混凝土预制拼装塔机基础几个热点问题探讨

文章通过对混凝土预制拼装塔机基础埋深、抗倾力臂、表层土承载力、最大压应力计算及钢绞线张拉控制等热点问题的探讨,指出了提高混凝土预制拼装塔机基础的施工安装质量和安全性能的几个关键要点。

混凝土预制拼装塔机基础在宜昌市的应用及技术探讨

混凝土预制拼装塔机基础,是国内拥有自主知识产权的新技术,具有可预制、可运输、可安拆、可重复使用、适应性广的特点,具有较强的技术、经济优势,目前已在全国多个省份推广应用。本文总结了宜昌市三年多来内近千台次的实践经验,并对有关技术难点进行了探讨。

混凝土预制拼装塔机基础使用检验分析

通过对塔机相关法规及技术标准的分析研究,论证了混凝土预制塔机基础使用的合法性和安全性,提出了其安全使用、验收的依据,明确了该类塔机基础的检验方法。

混凝土预制拼装塔机基础的应用

结合混凝土预制拼装塔机基础拆装运输方便快捷、重复利用、装机周期短、节约能源、经济效益显著等特点,从工艺原理、工艺流程、施工要点、质量要求、安全控制等方面介绍了混凝土预制拼装塔机基础的应用,以期为实际工程提供借鉴。

关于发布行业标准《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》的公告第726号

现批准《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》为行业标准，编号为JGJ／T197--2010，自2011年1月1日起实施。

爆炸荷载下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的动力响应数值模拟

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证了模型的准确性.对爆炸荷载作用下PS-CFDST墩柱的动力响应进行数值模拟分析,研究了PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下的破坏过程、损伤机理和耗能机制.运用参数化分析方法,研究了爆炸距离、节段数量和预应力水平等关键参数对PS-CFDST墩柱动力响应的影响,并在此基础上提出了PS-CFDST墩柱的抗爆设计建议.结果表明:PS-CFDST墩柱除通过材料塑性损伤耗能之外,节段接缝界面滑移耗能机制对耗能贡献可达40%以上;增大墩柱可接近距离是提升墩柱抗爆安全性的有效手段,增大预应力有利于减小柱中最大水平位移和墩底剪切滑移,从而提升PS-CFDST墩柱的抗爆性能.

桥梁下部结构施工中节段预制拼装技术的混凝土无损检测研究

针对桥梁下部结构施工中混凝土损耗极为严重的问题,提出了一种节段预制拼装技术,旨在解决桥梁下部结构施工过程中混凝土致密度不高以及耐久性弱的问题。论文对节段预制拼装技术的混凝土无损检测结果进行分析,结果表明:采用节段预制拼装技术的28 d龄期的混凝土结构和56 d龄期的混凝土结构的温度、表面透气性、混凝土的电阻率、混凝土含水率均能够达到混凝土无损检测标准。

超高性能混凝土节段预制拼装桥梁断面设计

为探索超高性能混凝土材料在节段预制拼装桥梁中的应用,以某公路简支梁桥为例,出于结构优化、受力明确、造型美观等方面的考虑,将原C55混凝土单箱单室截面调整为超高性能混凝土单箱三室方案;并分析预制拼装桥梁断面结构设计、预应力设置、转向结构细部设计等内容;最后进行节段预制拼装梁弯曲试验。结果表明,超高性能混凝土工程性能优异,应用于预制拼装桥梁后大幅减轻了结构厚度和质量,截面外形更加纤薄美观,使用寿命也显著延长。

混凝土预制拼装多用塔机基础底面形状的优化

通过对塔吊基础的受力分析,在满足地基强度和塔吊基础稳定的前提下,将塔吊基础优化为十字哑铃形,以利充分发挥基础底面截面惯性矩的作用,减少基底受拉面积。同时通过适当的分块,便于在工厂预制、吊装运输和现场拼装,大大方便了塔机基础的安装,节约造价,减少环境污染。

混凝土预制拼装多用塔机基础施工的监理控制

在保证塔机基础安全可靠的基础上,实用新型专利技术"混凝土预制拼装多用塔机基础",采用无粘结预应力工艺将混凝土预制件合理组合与塔机组成受力整体,克服了传统塔基的不足,实现了重复利用、节约能源的目的。保证塔基的施工质量是塔机安全运行的前提,因此监理应从塔基的地基承载力、定位组装、预制件的质量、预应力施加、预应力筋的防护以及回填土等方面进行控制,以确保塔机基础的施工符合要求。

UHPC预制拼装综合管廊的抗弯性能试验

针对预制拼装钢筋混凝土(RC)管廊自重大和吊装难的问题,通过试设计超高性能混凝土(UHPC)预制拼装管廊主体构造,并进行1∶2模型的静力试验;得到UHPC综合管廊的顶底板和侧墙在不同荷载作用下的破坏形态、荷载-变形关系、钢筋和混凝土应变,并对整体受力机制、破坏模式和极限承载力进行分析.结果表明,UHPC管廊重量可减少30%,破坏模式与RC管廊基本一致,均为弯曲破坏,但UHPC管廊的开裂荷载和变形能力明显提高.在实测数据的基础上,通过简化拉压区应力分布图形,建立UHPC综合管廊抗弯极限承载力的计算方法,得到的计算值与实测值吻合良好,误差在10%左右.提出的计算公式可为UHPC综合管廊的设计计算提供参考.

螺栓连接板式拼装混凝土综合管廊受力性能分析

螺栓连接板式拼装混凝土综合管廊由底板、侧壁和顶板组成,其中侧壁通过底板预留螺栓钢筋连接。为研究该预制拼装方案综合管廊的受力性能,对其下部边节点及现浇对比试件开展了足尺低周反复荷载试验研究。在试验基础上,基于ABAQUS有限元分析软件建立板式拼装混凝土综合管廊下部边节点有限元分析模型,进一步开展腋角高度、轴压比对该拼装方案的力学性能影响分析。试验结果表明,在低周反复荷载作用下,预制和现浇试件均为侧壁受弯破坏,具体表现为侧壁端部受弯破坏;预制试件承载力比现浇试件低7%。有限元分析结果表明,腋角明显提升节点承载力,相较于无腋试件,当腋角高度为150mm时,模型正反向承载力分别提升4.5%和13.6%;当腋角高度为250mm时,试件正反向承载力分别提升12%和27%;轴压比对节点承载力影响较小,随着轴压比增大,模型由侧壁端部受弯破坏转变为底座端部受弯破坏。

冻融循环作用下节段预制全胶接拼装梁剪力键抗剪承载力研究

为分析冻融循环对节段预制全胶接拼装混凝土梁剪力键抗剪承载力的削弱效应,建立剪力键抗剪承载力计算模型,并进行单调加载和反复加载模型试验验证,采用冻融材料应力~应变关系曲线,对冻融循环次数、冻融后反复加载、正应力水平、键齿数量、键齿尺寸进行抗剪承载力参数影响分析。结果表明:单调加载、冻融后反复加载的剪力键抗剪承载力与冻融循环次数均呈二次抛物线关系;冻融循环次数对剪力键抗剪承载力有较大削弱;冻融循环后再反复加载,剪力键抗剪承载力进一步明显降低。单调加载下,剪力键抗剪承载力和正应力呈线性正相关;剪力键抗剪承载力与键齿数量呈三次抛物线关系,键齿数量超过4个,抗剪承载力随键齿数量增多增长缓慢;剪力键抗剪承载力与键齿尺寸比呈线性正相关。

预制拼装预应力混凝土桥墩力学性能研究

为深入探究预制拼装预应力混凝土桥墩在水平往复荷载作用下的力学性能,通过有限元软件对以往试验进行了模拟,验证了预制拼装预应力混凝土桥墩模型的合理性与有效性。以此为基础,通过改变长细比与耗能钢筋配筋率等参数建立了9个预制拼装混凝土桥墩模型,分析了桥墩力-位移滞回曲线等力学性能。结果显示,桥墩长细比的增加导致其承载力降低;耗能钢筋配筋率增加,桥墩的耗能能力增加,但桥墩发生损伤,残余位移也随之增大。因此,合理控制桥墩的长细比与配筋率可以使该类桥墩拥有较好的承载和耗能能力。

预制节段拼装双层钢管-混凝土组合墩柱抗震性能分析

为研究预制节段拼装CFDST墩柱的抗震性能,开展了预制节段拼装CFDST墩柱拟静力试验,并采用有限元软件ABAQUS对墩柱力学行为进行数值模拟,分析素混凝土层、初始预应力度和节段数量对墩柱抗震性能的影响.结果表明:在水平往复荷载作用下,墩柱未出现明显破坏,滞回曲线呈明显旗帜形,最大残余偏移率为0.18%,具有良好的自复位性能;最大偏移率为5.25%时,轴向预应力损失约为10.20%,墩身变形主要来自接缝处开口,正、负向最大累计开口量分别达到10.70和12.35 mm,存在明显的多转角变形模式;数值模型可以较好地模拟墩柱的非线性力学行为;考虑节段间素混凝土层可以更为合理地模拟墩柱滞回性能,提高初始预应力度可增强墩柱强度和耗能能力,而节段数量则对墩柱滞回性能影响较小.

某拱桥项目拱圈预制拼装施工技术分析

针对拱桥传统现浇施工工艺存在的工序复杂、成本高、质量控制难度大等问题,提出了拱桥拱圈预制拼装施工技术,结合拱桥实际情况,确定了主拱圈总体施工方案,介绍了主拱圈施工采用的临时设施,总结了主拱圈预制拼装施工技术要点,主要内容包括:主拱圈节段分段设置、节段吊装、扣索拆除、钢管支架搭设和底模铺设、加载试压、主拱圈浇筑合龙等施工要点,可为后续同类工程施工提供参考。

大当量爆炸作用下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的失效模式

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出将双层钢管混凝土柱应用于桥梁下部结构的预制节段拼装墩柱体系。对预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱(precast segmental concrete-filled double-skin steel tube,PS-CFDST)进行了大当量野外爆炸试验,并基于LS-DYNA软件建立了精细化有限元模型,对PS-CFDST柱在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏过程进行了数值模拟。结果表明:大当量地面爆炸作用下,PS-CFDST柱的破坏模式表现为后张预应力筋断裂引起的墩柱整体失效,地面爆炸作用下墩柱在墩身底部接缝有较大的剪切滑移,核心混凝土的损伤主要出现在接缝处和预应力筋挤压处;预应力筋的建模方式对预制节段拼装墩柱的动力响应具有显著影响;增大轴向荷载可以减小预制节段拼装墩柱的侧向变形和墩底剪切滑移,有利于提高墩柱的抗爆性能。

预制混凝土节段拼装桥墩抗车撞性能数值研究

预制节段拼装桥墩存在施工周期短,对交通和环境影响小等优势。随着经济的快速发展和城市化进程的加快,车辆撞击桥墩的事件增加,在极端情况下可能还会导致桥梁整体倒塌。然而,关于这种结构形式的抗车辆撞击性能研究仍较为匮乏,因此,非常有必要开展这方面的研究。该文基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对车辆撞击预制混凝土节段拼装桥墩开展数值模拟工作,在保证数值模型合理性与准确性的基础上,探究几何与构造等因素对节段拼装桥墩抗车辆撞击性能的影响,具体包括截面类型、预应力筋以及剪力键布置等。结果表明:圆形截面相比于方形截面具有更好的抗车辆撞击性能;周边布置预应力筋相较于中心布置能够给节段拼装桥墩提供更好的抗车辆撞击性能;圆柱形混凝土剪力键能够通过提高节段拼装桥墩的整体性来提升节段拼装桥墩的抗车辆撞击性能。基于研究结果的综合考虑,对于实际工程应用问题,应将预制拼装桥墩按圆形截面设计,并采用周边布置预应力筋及节段中心布置剪力键的形式。

大跨度预应力混凝土预制拼装盖梁设计

以大跨度预应力桥梁为例,对下部双墩柱预应力混凝土盖梁预制关键技术方案进行了分析,并通过构建盖梁桥墩空间杆系模型,进行了施工阶段应力、正常使用极限状态及承载能力极限状态下盖梁受力分析,验证了预制拼装盖梁设计的可行性,可作为大跨度预应力混凝土预制拼装盖梁设计的借鉴参考。

混凝土预制拼装多用塔机基础的设计与施工

混凝土预制拼装多用塔机基础是国内拥有自主知识产权的新型塔机基础,其构件之间采用高强预应力柔性连接技术,具有较高的社会效益、环境效益和经济效益,2007年获国家级星火计划项目,已在全国多个省份推广应用。结合广汉市西南城一期项目的工程实践,探讨混凝土预制拼装多用塔机基础的设计与应用。