建筑工程中钢混梁装配后力学性能分析

为了保障高层建筑的安全性,在施工中广泛应用大跨度的钢混梁结构。为准确分析钢混梁的力学性能,构建一种内剖面分析模型。在这种模型下,梁结构中的混凝土材料等效转化为钢材料,对其进行受力和变形分析,得到有关弯矩、挠度等力学性能指标的分析结果。采用ANSYS软件对高层建筑中的大跨度钢混梁进行有限元建模,并对装配后承受载荷及对应变形进行分析。结果表明:增加钢纤维的掺杂浓度,可以有效提高钢混梁结构承受变形的能力,使高层建筑安全性更高。

超高钢混风电塔筒液压导向系统研究

为了更加高效的利用高空风能,作为绿色清洁能源之一的风力发电,朝着风电机组单机容量越来越大、承载基础的塔筒建设高度越来越高的趋势发展。传统锥筒式全钢塔筒逐渐被预应力混凝土-钢组合塔筒所取代。预应力混凝土-钢组合塔筒兼具混凝土塔筒及钢塔筒两者的优势,具有承载力高、稳定性好、运输施工维护方便、建设成本低等特点,以适应较高高度风电场的需求,代表了未来风电塔筒结构发展的方向。由于高空风载荷大、风电机组的偏心载荷大等不利因素,导致提升过程中产生大弯矩和扭转的工况。因此,导向问题已成为预应力混凝土-钢组合塔筒建设中需要首先解决的技术难题。针对这一难题,创新研制了超高钢混风电塔筒导向液压系统,结合传感检测和智能控制算法,克服上述不利因素,依次将混凝土内塔筒和中塔筒提升到位,高质量地实现了国内陆上最高的国家电投鲁阳170 m高的风电钢混塔筒的安装。

变截面不等宽连续钢混组合梁结构分析与研究

首先介绍了钢混组合梁桥的研究背景以及工程概况,对组合梁建立了Midas Civil有限元模型,对钢混组合梁的结构进行了验证,同时对组合梁施工阶段的力学性能进行了分析。结果表明,该钢混组合梁桥满足规范要求,施工过程中钢梁以及桥面板的最大拉应力出现在墩顶位置处,最大压应力出现在跨中;施工过程中组合梁最大位移发生在跨中,且随施工的进行跨中位移逐渐增大;各个施工阶段中最大拉压应力以及最大位移均出现在二期完成阶段。

钢混组合梁斜拉桥非对称张拉施工控制的拉索索力统计敏感性分析

针对非对称张拉施工斜拉桥存在的主梁和桥塔线形控制难题,以某大跨度钢混组合梁斜拉桥施工控制为例,开展了拉索索力统计敏感性分析研究。以斜拉索索力为设计参数,综合采用均匀试验和正交试验设计方法以及多元线性回归和极差分析显著性检验方法,对成桥和施工阶段主梁和桥塔截面的内力、位移进行统计敏感性分析。结果表明:提出的索力统计敏感性分析方法可准确获得成桥和施工阶段的敏感性索力参数;对于成桥阶段,S10、MS10、S9号斜拉索索力为结构线形的敏感性参数;非对称张拉施工时,S10、MS10、S9、MS9、S8、MS8、S5、MS5号斜拉索索力为影响主梁和塔顶截面位移的敏感性参数;若采用对称张拉施工,S10、MS10、S8、MS8、S9、MS9、S7、MS7号斜拉索索力则为影响主梁和塔顶截面位移的敏感性参数。

高墩钢混组合梁桥铺装混凝土吊挂现浇施工技术分析

钢混组合梁的作用是通过钢梁与混凝土桥面板共同受力来抵抗梁体下挠,其具有截面尺寸小、自重轻、跨度大、承载力强、钢材和混凝土用量少、施工周期短等优势。以尖山沟特大桥引桥为研究对象,为克服高山峡谷环境下施工作业空间受限、支架搭设难度大、施工安全风险高等传统支架法施工的不利因素,深入分析钢混组合梁受力特性,创新采用吊挂法现浇铺装混凝土,以供类似工程借鉴。

带楼板装配式钢混组合节点抗震性能分析

为了研究楼板组合效应对模块化钢混组合十字形节点抗震性能的影响,在已有试验研究基础上,通过ABAQUS软件建立了模块化钢混组合十字形节点的三维实体模型并进行可靠性验证。在此基础上,分析了轴压比、楼板宽度、楼板厚度和配筋率对节点抗震性能的影响。结果表明,轴压比对节点抗震性能影响显著,轴压比大于0.4时,节点塑性转动性能随轴压比的增大而降低。当楼板宽度增大为1200 mm时,承载力和初始刚度分别降低约25.3%和28.5%,但其对节点的延性和承载力退化影响较小。楼板厚度和配筋率对节点抗震性能影响均较小,可忽略不计。

混合梁斜拉桥微膨胀UHPC灌注钢混结合段的时变效应

为明确微膨胀超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete,UHPC)灌注材料的收缩徐变对混合梁斜拉桥钢混结合段长期性能的影响,以湖北武穴长江公路大桥为工程背景,开展材性试验与结构反应实测。基于一种全桥杆系+局部空间网格的多尺度有限元建模方法,对不同灌注材料收缩徐变下钢混结合段的时变效应进行分析研究。研究结果表明:实桥所采用的微膨胀UHPC在测试龄期内膨胀应变呈现出先增后减且始终保持膨胀的趋势,在约5 d龄期时达到最大膨胀应变292.6με,至1 080 d时为83.8με;徐变系数在前50 d龄期内增长较快,至1 080 d时为1.63。灌注材料的收缩可在结合段内部产生显著的次应力,表现为内填混凝土的拉应力和钢格室的压应力;徐变则会导致混凝土应力松弛而使一部分恒载压应力向钢结构转移。运营20 a后,钢混结合段内填普通混凝土存在较高的开裂风险。未作收缩控制的普通UHPC虽亦出现拉应力,但未超过其抗拉强度,抗裂安全系数仍可达到1.5以上。而微膨胀UHPC处于受压状态,不存在开裂问题。微膨胀UHPC的应用,既可改善内填混凝土的抗裂性能,又有助于常规钢混结合段的结构优化,大幅减少材料用量和结构自重。

车-桥耦合作用下曲线钢混组合梁桥支座动态行为分析

针对曲线钢混组合连续梁桥在车辆动载作用下的支座动态响应问题,分别构建考虑桥面横向超高和纵向高程变化的桥梁精细化有限元模型和基于实际重载车辆多刚体实车模型,采用基于弹性地基梁理论的Fiala轮胎模拟胎-路接触关系,从而建立车-曲线桥动力学耦合模型,探究车速、偏载与路面不平顺对支座响应的影响。研究结果表明:车辆行驶在支座附近,径向反力与竖向反力较大,车辆行驶在跨中,切向反力较大;三种支座反力的最大值均随车速提高而增大,对径向反力和切向反力影响较大,对竖向反力的影响体现在内侧的支座反力降低而外侧支座反力增大;三种支座动反力随路面不平顺增大而增大,路面不平顺激励对径向反力与竖向反力影响较大,对切向反力影响较小;行车偏载对径向、切向反力影响很小,而对支座间竖向反力的分配影响较大。

预制装配式钢混组合梁桥施工方案及质量控制措施

以50m简支钢混组合梁为实例,结合钢混组合梁施工方案,首先分析钢梁安装安全风险、钢梁线性控制、焊接施工质量等施工技术重难点和解决措施,并重点总结钢梁制造与吊装,组合梁桥面板的预制、存放与安装,现浇缝混凝土技术要求,预埋件及临时连接件等钢混组合梁制造、安装关键技术及安全质量控制措施。通过对钢混组合梁施工方案、工艺流程、技术难度及对策、质量控制措施的阐述,形成了一套适用于大跨度钢混组合梁施工作业方案。

钢混组合结构梁柱节点施工工艺与质量控制

研究了钢混组合结构梁柱施工节点施工工艺与质量控制措施,在掌握结构特点与节点结构类型的基础上,从焊接钢筋、穿孔钢筋结构、套筒连接、钢梁搭接钢筋等多个方面,分析了钢混组合结构梁柱节点的主要施工工艺,同时,提出了原材料、施工调查、型钢件的安装、钢筋绑扎、牛腿板加工等方面的施工质量控制措施。

一种钢混梁现浇面板施工技术的研究应用

根据中交二公局铁路建设有限公司贵金高速三标郝官大桥右幅50 m钢混组合梁现浇面板施工的具体情况,介绍吊模施工的研究思路、施工工艺、使用特点和效果,该施工技术的成功研究、实施有效加强了钢混梁现浇面板施工质量、安全、进度,提高了施工效益。

桥梁工程大跨双塔钢混组合梁施工控制技术研究

以某地区的大跨度桥梁工程双塔钢混组合梁结构为例,结合该工程实际情况分析该工程的施工控制难点,并确定施工控制原则后,进行主塔线形控制、主梁应力控制、斜拉索索力控制、钢箱梁合龙控制。对控制效果进行测试后得出:梁顶高程最大控制误差为15.6mm,斜拉索的索力控制偏差结果均在5%以内,满足桥梁工程的施工标准规范。

立交匝道小半径钢混组合连续梁桥受力特性分析

以立交小半径匝道桥为工程实例,建立有限元模型,对钢箱梁和混凝土桥面板受力分析。针对墩顶负弯矩区域提出双重组合、先铰接后固结和优化施工顺序3项改善措施。结果表明,各个施工阶段钢箱梁应力和混凝土桥面板横向受力均满足规范要求。采用双重组合和先铰接后固结技术可以降低钢箱梁底板压应力约27.7%和9.8%,优化施工顺序措施能使混凝土桥面板在短期荷载组合下保持受压状态。

低净空大跨径变高钢混组合梁滑移施工工艺研究

钢混组合梁具有施工效率高、跨度大、承载能力强等优点,是低净空、大跨径桥梁施工的理想选择。滑移施工是一种成熟的桥梁施工方法,具有施工速度快、扰动小等优点,适用于低净空、大跨径钢混组合梁的施工。本文以某低净空、大跨径钢混组合梁滑移施工项目为背景,对该项目的施工工艺进行了研究,并提出了相应的技术建议,可供相关人员参考。

预制装配式钢混组合桥智能化制造系统研究

近年来,预制装配式钢混组合桥在中、小跨径桥梁中得到广泛应用,但存在预制装配式钢混组合桥智能化制造技术不完善的问题。因此本研究立足于国内外前沿研究成果,并结合我国实际国情及行业发展特点,研发预制装配式钢混组合桥面板智能化生产系统,并结合BIM技术和三维激光扫描仪对桥梁制造智能化程度做出提升。研究成果解决了目前预制装配式钢混组合桥智能化制造的部分技术难点,提高其建造效率和质量,具有广泛的应用前景。

风电钢混塔筒健康在线监测系统

为了满足风力发电场对风电塔筒健康管理以及健康数据融入系统控制的需求,结合风电领域中的钢混塔筒提出了一种风电钢混塔筒健康在线监测系统,对总体方案、硬件架构、软件功能、传感器类型及安装部署进行论证,并在现场进行测试和可行性验证。该监测系统能够掌握预应力索索力、基础不均匀沉降、运行姿态、应力应变、振动、螺栓健康、接地干线电阻以及安全防护设备等实时运行数据,为风电钢混塔筒的健康运行和塔筒内工作人员的生命安全提供了有力的保障,获得的数据也将为塔筒制造方对其后续产品优化设计提供重要依据。

基于BIM技术与挣值法的大跨钢混组合梁桥施工进度优化

以太行高速公路焦作至济源段沁河特大桥钢混组合梁桥段为依托,针对该工程整孔架设且施加二次反提等特点,基于BIM技术建立跨度80 m钢混组合梁桥三维模型,通过可视化模型提取相应工程量并利用WBS对桥梁上部结构进行任务分解,编制进度计划,结合挣值分析法确定偏差率并对后续施工阶段提出调整措施,选出最优方案以指导实际施工。结果表明:钢混组合梁段经进度检查后发现滞后工作,若按原计划进行,预计12周完成的工作将延迟至15周;经过缩短吊装工作工期、调整人员设备投入等方案调整后,在第12周赶上计划进度,总工期减少68 d。挣值法与BIM三维建模、施工模拟结合,能够使工程进度得到有效控制的同时减少成本,可为进度优化向智慧方向发展提供参考。

基于有限元的钢混组合梁施工阶段局部剪力钉受力性能分析

为了解钢混组合梁施工阶段的受力性能,以沁河特大桥主桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立主桥模型,对完整施工阶段进行模拟,分析全过程结构内力,进而确定组合梁受力最不利工况;采用Abaqus软件对组合梁进行局部精细化模型建立,分析钢混界面处剪力钉在最不利工况下的受力性能。结果表明:边跨(第一跨、第五跨)存在最大正弯矩,在二期铺装阶段完成后第五跨跨中正弯矩达到139 488 kN·m, 2-3跨合龙后,第一跨跨中正弯矩达到117 502 kN·m;应力在梁截面横向分配不均匀,二期铺装阶段剪力钉出现最大剪力43.8 kN,小于容许值50.1 kN,在施工阶段组合梁钢混界面剪力钉受力安全。

高耸钢混结构造粒塔的定向爆破拆除设计及分离式共节点模拟研究

为成功爆破拆除复杂环境下85.8 m高钢筋混凝土结构造粒塔,结合塔身结构特点及周围环境情况,选用梯形爆破切口,开设高度对称的定向窗、定位窗,结合数据分析,最终确定切口圆心角为216°、切口高度为4.0 m,采用定向倾倒方式进行爆破拆除。为验证爆破设计方案的可行性,采用LS-DYNA仿真软件建立造粒塔分离式共节点三维有限元模型进行仿真计算。结果表明:总体方案的爆破技术参数选取准确;造粒塔往右偏移约4.9°,基本沿原设计方向倒塌,筒体轻微下坐,未发生前冲现象,拆除爆破效果达到预期目标。数值模拟结果显示,塔身顶端节点位移、速度变化趋势与实际倒塌过程基本一致。可为类似工程提供参考。

陆上风电钢混组合结构塔架风致疲劳寿命识别方法

风致疲劳是长期积累的过程,单个风荷载事件可能不会导致结构的立即破坏,且不同材料和构件之间的相互作用、应力集中、局部应力等影响塔架受力关系,难以分析不同方向上的空气荷载力,因此,对疲劳寿命的识别精度不佳。对此,提出陆上风电钢混组合结构塔架风致疲劳寿命识别方法。利用SESAM/GeniE模块,将实际结构转化为有限元模型,计算出塔架结构不同方向上的空气动力荷载,并将其进行组合,即可得到综合荷载值;通过分析塔架外力荷载与疲劳寿命之间的关系,累加综合损伤值,即可得到塔架的风致疲劳寿命的识别结果。实验结果表明,采用文中所述识别方法对风电钢混组合结构塔架疲劳寿命进行识别时,随着风速的不断提高,相同节点处的塔架疲劳损伤量也有所变化,识别结果与实际情况之间的应力响应均方根较低,说明该方法具备较高的识别精度。