预制装配式型钢混凝土梁抗剪承载力的智能模型研究

通过建立计算预制装配式型钢混凝土(PSRC)梁抗剪承载力的智能模型,在一定程度上提高了计算精度与适用性。基于BP人工神经网络算法,通过对影响PSRC梁抗剪承载力的相关参数进行梳理,选取14个主要影响参数作为输入层,以试算法确定隐含层节点数为5,初步构建了3层结构人工神经网络系统;以收集的76组试验数据作为学习样本,对构建的神经网络系统进行训练,建立了对PSRC梁及SRC梁抗剪承载力计算的N14-5-1智能模型。使用智能模型对6个PSRC梁构件及6个SRC梁构件进行抗剪承载力计算,并通过与规范公式计算结果、试验结果的对比分析,证明了智能模型具有良好的计算精度及较好的泛化能力,具有一定的工程参考意义。运用Garson算法对输入参数进行敏感性分析,结果表明箍筋间距、型钢屈服强度、箍筋屈服强度、型钢腹板含钢率对抗剪承载力影响较大。随着研究试验的开展,在收集更多具有代表性的试验数据以扩充学习样本后,可对智能模型进一步优化。

预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁承载力分析

盖梁的轻量化发展是实现全预制桥梁的必然要求。基于已有的预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁静力试验,采用有限元软件ABAQUS对试件PRC1进行数值分析,有限元计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。通过修改已验证的有限元模型参数,进一步分析外壳混凝土强度、纵筋配筋率和交界面接触设置对预制模壳填芯混凝土悬臂盖梁力学性能的影响。基于钢筋混凝土一般构件的承载力计算方法建立试件的理论计算公式,并对提出的计算公式进行验证。研究结果表明:当外壳材料为普通混凝土时,混凝土强度等级从C35增加到C60,峰值承载力仅提高1%,而当外壳材料为超高性能混凝土(UHPC)时,峰值承载力相较C35提高了22%。纵筋配筋率与峰值承载力呈线性增长趋势,当顶部第1排纵筋直径从14 mm增加到22 mm时,峰值承载力提高了34%。交界面接触设置为绑定约束比面面接触的峰值承载力更接近试验值,且后者是相对保守的。基于钢筋混凝土一般构件建立的承载力计算方法所计算结果与试验结果和有限元分析结果吻合较好。

石灰石粉硅灰复合胶凝体系预制梁混凝土试验研究

文中研究了石灰石粉、硅灰以不同比例取代粉煤灰的预制梁混凝土工作性能及物理力学性能变化规律,并结合扫描电镜分析其对混凝土微观形貌的影响,从微观层面揭示石灰石粉硅灰复掺胶凝体系影响混凝土性能的微观机理。结果表明,石灰石粉取代粉煤灰掺量的67%、硅灰取代粉煤灰掺量的33%,预制梁混凝土性能最佳,相较于基准混凝土,坍落度提高10%,扩展度提高6.3%,1 h坍落度、扩展度经时损失分别下降了33.3%,37.5%;3,7,28 d抗压强度分别提高3.2%,4.2%,12.6%;3,7,28 d弹性模量分别提高3.5%、3.7%、6.1%;干缩率接近基准混凝土。复合胶凝体系混凝土微观结构中C─S─H凝胶比例大幅提高,C─S─H凝胶聚集成层状,对混凝土起到更好的填充和黏结作用。按适宜比例复掺的石灰石粉硅灰预制梁混凝土工作性能和力学性能要优于单掺粉煤灰,并且不影响混凝土的干缩变形。

预制混凝土梁智能喷淋养护系统设计及应用

针对预制混凝土梁传统养护方式的不足,研发了一种智能喷淋养护系统,主要由供水系统、智能控制系统、水资源再利用系统、物联网远程控制云平台、喷淋组件等组成。该系统根据混凝土水化热释放规律、极低功耗无线传感器网络采集的环境温湿度、风速及梁体表面温度,计算预制梁养护面湿度、梁体表面与环境温差及喷淋间隔时间,采用反馈控制策略,实现预制梁智能喷淋养护;基于四级沉淀回收技术,收集未被吸附的养护水和雨水,通过水资源再利用系统处理并循环利用;应用5G远程控制云平台,开发基于MQTT协议的智能喷淋云管理平台,实现远程管控。该系统已应用于多个制梁场,郑济铁路原阳制梁场应用结果表明:智能喷淋养护方式下预制梁表面湿度都不低于95%,且梁体表面与环境温差不超过20℃,混凝土标准试块10 d即能达到设计强度,优于传统人工养护方式,满足预制梁智能喷淋养护需求。

公路桥梁混凝土预制梁静载试验方法及评定标准研究

随着我国基础设施建设的快速发展,公路桥梁作为交通网络重要组成部分的安全性和可靠性越来越受到广泛关注。装配式混凝土预制梁桥因其具有标准化施工、速度快、工艺成熟、质量易控制等优点,在桥梁建设工程中得到广泛应用。混凝土预制梁是桥梁结构中的关键部件,其质量直接影响桥梁的整体性能。因此,对混凝土预制梁进行静载试验,以验证其力学性能和结构安全性,是保证桥梁质量的重要环节。本研究旨在探讨公路桥梁混凝土预制梁静载试验方法及评定标准,为桥梁混凝土预制梁静载试验提供科学依据和技术指导。

混凝土预制箱梁蒸汽养生施工质量控制研究

混凝土预制箱梁蒸汽养生是重要的施工工艺,关系到桥梁结构的质量和耐久性。本研究聚焦于蒸汽养生过程中的质量控制,旨在通过科学的方法确保预制箱梁的结构完整性和性能稳定性。通过实验研究确定了养生温度、时间和湿度等关键控制点,分析了它们对混凝土质量的影响。研究结果表明,遵循最佳的养生条件可以显著提高混凝土预制箱梁的质量。混凝土的初始配比、原材料质量和操作工人的技能也对施工质量起着重要作用,建议采取自动控制系统、混凝土配比优化和专业培训等技术措施,同时在工程实践中建立严格的质量控制程序。通过这些措施,可以提高混凝土预制箱梁的施工质量,确保工程的成功和结构的长期安全性。

预应力混凝土预制箱梁静载试验及有限元研究

本文以提高桥梁工程稳定性与耐久性为主要目的,采用试验的方式,对预应力混凝土预制箱梁进行静载试验与有限元分析,获得试验结果与分析结论后,客观评估结构的稳定性与可靠性,确保结构的受力性能符合技术要求,最终获得一系列理论成果和实践经验,有利于提高预应力混凝土预制箱梁的施工质量和效率,研究成果以期为从业人员提供参考和借鉴。

空心预制混凝土板梁强度性能提升及其力学性能研究

随着现阶段我国科技水平的升高,城市化发展进程持续加快,相关的道路设施建设也趋于完善,这就会在无形之中提升整体桥梁空心预制混凝土板梁施工作业的要求,平板预应力桥梁以及预制梁是目前我国桥梁项目当中使用频率较高且适用范围较广的施工技术。对此,本文主要就空心预制混凝土板梁强度性能提升及其力学性能展开探究,正确认知该项工作开展的重要性,以我国某一工程项目为例进行深度剖析,掌握关键技术,分析影响其强度性能提升的主要因素,做好项目施工质量管控等多项工作,旨在提高其力学性能,并为后续我国所开展的相关工程项目提供经验,供给借鉴,明确项目施工的参考控制点。

基于反拉法的预制混凝土小箱梁锚下有效预应力损失影响因素研究

预制梁锚下有效预应力是反映结构工作状态的重要指标,准确识别梁体锚下有效预应力的大小可提高桥梁结构的安全性和使用性,但由于施工工艺、材料性能、环境等多因素的影响,导致预制梁锚下有效预应力在注浆之前就产生了一定程度的损失。为探索锚下有效预应力损失超量效应,以广东省肇庆市新桥大桥新建预制混凝土小箱梁为例,基于反拉法分析了梁体起拱度、分批张拉和时间效应对预制混凝土小箱梁锚下有效预应力的影响规律,针对各影响因素提出了相应的改善措施,尽可能保证了张拉后预制混凝土小箱梁锚下预应力的有效性,为施工张拉后锚下有效预应力损失的控制措施提供了指导与借鉴。

基于激光点云的预制混凝土箱梁外观尺寸检测方法研究

为精确评估复杂施工环境下具有弯扭变形的预制混凝土箱梁的外观尺寸制作精度,基于三维激光点云提出预制混凝土箱梁的外观尺寸和整体变形全流程检测方法。该方法针对扫描点云的非均匀性,提出了点云混合压缩算法,较好地保护了曲率特征和低密度区点云。通过点云边界识别、点云面域分割提取特征线和特征面;对实际扫描中点云缺失面进行填充;采用切片投影法提取构件局部断面点云以进行尺寸计算。以某单跨高架桥8片预制混凝土箱梁为检测对象,针对7个典型尺寸检测项目,计算分析了其点云计算值和现场测量值的绝对差值,依据《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG F80/1—2017)评估了箱梁整体尺寸的制作精度,运用统计学方法评估整体变形形态。结果表明:箱梁7个尺寸检测项目共132组对比数据中80.3%的绝对差值保持在10 mm以内,验证了本文点云特征提取及尺寸计算方法具有较高精度;箱梁整体尺寸制作质量基本合格;箱梁上拱线形更接近三次多项式曲线,腹板相对扭转角保持在2°以内,表明箱梁并未产生过大的扭转变形。

蒸汽养护下预制混凝土T梁早期温度场试验研究

以杭甬高速复线宁波段二期TJ-4标段30m足尺预制混凝土T梁为试验对象,测量了混凝土水化热与蒸养环境温度耦合作用下T梁温度场和温度时程的变化规律。试验结果表明:试验梁混凝土温度峰值为52.2℃,出现时间为混凝土T梁蒸汽养护结束时,位置在跨中截面顶腹板交接处芯部。最大内表温差为5.7℃,出现时间为蒸养结束后7.5h,位置为跨中截面底板芯部-外表面。混凝土T梁在蒸汽养护结束后,水化反应放热量达到最高值,温度由腹板芯部向T梁表面递减。顶板、底板和腹板温度时程变化规律一致,T梁局部尺寸较大处温差较大。由于T梁端部腹板较厚,混凝土芯部热量相对不易散失,导致端部混凝土芯部平均降温速率相比其余两个测试截面较慢。研究成果可为实际工程控制混凝土T梁早期温度场变化提供参考。

近场爆炸荷载作用下装配式钢筋混凝土叠合梁动力响应数值分析

为研究装配式钢筋混凝土叠合梁的抗爆性能,采用显式动力有限元软件LS-DYNA建立了相应的数值模型,通过已有的钢筋混凝土现浇梁爆炸试验研究对数值模型进行了验证。采用验证了的数值模型对爆炸荷载作用下的叠合梁和现浇梁进行动力响应分析,考虑比例距离、炸药量、浇筑方式等参数变化对装配式钢筋混凝土叠合梁动力响应及抗爆性能的影响。结果表明:随比例距离减小或炸药量增大,梁破坏形态由弯曲破坏向弯剪破坏转变,梁位移响应加剧;叠合梁抗爆性能略低于现浇梁,但尚能满足规范要求。

预制T梁架设阶段横向温度梯度作用侧向变形研究

为控制大跨预制混凝土T梁架设阶段由横向温差导致的侧向失稳,以标准截面预制混凝土T梁为背景,对架设阶段横向温度梯度作用下的T梁侧向变形进行研究。建立截面热传递理论模型,通过热传递有限元分析得到主梁温度时程与分布,并与实测结果对比以验证有限元分析准确性,分析极端环境条件下(最高气温、最低气温、最大温差和最强太阳辐射)截面横向温度梯度分布,提出横向温度梯度多线性分布模式和预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形简化分析方法。结果表明:热传递有限元分析计算结果与实测结果吻合;混凝土T梁顶、底板温差明显,且均产生较大的横向温度梯度;顶、底板及腹板的最高温度均出现在太阳直射边缘,最低温度出现在横向中心位置附近;采用简化分析方法计算预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形,并得到不同标准截面梁在极端横向温度梯度下的侧向变形与跨径的关系,可为预制混凝土T梁架设时侧向变形控制提供参考。

混凝土小箱梁早龄期开裂风险与防控

预制混凝土小箱梁在浇注期间水化热作用下产生显著里表温差,存在早龄期开裂风险,影响其安全性及耐久性。为明晰预制混凝土小箱梁早龄期开裂风险,以陕西省安康地区某混凝土小箱梁桥为依托,研究其早龄期温度作用、温度效应及开裂风险,并通过正交试验分析得到了影响预制混凝土小箱梁早龄期开裂风险的主要因素。结果表明:预制混凝土小箱梁在浇注后水化反应迅速,12~16 h后,混凝土温度达到峰值54.9℃,温度最高位置集中于顶部梗腋处及底板,而底板位置受环境作用影响水化放热时间最长,在浇注后72 h内混凝土小箱梁整体温度基本呈对称分布;水化反应期间小箱梁各位置抗力水平增长基本一致,但翼缘、梗腋及腹板中部应力水平较高,开裂风险较大,最大拉应力达到2.71 MPa,最大开裂因子达到1.2;材料属性、结构参数、环境作用对混凝土小箱梁预制期间水化热温度作用均有影响,其中材料属性影响最为显著,主要包括水泥放热量和水泥掺量,调整材料参属性及入模温度可有效降低预制混凝土小箱梁开裂风险。研究结果可以指导预制混凝土小箱梁设计及施工,降低其早龄期开裂风险,提高其安全性及耐久性。

桥梁工程预制梁智能制造技术

在公路桥梁建设中采用预制梁施工技术,可保证施工进度及施工质量,降低施工成本,有效实现公路桥梁建设的质量、工期及成本目标。基于此,为进一步提升预制梁智能化制造技术水平,保证预制梁生产质量,提高生产效率,系统探究了公路桥梁预制梁智能制造技术。详细介绍了环形生产线施工技术、智慧管理平台、节能减排技术,通过对预制梁制作过程及管理方法的优化创新,从而有效提升预制梁生产质量及效率,实现绿色、节能、环保的建设目标。

高速公路混凝土预制梁智能制造技术研究

预制装配化已成为基础设施建设的必然发展趋势,为适应新形势、新环境下高速公路工程建设的发展,预制梁智能制造技术应运而生。目前高速公路混凝土预制梁施工各工序自动化程度低,有必要将新一代人工智能制造技术引入预制构件的生产过程中。文中通过对预制梁施工关键工序自动化、标准化、智能化水平的提升及对工装设备的全面升级改造、对管理方式的再创新,实现预制梁施工安全质量水平的全面提升,达到生产效率高、绿色环保的效果。

预应力混凝土预制梁静载试验校验系数影响因素及取值范围研究

为确定预应力混凝土预制梁静载试验挠度和应变校验系数的合理取值范围,一方面,对相关影响因素进行理论分析,分别计算各影响因素偏差导致的结构校验系数变化,并以此为基础,综合分析得到挠度和应变校验系数的合理取值范围。另一方面,以524片预制梁的静载试验结构校验系数测试结果为样本,绘制频数直方图,推测概率分布为正态分布,并采用图方法、爱泼斯—普利(Epps-Pulley)法对假定进行检验;然后根据概率密度函数计算不同保证率下校验系数的取值范围。研究结果表明:预制梁梁顶应变校验系数符合正态分布,而挠度、梁底应变校验系数符合对数正态分布;预制梁挠度和应变校验系数理论推算结果与试验统计分析结果基本一致,在保证率为95%时,其挠度校验系数上限值为1.0,应变校验系数上限值为1.05。

高速公路桥梁预应力混凝土预制梁板认证实施技术典型案例解析

鉴于我国高速公路安全运营的需求,针对在公路桥梁预制混凝土构件建造中存在的问题,提出了相应的认证依据和认证规则。以某高速公路改扩建项目为例,深入混凝土预制件生产现场,对资源配置、施工工艺、质量通病及防治措施、安全和环保保障措施等开展评估。依据施工方案评估、首件工程检查、产品检验和初始工厂检查评价等,给出产品认证结果。该项工作的开展为公路桥梁预应力混凝土预制梁板的认证提供了初步标准。

铁路预制混凝土梁缺陷对结构受力性能的影响试验研究

我国铁路简支梁桥以等跨布置的32 m预应力混凝土梁结构为主。为研究混凝土缺陷对结构受力性能的影响,对一片有施工缺陷的32 m混凝土简支梁进行了静载试验,分析了桥梁跨中下缘混凝土不密实及裂缝对梁体受力性能的影响。结果表明:当混凝土梁跨中下缘不密实时,不密实区混凝土的弹性模量和抗拉强度均会降低,导致梁体的预应力度、竖向抗弯刚度和抗裂性能降低。当预制混凝土梁跨中下缘出现不密实情形时,应通过静载试验来检验其刚度和抗裂性能是否满足规范和设计要求,评定合格后方可架设。

智能温控蒸汽养护技术在预制T梁制造中的应用

为了有效提升预制T梁的施工质量和施工进度,提出一种智能温控蒸汽养护技术用于预制T梁的制造。该技术具有可视化、信息化及智能化特点,能实现快速、精准的养护参数控制。通过合理温度下的养护、预制T梁内外温度的控制、强度的实时监控实现混凝土温控蒸汽养护的智能控制。现场应用表明,智能温控蒸汽养护技术能有效提高预制T梁蒸养质量和效率,对确保施工质量具有显著成效。