地埋管转明管空间转角镇墩设计方法

工程设计中空间转角镇墩设计的几何参数求解复杂,通常按竖直转角或水平转角镇墩近似计算,导致存在误差大、不经济的问题。为提高空间转角镇墩设计精度和效率,以工程中常见的地埋管转明管空间转角镇墩为典型进行分析。采用向量、空间解析几何和三角函数等方法,推导得出镇墩尺寸、荷载作用点和作用方向等复杂几何参数的计算公式,对受力分析及相关参数计算方法进行了总结,并通过实例检验了所推导公式的使用方法和效果。结果表明:所推导公式兼顾了镇墩竖直转角或水平转角,且可通过试算不同混凝土外包管道厚度下镇墩的稳定性参数,快速求得最小镇墩尺寸,提高了设计精度和效率。

大跨径空间索面斜拉桥混凝土锚块参数求解及配筋设计

以广西横钦郁江大桥为例,采用空间解析几何方法推导了适用于空间索面斜拉桥的混凝土锚块参数求解公式,结合数据处理软件可实现批量化求解,提高设计效率;采用三维实体有限元法计算分析了混凝土锚块的空间受力行为,并结合规范公式对锚块进行了配筋设计,避免运营阶段裂缝的产生。

菲律宾卡马拉尼甘大桥主桥总体设计

菲律宾卡马拉尼甘大桥跨越卡加延河,主桥为(82.5+2×157.5+82.5)m三塔四跨双索面预应力混凝土部分斜拉桥。针对桥址地震烈度高、基本风速高和主墩刚度大的特点,采用塔梁固结、塔墩分离结构体系,支座采用钢阻尼隔震支座和纵向黏滞阻尼器的组合约束体系;主梁采用单箱单室斜腹板变截面预应力混凝土箱梁;桥塔采用外倾双柱式混凝土塔,塔高23.015 m;斜拉索采用空间扇形双索面布置形式,单根钢绞线公称直径15.7 mm,抗拉强度标准值1860 MPa,索梁锚固采用倒梯形锚固块+全隔板的锚固形式;主墩采用实心矩形截面,基础采用群桩基础。有限元计算分析表明,结构受力均满足AASHTO规范要求。

一种用于地质灾害快速锚固的钢质锚墩研究及工程应用

为实现地质灾害快速处置,通过结构设计、数值模拟和室内试验,提出了一种用于地质灾害快速锚固的钢质锚墩,以改变传统现场配筋和浇筑形式,节省锚固工程锚墩浇筑周期。通过工程应用表明,该新型锚固技术可提升施工效率50%,增强了边坡锚固施工的安全性和环境友好度。

金沙江白鹤滩水电站葫芦口大桥主桥设计

葫芦口大桥主桥为(158+656+145)m的单跨双铰钢桁梁悬索桥。该桥设2根主缆,主缆采用预制平行高强钢丝索股结构。全桥共布置71对吊索,吊索采用预制平行钢丝束,与索夹采用销轴连接方式。主索鞍为全铸式结构,鞍底设置滑动副。散索鞍为底座式结构,下设滚轴支座。主缆锚固系统采用型钢锚固系统。加劲梁采用钢桁梁,桁高4.5m,宽17m,采用钢混组合桥面系。两岸锚碇均采用重力式锚、现浇扩大基础,其中巧家侧锚碇采用明挖嵌岩基础。桥塔为钢筋混凝土门式框架结构,塔柱竖直布置,基础采用直径2.5m的钻孔灌注桩。采用有限元软件BNLAS及MIDAS对该桥进行计算分析,结果表明该桥的静力、动力特性均满足规范要求。

考虑特殊桥位的深中通道伶仃洋大桥总体设计

伶仃洋大桥采用主跨1666 m双塔三跨连续漂浮体系悬索桥。设计要点主要包括:海中锚碇离岸10 km,通过施工方案比选,解决了离岸深水海中锚碇设计施工的关键技术难题;桥面距海面达90 m,通过开展节段模型和全桥气弹模型风洞试验,选定主梁气动外形,保证主桥的抗风性能;大桥地理位置特殊,通过建筑景观设计使全线和谐性得以塑造。

水电工程预应力闸墩新型扁孔式锚块结构设计技术探讨

中国水电工程预应力闸墩结构设计中,为降低拉锚系数,出现了多种锚块形式及锚索布置形式。文章从便于施工、易于保证混凝土施工质量等因素出发,提出了颈部预留扁孔式锚块结构,在锚索布置方面认为主锚索在立面及平面上均采用平行布置形式,既方便施工又可满足结构安全要求,并初步形成了一套包含预应力锚索吨位设计的预应力闸墩研究方法。

体外预应力凸块锚固区配筋设计研究

混凝土凸块锚固区是体外预应力的一种常见锚固形式,目前尚没有成熟的设计方法。本文通过有限元数值分析,揭示了产生局部拉应力集中的3种作用效应;在此基础上,提出了这3种局部作用效应合拉力的解析计算公式,作为凸块锚固区定量化配筋设计的依据。通过南京长江第四大桥引桥凸块锚固区的设计实践,表明该方法具有良好的实用性。

基于VB循环搜索法的镇墩设计程序开发

镇墩是引水式水电站压力钢管管道的必配小建筑,工程量小,但设计计算较繁杂。基于VB循环搜索法开发的镇墩设计程序,可根据镇墩的工作条件自动拟定镇墩尺寸,从小到大(每次填墩长度增加0.1m)循环拟定镇墩尺寸,直至满足应力控制标准为止,并可设计计算镇墩内钢管存在水平转弯的情况。该程序已在多个水电站镇墩设计中得到应用,设计的镇墩布局合理,工作可靠,体积较小。

某连续箱梁桥体外预应力门槛梁锚固块设计研究

为给体外预应力门槛梁锚固块设计提供参考,以某4×30m预应力连续箱梁桥加固项目为背景,对该类锚固块配筋以及锚后构造措施进行设计研究。考虑该桥构造特点及其它受限因素,设计高660mm、长2 500mm的门槛梁锚固块,结合美国ACI 318规范,运用摩擦抗剪理论及《公路桥梁加固设计规范》进行锚固块配筋;在配筋设计基础上对锚后增加矩形加强块,利用有限元法分析矩形加强块尺寸对锚后箱梁受力的影响,以优化矩形加强块的尺寸。研究结果表明:该锚固块配筋保证了锚固块受力满足要求,但体外预应力对锚后箱梁产生较大的拉应力;确定采用高150mm、长500mm的矩形加强块,可减小体外预应力产生的45.5%的拉应力。实践表明,桥梁体外预应力张拉后,锚固块与原箱梁并未发现裂缝,锚固块的配筋与锚后构造措施是合理的。

柳州双拥大桥关键结构设计

柳州双拥大桥为(40+430+40)m单主缆钢箱梁悬索桥。除靠近桥塔侧设置5对斜吊索外,其余位置均为直吊索。主梁梁高3.5m,采用流线型扁平式封闭钢箱梁,中间设置纵隔板,纵隔板既作为吊点受力构造又作为顶推支点。桥塔为三角形截面,采用全钢结构。钢塔与承台采用拉压式钢混连接结构,桥塔上横梁采用格栅结构满足主缆竖向力传递需要。两岸锚碇均为重力式锚碇,现浇扩大基础,使用散索套分散主缆,有效减小了锚碇埋置深度。锚碇基坑开挖采用了帷幕止水、设置连续板墙加支护桩等措施。通过分区域对锚碇基底进行处理,解决了锚碇基底承载力不足的问题。

长距离输水工程压力管道地埋镇墩标准化设计

针对压力管道地埋镇墩设计中存在的问题,综述了国内外管道镇墩设计的研究现状与进展,提出了适用于长距离输水工程压力管道地埋镇墩的标准化设计方法,推导了不同类型地埋镇墩结构尺寸及稳定计算公式,探讨了压力管道地埋镇墩抗滑稳定计算公式的选取及是否考虑被动土压力的问题。分析确定了大小转角地埋镇墩的界限角为30°。外包混凝土厚度b是确定地埋镇墩尺寸的控制性参数,不应小于0.5 m。目前,该方法已在多个压力管道工程地埋镇墩设计中得到应用,结果表明此方法设计的地埋镇墩不仅布局合理,工作性能可靠,而且大大提高了设计效率和精度。

桩式地锚在缆索吊装系统中的应用

桩式地锚由于具有结构轻巧、施工方便、节省成本等优点,在缆索吊装施工中得到了广泛的应用。文章从桩式地锚的设计理论出发,结合工程实践,介绍了桩式地锚的设计要点与施工工艺。

九江长江大桥混凝土梁段斜拉索锚固块参数设计

结合九江长江公路大桥实际情况,通过锚点,斜拉索方向,斜腹板,锚固块之间的空间几何关系推导出混凝土梁段锚固块各几何参数的公式,为后续结构设计提供了依据,对今后同类型结构设计具有一定指导意义。

内河沉管隧道管节寄存系泊施工关键技术

广州某沉管隧道工程寄存系泊需经历龙舟水季节,管节受到的水流力较大,对系泊系统要求较高,通过对系泊布置设计、寄存期水流力及波浪力等计算,合理安排系泊施工,解决了内河沉管隧道在受大水流力影响下的安全系泊的问题,顺利完成了两段沉管管节的寄存系泊。

南非姆斯卡巴河桥总体设计

南非姆斯卡巴河桥跨越姆斯卡巴大峡谷,为主跨580 m的单跨全地锚式斜拉桥。根据桥位地形特点,主梁仅在主跨内设置,为混凝土肋板梁+双边箱形组合梁的混合梁结构,双边箱梁通过桁架式横梁连接,现浇混凝土桥面板通过剪力钉与钢主梁连接,跨中设置剪力铰。17对钢绞线斜拉索在主跨内采用双索面半扇形布置,背索呈竖琴式布置,斜拉索通过钢锚梁、钢锚箱和混凝土齿块分别锚固于桥塔、主梁和锚碇上,锚固背索的锚碇为重力式预应力混凝土结构。桥塔为倒Y形结构,采用混凝土扩大基础,扩大基础间浇筑施加横向预应力的混凝土板,并与主梁固结。根据桥梁结构特点和现场地理条件,混凝土肋板梁采用支架现浇法施工,组合梁采用悬臂拼装法施工。

悬索桥锚碇基础强透水地层施工防渗技术

为确保强透水地层条件下基坑施工安全,以至喜长江大桥大江桥为工程背景,对该桥西坝锚碇基础强透水地层施工防渗技术进行研究。锚碇基础采用外径58m、壁厚1.2m的圆形地下连续墙加环形钢筋混凝土内衬支护结构。通过建立二维渗流有限元模型进行计算可知,现场渗流以水平向渗流为主向,高水位下的水力梯度小于中风化岩层临界水力坡降,通过注浆来实现基坑的防渗处理。设置抽水试验确定基坑岩层的渗透系数,设置注浆试验确定注浆孔的布置参数,最后确定基坑的三重防渗设计措施:低压注浆、降水井排水和特殊情况下的施工预案。在三重防渗措施保障下,将基岩平均渗透系数控制在1×10^(^(-5))~10.0×10^(-5) cm/s,锚碇基坑得以顺利安全开挖成型,为大江桥的基础施工提供了安全保障。

体外预应力独立矩形齿块锚固区的拉压杆模型及配筋设计

针对体外预应力混凝土箱梁桥中的独立矩形齿块锚固区,研究了拉压杆模型构形及其配筋设计方法。首先通过应力场分析、传力路径的拓扑优化找形、裂缝分布模式试验验证以及抗剪钢筋作用机理分析,揭示了产生局部拉应力集中的3种作用效应以及锚固力由承压面经独立齿块向壁板传递过程中2种荷载传递机制。在此基础上,提出了一种新的精细化桁式拉压杆模型,该模型能恰当反映独立齿块各部位受拉、受压、受剪规律及配筋设计需求。以所提出的拉压杆模型为基础,并结合美国AASHTO桥梁设计规范,给出了独立矩形齿块锚固区的配筋设计方法,设计示例表明该方法具有良好的实用性,可供工程设计参考。

体外预应力角隅矩形齿块锚固区的拉压杆模型及配筋设计

针对体外预应力混凝土箱梁桥中的角隅矩形齿块锚固区,研究了拉压杆模型构形及其配筋设计方法。首先通过应力场分析、传力路径的拓扑优化找形以及抗剪钢筋作用机理分析,揭示了产生局部拉应力集中的四种作用效应以及锚固力由承压面经角隅齿块向壁板传递过程中的两种荷载传递机制。同时,利用有限元数值分析结果,拟合出锚固力在箱梁腹板与翼板间分配比例的计算公式,在此基础上,构建两个平面内的精细化桁式拉压杆模型以恰当反映角隅齿块各部位受拉、受压、受剪规律及配筋设计需求。以所提出的拉压杆模型为基础,并结合美国AASHTO桥梁设计规范,给出了角隅矩形齿块锚固区的配筋设计方法,设计示例表明该方法具有良好的实用性,可供工程设计参考。

清管站进出站管道应力分析与设计优化——以中亚天然气管道为例

为了确保大口径高压力的进出站管道在不设置锚固墩的情况下依然能安全运行,从管道柔性布局和应力分析着手,基于中亚天然气管道实例,综合考虑管道应力、位移、受力及施工等影响因素,对清管站场进出站管道的设计方案进行研究。通过管道应力分析软件CaesarⅡ,分别对锚固墩安装方案和管道柔性安装方案进行模拟计算和分析。结果表明:大口径高压力的干线管道,若采用锚固墩的传统安装方式,锚固墩受到的管道推力的理论计算值达到上千吨,这使得锚固墩尺寸巨大,投资较高,同时无法消除的巨大推力将永远保留在管道和锚固墩之间,对管道运行产生安全隐患;若采用柔性安装方式,通过曲率半径较大的清管弯头的移动和变形,则能够大大降低推力,减少投资,在不设置锚固墩的情况下,保证管道在全寿命周期内安全运行。