大跨度混凝土拱壳声屏障结构设计研究

北京朝阳站至五环路段(里程DK14+400~DK15+050)封闭式声屏障垂直轨线方向的结构跨度约40m,采用大跨度混凝土拱壳结构形式。结构拱形由斜线+圆弧+抛物线组成,满足建筑限高和景观要求;在拱顶抛物线段设置预应力平衡拉索,以平衡高位局部拱结构的推力,显著改善主拱结构和拱脚基础的受力状态。主拱之间的混凝土薄壳采用预制装配式壳板,通过优化SP预应力空心板和主拱结构的连接节点构造,提升主体结构施工效率的同时保证结构连接的可靠性。设计过程中,充分考虑施工组织方案,按照多个施工阶段进行包络设计;主拱结构各阶段的变形验算均满足规范要求,进行了拱结构的整体稳定性分析。主拱基础采用设反倾角的重力式混凝土条形基础形式,基础设计过程中充分考虑各种不利设计工况,充分保证基础设计的安全性。

大跨度局部自平衡混凝土拱壳结构专项分析研究

京沈客专在北京朝阳站段(里程DK14+400~DK15+050)封闭式声屏障采用结构跨度约40m的大跨度混凝土拱壳结构形式,主拱结构之间应用单向简支的SP预应力预制板,主拱高位设置预应力拉索形成局部自平衡体系。针对预制壳板安装和预应力拉索张拉的工序开展不同施工方案对比分析,对比不同施工方案对应的结构受力和配筋设计情况。利用规范公式近似计算主拱混凝土的收缩应变和徐变应变,开展考虑混凝土收缩徐变的施工模拟分析,对收缩徐变造成的结构受力状态变化进行详细的研究。利用考虑塑性铰的动力时程分析方法分别对结构单体中间跨和边跨进行断索专项分析,研究了主拱结构的抗连续倒塌能力以及拉索更换的可行性。研究表明:考虑混凝土的收缩徐变,预应力拉索会产生一定的索力松弛,跨中段主拱的轴力也会有所下降,但不影响主拱结构受力的安全性。中跨或边跨发生断索时主拱结构均不会发生倒塌破坏,通过设置连系梁,混凝土拱壳结构具有较高的安全冗余度。

银川火车站站房混凝土拱壳结构稳定性能分析

混凝土拱壳结构可以满足建筑所要求的复杂外形,并能很好利用混凝土的受压性能,在实际工程中有众多的应用。银川火车站站房采用了三个清水混凝土拱壳结构,壳体纵向最大跨度27m,体型较为复杂,受力性能特殊。运用通用有限元程序ANSYS对混凝土壳体进行分析,确定其失稳模态,得到拱壳结构对于外载的反应以及自身屈曲性能,探讨了混凝土壳体结构非线性有限元计算的可行性,所得分析结果可为类似结构设计提供依据。

瞭望塔基座大厅混凝土结构设计

北京瞭望塔由5个单塔组成,各塔身之间利用疏散通道设置4道连接桁架,将5个单塔连接为整体,建筑体型非常复杂。瞭望塔包含基座大厅、塔身、顶部塔冠三部分。底部为混凝土基座大厅,基座大厅屋盖结合建筑采光天窗造型,采用交叉编织混凝土梁板结构,有效保证水平力的传递。基座大厅范围内将上部塔身钢管混凝土筒壳改为钢板组合剪力墙,可以显著增强结构的侧向刚度,有效解决了塔身结构嵌固深度不足的问题。基座大厅入口大厅采用混凝土拱壳,最大跨度近50m,上部最厚覆土12m,边界条件与受力情况复杂,采用加肋方式提高承载力,减轻结构自重。