下连续墙的施工方法,安全可靠,施工速度快,成本经济。

框架柱托换节点抗震性能研究

为了研究框架柱托换节点的抗震性能,设计了5个包裹式托换节点,进行往复加载试验,分析结合面高度和界面钢筋对托换节点破坏形态和抗震性能的影响。建立了托换节点的非线性数值计算模型,验证了数值计算模型的正确性。试验和分析结果表明:结合面高度对托换节点的抗震性能影响显著,结合面高度为200 mm时,界面钢筋影响托换节点的破坏模式,托换节点的初始刚度随着界面钢筋数量的增加而增大;结合面高度为300 mm时,界面钢筋对托换节点的抗震性能影响较小。

框架结构抽柱托换施工全过程数值模拟

为了实现新旧结构体系的转换,需要采用抽柱托换技术。文章采用施加温度荷载模拟千斤顶加卸载工况,利用Midas Gen建立抽柱托换施工过程分析模型,对框架结构抽柱托换的施工全过程抽柱托换区域内相关构件的内力、变形的变化规律进行了分析。结果表明,采用该方法建立的抽柱托换施工过程分析模型能够较好地反映抽柱托换施工过程中结构构件受力状态的变化规律,各层千斤顶加卸载工况对结构构件受力的影响较大,在抽柱托换过程中应重点关注,并采取相应的监控措施。

不中断交通条件下的悬索桥吊索更换方案及托换装置设计

为研究不中断交通条件下的长吊索更换技术,本文以某悬索桥吊索更换工程为背景,根据原吊索的构造特点,考虑托换装置在主缆上的不同安装方式,设计出骑跨式和销耳式2套吊索更换托换装置。通过对托换装置、张拉系统、反力梁的设计构造分析,换索过程中结构的受力性能分析,比较了2套方案的优劣。结果表明:吊索更换过程中2套托换装置的传力路径基本一致,由于销耳式托换装置设计方案中锁夹的构造形式与永久索夹相同,施工时选用了销耳式托换装置。

历史文化保护砖木结构建筑原位托换保护关键技术研究

本研究以上海市某更新项目中单栋优秀历史保护建筑为例,探讨研究了砖木结构历史文化保护建筑原位托换的关键技术。通过现场调查和施工实践,分析了该技术在保护这类建筑中的重要性。研究结果表明,原位托换关键技术包括原有结构加固、基础处理、墙体加固、双组锁紧机构等,能够有效解决具有一定程度结构老化和损坏的砖木结构建筑物的顶升问题,确保建筑物的安全和完整性。该研究成果可为类似建筑的保护和修复提供有益借鉴。

托换桁架加固法拆柱框架可行性研究

既有建筑拆柱扩空间改造与加固相伴相生,研究分析拆柱改造加固方案,并通过工程实例对比验算分析托换桁架加固法拆柱框架结构的可行性。结果表明,托换桁架加固法可达到预期加固目的,具有一定的可行性。

超高层建筑框筒结构的混凝土墙柱托换施工技术分析

由外围钢框架和内部混凝土芯筒组成的框筒结构具有刚度大、造价低等优点,已在超高层建筑设计施工中得到了广泛应用。随着使用年限的增加,需对该建筑结构进行改造加固,因此,混凝土墙柱托换施工必不可少。文中以某超高层建筑工程项目为例,对混凝土墙柱托换方案进行了详细阐述,并基于二次受力对其进行改造加固设计,利用测试仪器以及支撑系统设计对托换全过程进行测试与分析,验证托换加固方式的实际应用加固效果,以期进一步提高工程施工质量。

某宴会厅拆除柱托换改造工程关键技术研究

结合实际工程案例,针对某宴会厅二层托换改造工程,分析了拆除柱前后对结构总体性能和原结构构件内力的影响,根据拆除后结构的受力特点和相关结构构件不满足要求的根本原因提出采用后张法预应力混凝土托换桁架整体加固的方法,同时讨论了托换改造加固施工阶段的施工顺序并进行了防倒塌分析,得出该加固方法安全可靠的同时可较大程度减小加固范围。

微型钢管桩托换已有建筑物桩筏基础的应用研究

为了研究微型钢管桩托换加固已有桩筏基础建筑的实际应用,以三门峡市某已有桩筏基础建筑物的基础托换工程为例,对已经产生倾斜的16层已有建筑物进行事故原因分析,结合以往实际工程案例经验以及各加固方法优缺点对比,最后采用微型钢管桩托换基础和外扩筏板基础相结合的加固方案。通过单桩竖向承载力计算、稳定性计算以及现场原位试桩,确定微型钢管桩施工工艺以及控制参数,利用现场沉降位移监测,对托换加固方案效果进行评价。结果表明:微型钢管桩托换和外扩筏板基础相结合的加固方案不仅施工工期短,加固机理明确,而且施工期间对建筑物扰动较小,综合加固效果显著;根据监测数据,测点DX1、DX2和DX7处累计沉降量相对较大,其中测点DX1处最大累计沉降位移为-81.1 mm,测点DX7处最大日均沉降为-1.23 mm;被加固的已有建筑物在施工完微型钢管桩大约15 d以后,日均沉降位移稳定控制在0~0.05 mm·d^(-1)之间;研究成果可为填方区地基不均匀沉降加固设计提供一定的参考。

圆木柱组装式钢托换节点受力性能试验研究

圆木柱组装式钢托换是木结构古建筑整体移位托换的关键技术。为研究托换节点的承载能力,设计了8个圆木柱组装式钢托换节点,考虑不同螺栓预紧力和结合面处理方式对托换节点抗剪承载力的影响,研究了不同工况下托换节点的受力特性、相对位移变化规律及极限承载力。结果表明:圆木柱组装式钢托换节点在轴向荷载作用下呈滑移破坏,增大其螺栓预紧力,圆木柱组装式钢托换节点极限承载力基本成线性增长;在圆木柱外表面刷漆处理导致结合面摩擦系数降低了约2.5%~17.2%,从而使托换节点承载能力降低了约5%~14.3%,该装置具有足够的安全储备和可重复使用性。据此提出了圆木柱组装式钢托换节点的托换承载力计算式,为木结构建筑移位工程中圆木柱的托换设计提供了一定参考。

地上托换地下扩建工程方案选型及技术要点

使用基础托换法来开发既有建筑物地下空间的施工过程可分为桩基托换前、托换后和土方开挖至设计标高3个工况。施工过程中基础托换会使既有建筑物产生二次沉降变形,由此产生的附加内力会影响到上部结构的安全。从托换桩型、托换荷载转移方式以及托换过程建筑位置,介绍了当前的基础托换技术发展情况和技术体系要点。并以上海某地上托换地下扩建工程为例,对其托换方案选型进行比选,结合施工流程探讨如何能够安全及高效的完成工程改造,为类似工程提供借鉴。

建筑物平移启动前对托换桁架的影响

为研究托换桁架的内力变化及平移时施加顶推力的依据,以某平移工程为背景,应用有限元分析软件ETABS建立了平移时的托换模型。对比分析了在平移方向的后端施加顶推力和在建筑物中间及后端同时施加顶推力对托换桁架内力的影响,研究了不同施力方式引起的托换桁架的变形,探讨了交叉斜撑的内力变化情况。研究结果表明:相比仅在建筑物后端施加顶推力,在建筑物中间及后端同时施加顶推力托换梁的最大变形可降低50%左右;托换梁最大轴力可降低50%以上;顶推力对边跨处托换桁架交叉斜撑影响最大。

大断面隧道采用“盖挖+托换”法零距离下穿运营地铁车站研究

目前,国内新建隧道下穿既有车站还是基于传统矿山法理念设计,该设计理念主要是为了抵抗来自拱顶及周边的围岩荷载,但零距离下穿车站已没有拱顶土荷载问题,边界条件已与传统矿山法发生了很大变化。虽然传统矿山法在实践过程中存在成功案例,但仍具有工期长、造价高、受力转换不清晰等弊病。论文针对传统矿山法存在的弊病提出了新的设计与施工方法,如支护及托换处理措施,进行了数值计算分析及现场监测结果分析,并在实践中成功应用。

基于Abaqus的托换结构受力性能分析

为探讨建筑物顶升纠倾托换结构连梁对上部结构受力和变形的影响,采用Abaqus软件对托换节点进行静力加载分析,对比托换节点模拟与试验的破坏模式和载荷-应变关系,验证有限元模型的有效性。设计3组托换结构,研究不同连梁高度对托换结构破坏形态、连梁受力状态和载荷-变形曲线的影响。结果表明:连梁高度的增加可提高结构的极限承载力;连梁在加载过程中产生较大负弯矩,连梁上部纵筋出现较大变形,因此合理选择连梁纵筋配置有利于提高托换结构的承载力。

盾构隧道穿越桥梁桩基群的桩基托换技术研究

为探析盾构隧道穿越桥梁桩基群中桩基托换过程的受力转换机理及盾构隧道掘进对群桩基础结构的影响,文章以深圳地铁10号线盾构隧道穿越广深高速桥梁桩基群为工程背景,采用FLAC3D开展桩基托换与地铁隧道施工的数值模拟。研究结果表明:桩基托换后,桥梁荷载体系从桥面板→桩基→地基土转换为桥面板→既有桩基+托换桩→地基土,被托换桩的上覆荷载能够有效地转移到新建托换桩上;在桩基托换与盾构掘进过程中所产生的沉降变形能够提高桩端阻力与桩侧摩阻力,使得桩基结构的最大主应力有所降低;桥梁桩基沉降量以盾构隧道推进过程中由地层损失和掘进扰动产生的沉降变形为主,桩基托换所产生的沉降量占总沉降量的20%~30%;桩基沉降变形、侧向位移与主应力降低效应均主要表现在托换桩上,非托换桩变化不大;盾构隧道管片衬砌结构变形主要产生在桩基托换区域附近,且以沉降变形为主,水平位移较小。

PLC四点同步顶升托换框架柱关键技术应用

在结构最优化及满足抗震要求的情况下,竖向构件与水平构件混凝土强度相差2~4个等级,若因过程工序管控中监管不到位或混凝土本身质量问题就很容易出现竖向构件强度达不到设计要求,常规处理方案往往采用满堂架体支撑结构,然后凿除缺陷混凝土进行置换,对于上部荷载较大时其安全风险极大。采用PLC同步顶升托换框架柱技术可以很好的解决此类风险问题,经项目实战应用,最终成功置换了缺陷柱且变形极小,后经试件检测达到设计要求强度等级,其中该方案的关键技术控制点至关重要,通过本技术应用案例的解析总结,给同类问题提供了一个安全可靠且工期可控的解决方案。