跨地裂缝三孔斜交箱涵结构受力性能和变形规律研究

以西安站改扩建项目为工程背景,完成足尺三孔斜交箱涵结构受力性能数值模拟研究,分析荷载与地裂缝协同作用下结构的受力过程与可能破坏形态,开展缩尺比例为1∶15的三孔斜交箱涵缩尺模型静载试验,与有限元结果进行对比分析,明确变形缝斜交和板墙开洞等复杂条件下箱涵结构的裂缝发展、位移变形和应力分布规律,验证了数值分析的可行性,并提出设计建议。结果表明:足尺数值模型与缩尺试验模型的应力路径和裂缝分布吻合较好;最不利工况下,箱涵顶板混凝土开裂部位较多,纵向挠度变形较小;斜交变形缝处,钝角较锐角处更易产生应力集中现象,各部位易出现应力集中的顺序依次为跨中、钝角、锐角和板墙隅角;采用平行于变形缝的斜向布筋方式可降低因钢筋截断而产生的应力集中,优化传力路径;建议在顶板洞口横向位置处增设暗梁,洞角布置斜向钢筋,降低洞口周围的局部集中应力。

城市排水泵站水力特性及整流措施

为了解弧形进水箱涵城市排水泵站水力特性,探寻改善泵站内部不良流态的整流措施,采用数值模拟方法对城市排水泵站水力流态及整流措施进行研究,并通过物理模型对整流效果进行验证。研究结果表明:弧形进水箱涵城市排水泵站的前池存在主流偏斜与分离流动现象,前池主流集中在中上层,中下层出现大范围的立面环流,底层存在回流,进水池内流态紊乱并出现旋涡,导致水泵进水不够顺畅;设计优化的“方形立柱+组合横梁”的组合式整流措施能够改善前池和进水池的水力流态,前池内的偏流和分离流动消除,底层回流消失,进水池旋涡得到有效抑制,3台水泵进水流道入口流速分布均匀度分别提升了12.0%、8.7%、8.3%,入流速度加权平均角分别提升了7.08°、9.07°、11.40°。

大体量异型预制弧形件智能装备研究

本文针对上海市机场联络线的大体量异型预制弧形件拼装设备进行了研究。首先阐述了该线路中弧形件的构造信息,并根据弧形件构造阐述了弧形件智能装备的研发思路及设备的细部构造;之后对弧形件的姿态控制进行了相关的分析;最后介绍了弧形件的施工流程和弧形件设备施工实践。结果表明所研发设备可有效识别弧形件姿态,且在极限工况下可满足拼装要求。利用研发设备极大提升了施工效率,节省了施工工期,取得了较好施工效果,可为后续类似工程提供借鉴经验。

超近距箱涵顶进上跨既有地铁线路施工关键技术

以北京芙蓉路匝道箱涵顶进为工程背景,通过数值模拟、理论计算及现场监测等方法研究了箱涵顶进对既有地铁线路的影响。对工作坑支护、滑板施工、箱涵制作、箱涵顶进等施工要点进行把控,制订了科学、合理的防控措施。研究表明:箱涵顶进施工穿越既有地铁线对结构竖向和水平变形影响较大,顶推完成后结构变形呈椭圆形。采取“袖阀管注浆+非全嵌固桩”进行底板及基坑加固的方法可显著提高地基承载力,降低箱涵顶进对既有地铁线路的影响。

城镇箱涵原位修复的施工导流风险分析方法

城镇排水箱涵年久失修,受箱涵上覆条件限制,箱涵修复多采用原位修复方式。导流时机选择是涉及箱涵原位修复施工安全的关键问题。考虑施工工艺和工期、导流方式和施工时段等风险因素,建立了导流过程风险测度模型;分析导流风险因素不确定性,比较施工时段和风险变化过程,建立箱涵原位修复施工导流风险分析模型,为城镇箱涵修复时机选择提供参考。

管幕-箱涵顶进对地表变形的影响分析

在城市交通快速发展的情况下,大断面浅埋式立交通道已日益增多,采用管幕箱涵法施工有着独特的优势。以某管幕箱涵工程为背景,基于顶推力计算结果,选取关键监测断面,针对关键施工节点,建立有限元模型,对现有顶进方案进行模拟,分析管幕箱涵顶进引起的地表沉降变形。对修正剑桥模型中离散较大的参数进行参数敏感性分析,得到对土体变形影响较大的参数作为待反演参数。设计25组正交试验土体参数,并代入二维模型进行计算,构建训练数据。根据地表沉降监测数据,利用ISSA-ELM网络模型反演得到五个工况下的土体参数,并代入有限元模型中进行重新计算,实现对后续工况的变形预测。结果表明:本文方法符合工程实际规律,对类似工程有较好的参考价值;基于智能算法提出参数反演和变形预测方法得到的沉降最大值和最大值所处位置均比初始参数值结果更接近监测值,说明进行参数反演具有实际意义和使用价值。

不同截面选型对波纹钢箱涵受力性能影响分析

波纹钢箱形结构相较于圆形、拱形和管拱形波纹钢结构截面利用率更高,更适用于路基高度受限的情况。目前对波纹钢箱涵加强措施的研究较多,但缺乏对波纹钢截面形式选择的研究。该文使用有限元分析软件Abaqus对波纹钢箱涵侧墙倾斜角度分别为0°、5°、10°、15°和20°共5种工况建立有限元模型,对结构应力和变形结果进行分析。结果表明:增大波纹钢箱涵侧墙的倾斜角度可以有效减小结构的竖向变形和结构的最大应力;但为充分发挥波纹钢箱涵截面利用率高的优势,推荐选用倾斜角度5°~10°的波纹钢箱涵形式。

大断面管幕箱涵隧道开挖面极限支护压力研究

【目的】箱涵隧道具有断面大、推进缓慢等特点,开挖面易失稳。【方法】依托合肥市庐州大道浅埋隧道下穿机场跑道实例工程,利用极限平衡理论、摩尔-库伦强度准则、全覆土重理论进行理论推导,并结合大型三维精细化数值模型,对开挖面极限支护压力进行研究。【结果】结果表明:提出了一种简便的管幕作用下大断面箱涵隧道开挖面极限支护压力计算方法。基于此,通过毕肖普条分法计算值与文章提出的极限支护压力计算值相比较,误差极小,证明了该方法的准确性。通过建立管幕箱涵施工三维数值模型,发现地表沉降量和开挖面纵轴线方向位移量随着支护压力的增大而减小,并趋于稳定状态。当支护压力超过静止土压力时,上部土体受强挤压作用,开挖面状态易呈倒S形。【结论】以上结果可为相类似工程提供参考。

既有引水箱涵保护施工技术

随着土地利用率的不断提高,既有建筑保护涉及到的内容越来越多,做好既有设施保护具有重要意义。以某项目箱涵保护施工为例,通过分析排桩+系梁+预制盖板保护、地基处理+条形基础+预制盖板保护、单侧暗埋悬臂式挡墙保护3种箱涵保护方案,对既有箱涵施工重难点进行分析并制订相应处理措施,阐述了全护筒钻孔灌注桩、袖阀管注浆地基加固、暗埋挡墙施工主要工艺流程及施工要点,可为类似工程提供参考。

盾构隧道与箱涵交叠下穿铁路稳定性控制措施研究

为确保盾构隧道与箱涵掘进过程中围岩的稳定和铁路路基沉降与变形在允许范围之内,采取合适的开挖方案以及相应的加固措施至关重要。为此,依托厦门地铁6号线,借助有限差分软件FLAC3D和现场监测数据,对隧道和箱涵交叠下穿铁路不同施工工况下结构特征位置点、地表变形和铁路路基变形加固措施进行分析,得出以下结论:(1)通过对隧道和箱涵结构特征位置点与地表位移等进行深入研究,得出最优开挖方案为先箱涵开挖、后盾构右线开挖、再左线开挖;(2)围岩和路基在未加固的情况下,箱涵发生主动破坏时,变形发展至地面,加固之后,盾构隧道与箱涵开挖面附近破坏土体慢慢变为只发生在开挖面前方,而不会向上发展;(3)现场监测数据得出地表位移、隧道拱顶和箱涵顶部位移均有随时间逐渐增大的趋势,而隧道净空收敛无太大变化。隧道与箱涵开挖面支护应力监测值都在一个范围内波动,将其和数值结果对比可发现数值与现场实测结果较为吻合。

长大箱涵下穿铁路立交顶进施工纠偏技术分析

为解决箱涵顶进施工中前进方向偏移的问题,文章依托淮北煤化工基地淮新路下穿青芦铁路立交桥工程,通过对箱涵顶进下穿铁路立交工程实践的总结,阐述了长大箱涵下穿铁路立交顶进施工纠偏技术,该技术能有效减少箱涵顶进时出现的偏移现象,降低工程误差。工程实际应用表明,该施工技术能够有效提高箱涵施工的安全性和准确性,可为类似工程提供重要参考和依据。

基于小孔扩张理论的顶管施工扰动分析应用

针对顶管穿越施工扰动影响问题,依托某污水处理厂顶管下穿箱涵工程,基于岩土介质小孔扩张理论采用MATLAB平台对顶管-土-箱涵相互作用进行编译计算,考虑不同开挖面支撑力和不同顶管埋深,分析顶管施工引起的既有箱涵结构受力和位移变化。结果表明:顶管施工导致的箱涵附加竖向位移及弯矩沿顶管轴线左右对称,箱涵附加应力以顶管轴线为中心向两侧递减;随着顶管埋深和开挖面支撑力的增加,既有箱涵的最大位移、应力以及弯矩逐渐变小。根据顶管埋深,选择合适的开挖面支撑力,可有效降低顶管施工对既有箱涵的施工扰动。同时通过现场实测数据分析,验证顶管穿越地层及构筑物变形的理论分析与现场实测规律的一致性,拓宽小孔扩张理论在顶管工程领域的应用。

复杂地形污水管网工程设计案例

针对位于川中丘陵地带的某产业园区,面对地形复杂、场地未平整以及规划道路未建成等多重挑战,进行了污水管网工程设计的深入研究。该园区内山丘连绵起伏,现状地面包括农田、菜地、鱼塘、河沟、树林等多种类型,地面高差显著,障碍物众多,使得污水管网设计难度加大。针对园区的特殊地形地貌和土地利用规划,充分考虑了各管段的实际情况,因地制宜地进行了逐一分析,并通过深入的技术经济比较,为各管段选择了最为适宜的工程方案。最终采取了开槽埋地、架空、顶管,乃至隧道铺管等多种管道铺设方式,以及钢筋混凝土管、焊接钢管、钢筋混凝土箱涵等多种管渠类型。

高速公路预制装配式箱涵施工技术

针对传统现浇箱涵施工工艺存在作业时间长、受气候影响大、质量不易控制和安全可靠性低等问题,以某高速公路项目为依托,详细介绍预制装配式箱涵的结构特点和施工工艺,并总结预制装配式箱涵的技术优势。结果表明,与现浇箱涵施工工艺相比,预制装配式箱涵施工工艺技术先进、质量可靠、工期短和安全性高,便于工业化生产、机械化施工、标准化管理,可有效解决现浇箱涵施工工艺存在的诸多问题。研究成果可为预制装配式箱涵的推广应用提供一定的参考。

机场超大截面箱涵移动式模架施工技术研究

以某大型机场排水箱涵为案例,通过工程特点与难点分析,研究应用了超大截面箱涵移动式模架体系施工技术。详细介绍了箱涵移动式模架体系组成和功能,采用试验研究验证了该模架体系的可行性,采用有限分析了其结构受力和变形均满足相关规范要求。工程实施应用表明,该施工技术节约劳动力和工期,质量效果好,安全可靠,经济效果显著,可为今后类似超大箱涵工程施工起到一定的参考作用。

箱涵施工对下卧既有地铁隧道的变形影响研究

结合佛山地铁三号线上方某箱涵施工案例,分析了下卧地铁隧道在箱涵不同施工时期的变形规律。研究结果表明,箱涵施工导致下卧地铁隧道的变形出现了不同的时空分布规律,隧道隆起量与地层损失、隧道与基坑中线的距离、隧道深度等相关;隧道隆起量与隧道距箱涵开挖中线距离的关系可用考虑软土固化效应影响的Peck曲线函数来表示。

复杂环境条件下EPC工程深大基坑组合式围护设计与施工

以邻近箱涵、已建建筑物的超大深基坑工程为背景,综合考虑EPC合同条件下经济性、施工工期等因素,分析基坑周边不同的支护条件,分别采用了放坡、桩锚支护、桩撑支护等多种支护形式的组合。工程实践表明,基坑侧壁土体水平位移和周边箱涵、管线、建筑物沉降变形较小。组合式围护结构体系在复杂环境条件下可取得良好的社会和经济效益,为类似项目提供了借鉴。

新型箱涵自动台车模架装备研发及应用

排水箱涵现浇施工采用的传统台车模架通常为钢模有轨液压台车或简易钢模台车,存在自重大、自动化程度低、装配化程度低等问题。为降本增效,针对上海浦东国际机场四期扩建南区地下配套工程中的排水箱涵建造,在需求分析基础上,开展了新型箱涵自动台车模架装备系统及方案设计工作。工程应用表明,该新型装备使用效果良好、施工效率较高,对类似工程具有借鉴意义。

装配式箱涵立式预制施工技术与应用

预制箱涵属于空心薄壁结构,传统卧式预制方法存在工效低、倒角部位不易振捣密实、高空作业风险大等问题,结合工程实例,通过对预制箱涵模板及施工工艺优化,不仅可降低高空作业风险,便于提升倒角部位振捣质量,更能加快模板周转,提高施工效率,达到“降本增效”的目的。

预制装配式混凝土箱涵施工工艺及其效益分析

近几年预制装配式混凝土箱涵(以下简称“预制箱涵”)施工技术及经济性能备受工程技术人员关注。本文通过对典型预制箱涵工程进行应用调研分析,总结其施工过程中存在的施工质量问题及其原因,对比预制箱涵与现浇箱涵的经济效益和社会效益。研究表明:针对某一箱涵工程,当其预制厂满负荷运营1年半时,采用预制工艺将比现浇工艺节约施工成本;当预制厂满负荷运营5年时,箱涵工程采用预制工艺将比现浇工艺节约工程造价约10%;预制箱涵相比现浇箱涵可以极大缩减现场施工周期,减少不必要的安全风险,具有显著的社会效益。