Integrity Analysis on Existing Crane Runway Girders with Defects Using Constraint-Based R6 Criterion

In order to resolve the safety problem of the existing crane runway gir-ders(CRGs)with defects,the constraint-based R6 criterion is proposed to assess their structural integrity.The ex isting steel CRGs with defects at the weld joint between the upper flange and web plate,are characterized to three-dimensional finite element models with a semi-ellipse surface crack.The R6 criterion has been modified by considering the constraint effect which is represented by T-stress.The analysis results ilustrate that working condition of the cracked CRGs leads to high constraint level along the crack front.The crack aspect ratio(a/c)and run-way eccentricity(e)have significant influence on the integrity of the cracked CRGs.The integrity assessment results based on modified constraint-based R6 failure criterion enable to more effectively protect the cracked CRGs from brittle fracture failure.

武汉青山长江公路大桥宽幅钢箱梁悬臂拼装横向线形匹配技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨整体式钢箱梁高4.5 m、全宽48 m,采用500 t架梁吊机分节段悬臂拼装架设。钢箱梁悬臂拼装时,架梁吊机站位节段、待架节段由于荷载及约束不同,横截面变形呈现出不同的趋势,线形匹配难度大。为解决该问题,主跨钢箱梁悬臂拼装时选择上、下游分体式架梁吊机,减少架梁吊机自重;经比选选择横桥向27.7 m间距的架梁吊机站位,减小了架梁吊机荷载对横向线形匹配的影响;通过设置顶压装置(由顶压牛腿、支承底座组成),在架梁吊机站位节段、待架节段钢箱梁边腹板处施加1500 kN顶压力,配合少量马板,一次加载完成对接口竖向变形匹配调整。施工后,钢箱梁横向线形匹配精度均满足要求。

铸造起重机主梁应力测试与疲劳寿命研究

以某钢厂一台在用进口铸造起重机为研究对象,对起重机性能指标质量检测、主梁主要受力板材的无损探伤检测、主梁跨中关键部位的应力测试以及根据应力测试所得应力谱对主梁疲劳寿命进行分析估算,对设备目前的安全状况作出评估。

疯狂自适应的正余弦乌燕鸥算法及应用

桥式起重机主梁优化是一个非线性的复杂约束优化问题,现有方法求解此问题时存在收敛缓慢、稳定性差、收敛精度低等问题。为克服此问题,提出一种疯狂自适应的正余弦乌燕鸥混合优化算法(CCASSTOA)。在乌燕鸥算法(STOA)中,引入Logistics混沌映射对STOA算法种群初始化,增加种群个体的多样性和迭代初期收敛速度;将惯性自适应权重和正余弦算法混合搜索策略引入到乌燕鸥位置更新公式中,增强了算法的全局搜索与局部搜索之间的平衡能力。将疯狂算子引入到乌燕鸥最优位置进行扰动,增强迭代后期种群的多样性,避免算法陷入局部最优。采用6个测试函数对CCASSTOA算法性能进行验证,结果表明:CCASSTOA算法优于其他五种元启发式优化算法,收敛精度高,稳定性好和鲁棒性强。将CCASSTOA算法应用在32t/22.5m的桥式起重机主梁轻量化设计中,可实现主梁截面面积减小约为31.45%。因此,CCASSTOA算法可有效地处理此类非线性的约束优化问题。

土耳其1915恰纳卡莱大桥无索区钢箱梁安装关键技术

土耳其1915恰纳卡莱大桥为主跨2023 m的双塔三跨钢箱梁悬索桥。钢箱梁总长3563 m,边跨及桥塔处无索区钢箱梁均为非标准节段,长度为9.8~43.6 m,吊装重量为344~1330 t,涉及多种吊装方式及节段安装工艺,施工难度大。该桥边跨S33节段定位精度要求高、顶推难度大,利用特殊设计牛腿,顺利实现节段顶推及边跨合龙;边跨焊接线形精度要求高、工序转换复杂,S32和S31节段布设临时吊索系统,确保焊接线形可控;塔区工作平台上的S01、T00和M01单个节段利用特殊设计三向可调支架及导向架施工,确保浮吊吊装安全可靠及定位精度可控;S02和M02节段吊装时与已吊装节段在空间上相互干扰,通过布设牵引荡移系统,顺利实现塔区S02和M02节段缆载吊机大角度吊装及节段荡移;采用吊索调节装置、边跨反拉系统及4台缆载吊机同步抬吊等措施,塔区S01、T00和M01组拼焊接的大节段顺利合龙。

赤壁长江公路大桥主桥4号桥塔墩结合梁墩顶节段施工技术

赤壁长江公路大桥主桥为(90+240+720+240+90)m钢-混结合梁斜拉桥,主梁分为121个节段,由双边箱截面钢主梁、横梁、小纵梁等组成,4号桥塔墩墩顶钢梁共3个节段,考虑枯水期施工边跨侧滩地外露,采用浮吊拼装+墩顶拖拉法施工。桥塔墩设置墩旁支架辅助钢梁架设,墩旁支架采用简易支架,设计为分离直立柱结构,避免了传统斜立柱支架体系结构复杂且受限于围堰尺寸的影响;墩旁支架设置钢梁拖拉系统及钢梁姿态调节装置,以实现钢梁的拼装、纵移和姿态调整。墩顶钢梁利用浮吊在中跨侧依次拼装单节段钢梁杆件后向边跨侧分次拖拉,墩顶钢梁全部就位后,采用竖向调节装置通过“顶落梁”工艺精调钢梁高程和横向调节装置对钢梁横向偏位进行纠偏,保证墩顶节段姿态满足设计要求。借助主梁永久结构简化塔区临时约束设计,抵抗风荷载、施工不平衡荷载和不平衡索力造成的钢梁平动和转动,确保主梁悬臂节段施工安全。

基于AL-Kriging模型及PSO算法的桥机主梁优化

为解决有限元模型和群智能算法相结合的起重机结构优化计算的计算成本昂贵的问题,该文基于AL-Kriging代理模型和粒子群智能优化算法构建了起重机主梁优化方法,在该方法中通过EFF学习函数选择优化所需的有效样本点,从而用较少的高保真计算样本构建出满足精度要求的代理模型,再通过PSO算法以及所构建好的代理模型完成结构优化。通过工程案例验证证明,在取得同样计算结果的情况下,与基于静态Kriging模型相比,该方法的优化时间节省了70%,调用样本数仅为静态代理模型的27%,证明了所构建的优化方法是可行和有效的。

小半径曲线节段拼装箱梁设计和施工关键技术研究

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚度对梁剪扭承载力的影响;为适应平面曲线行走和吊装的需求,总结架桥机拼装施工过程中主要采用的转弯过孔、偏位和斜置起吊调整以及尾部喂梁关键技术;分析拼装过程中产生的轴线偏差和横向位移及线形控制措施。结果表明:曲线半径小于250 m的节段拼装箱梁需考虑弯扭耦合作用,曲线半径小于100 m时湿接缝截面的抗扭承载力和剪扭允许应力已不能满足要求;提高截面抗剪扭承载力最有效的构造措施是增加腹板厚度,其次是增加顶、底板厚度;曲线半径越小,小半径节段梁拼装轴线偏差越大、轴线横向位移越大,应根据曲线半径来规定安装精度验收标准、根据成桥轴线横向变形设置横向预拱度。

铸造起重机主梁结构优化设计

以某钢厂在役400 t铸造起重机箱型主梁为研究对象,通过对主梁原结构以及改进后结构分别进行有限元分析计算,有效地识别出铸造起重机结构中的高风险部位,为产品的结构优化设计提供了一种全新的思路,研究结果为铸造起重机主梁结构的改进设计提供良好的指导依据,确保铸造起重机的安全可靠运行。

叠合梁斜拉桥合龙段湿接缝应力优化分析

大跨径混合式叠合梁斜拉桥在中跨合龙段钢梁合龙后,为保证其在桥面板湿接缝浇筑过程中各构件的受力能满足规范要求,且能达到理想成桥状态,以盐坪坝长江大桥为研究对象进行研究。考虑到该桥的结构受力与施工特点,对桥梁合龙过程中桥面板湿接缝浇筑进行了有限元分析。针对该桥的最后一个标准段与合龙段,对比了4种不同施工方案的优劣性,这些方案主要围绕湿接缝浇筑等强、桥面吊机的拆除及预应力穿束这3个关键施工工序展开。同时探究了桥面吊机站位对中跨合龙段及其邻近节段桥面板应力的影响。研究结果表明:桥面吊机影响区域湿接缝与合龙段湿接缝一同浇筑的施工方案所产生的桥面板拉应力最小;在合龙段湿接缝单独浇筑完成后,按照先张拉预应力后拆除吊机的施工顺序可降低桥面板开裂的风险;通过合理布置桥面吊机的站位,可使原本超限的桥面板湿接缝拉应力降低至规范要求的范围内。

龙门吊轨道交叉下连续箱梁移位工序AI识别模型

为提升工程连续箱梁移位工作质量,保障工程有序顺利进行,设计龙门吊轨道交叉下的跨海通道工程连续箱梁移位工序AI识别模型。分析连续箱梁移位工序流程,将连续箱梁移位工作划分为钢筋加工、模板安装、混凝土蒸养等五个工序。利用人工智能技术中的门限玻尔兹曼机与支持向量机构建连续箱梁移位工序AI识别模型,采集连续箱梁移位工作图像,将所采集图像作为模型输入,利用卷积神经网络中的卷积层与池化层优化门限玻尔兹曼机模型,利用优化后的模型采集连续箱梁移位工作图像特征;基于不同图像特征,利用支持向量机划分图像类别,完成工序识别。实验结果显示,该模型能够准确识别连续箱梁移位工序,有效提升工程施工性能与经济效益。

单梁结构在巷道堆垛机中的应用研究

随着物流仓储行业不断高速发展,立体仓库设备的需求量越来越大,作为立体仓库核心设备的巷道堆垛机的应用量也越来越大,从而造成了工场产能不足而无法满足市场需求的情况。为了提高堆垛机的加工效率,文中参考桥式起重机的单梁结构,对其进行适应性设计,将其应用于堆垛机的立柱结构中,并通过有限元分析验证新结构同原结构力学性能之间的差距,根据对比结果,再对新结构进行优化设计,以达到优于原结构的目的。

复杂地质条件下岩壁吊车梁破坏机理及长期稳定运行研究

叶巴滩水电站地下洞群处于极高地应力与复杂结构面共存的不利条件,岩壁吊车梁在开挖过程中出现较严重的破坏现象,基于现场实际破坏现象、微震监测数据、物探检测等成果,深入分析了岩壁吊车梁的破坏机理,提出针对性的动态优化设计措施,并利用仿真分析软件开展了桥机荷载作用下的运行安全性计算,结果表明:通过增设的钢筋混凝土扶壁墙,可以满足岩壁吊车梁长期安全运行。

铁路机务检修电动双梁桥式起重机作业安全分析及应对措施

针对SS4B、SS4G直流电力机车和HXD1交流机车检修工作吊装作业存在的问题进行分析,并提出了对问题的改进措施。

高速铁路预制箱梁混凝土浇筑施工技术研究

现今箱梁预制工艺不断更新,向智能化、少人化、工厂化、标准化发展,传统施工方法已不断退出行业。基于此背景,本文以潍宿高速铁路预制箱梁混凝土浇筑施工为工程背景,从混凝土运输至混凝土浇筑环节对其关键技术进行研究,最终研究形成一套基于混凝土搅拌罐撬装运输系统及撬装浇筑系统的预制箱梁混凝土浇筑施工技术。本技术具有作业效率高、安全风险小、施工交叉作业少、混凝土质量易于控制、现场文明施工程度高等多个优点,可为今后其他梁型施工提供一定的借鉴参考。

Lévy飞行的正余弦乌燕鸥混合算法及应用

为解决标准乌燕鸥算法(STOA)易陷入局部最优和收敛速度慢等缺点,提出一种混合正余弦算法(SCA)和Lévy飞行的自适应乌燕鸥算法(SLSTOA)。采用正余弦算法的搜索方式,同时采用非线性递减自适应正弦因子,改进乌燕鸥算法的攻击搜索方式,来增强STOA算法的全局与局部探索能力。乌燕鸥个体和最优个体通过Lévy飞行策略进行变异,来增加种群多样性和扩大搜索空间,以达到提高跳出局部最优和全局探索能力。与四种先进的元启发式算法比较,SLSTOA算法性能通过6个基准测试函数进行评价,结果表明,相比其他四种元启发式算法,SLSTOA算法精度高、稳定性好和鲁棒性强。同时为验证SLSTOA算法的科学性与实用性,将其应用于解决32t/22.5m桥式起重机主梁结构优化设计中。

铸造起重机主梁腹板门开孔结构的优化设计

针对某钢厂铸造起重机主梁腹板门开孔处的开裂问题,查阅起重机相关设计资料,对起重机翻包作业时主梁所受的载荷进行详细的分析和研究,确定材料的S-N曲线,并对材料进行静强度和疲劳强度分析计算,找出门开孔处的疲劳寿命远远低于主梁设计寿命的原因。通过对原开孔结构形式进行优化设计,使其疲劳寿命与主梁设计寿命趋于一致,经多年的实践验证,基本未出现开裂问题,为今后铸造起重机金属结构的设计提供了可借鉴的经验。

深中通道泄洪区非通航孔桥110 m跨钢箱梁架设关键技术

深中通道4座泄洪区非通航孔桥为110 m跨连续钢箱梁桥,钢箱梁共计110片,标准梁重1627 t。钢箱梁利用“天一号”运架一体船逐孔吊装,采用托梁辅助的兜吊方式架设,上吊下托。专门设计特制吊具,配2个托梁,以适用于不同梁型。钢箱梁由3家单位制造,其中72片钢箱梁采用横向滚装上船转运,另38片不需要转运;由“天一号”沿垂直支墩的方向驶入取梁;架梁前在墩顶设置临时支点和调节千斤顶;钢箱梁架设时,利用“天一号”先右幅后左幅逐孔吊装,钢箱梁临时支承于墩顶临时支点上,精调完成后落梁于永久支座上,完成体系转换。通过船舶就位时采用精确绞锚定位技术,在起吊、落梁过程中使用整体兜吊工艺,采用三向调节千斤顶等关键技术及控制措施,确保了110 m跨钢箱梁架设的稳定性和准确性。

深中通道“天一号”一体式吊具研制与应用

深中通道S07标段水域主线非通航孔桥共有293片预制箱梁,均采用工厂一体化预制、大节段整体吊装的施工方案,箱梁最大吊重3080 t,最高吊高63.4 m。浮吊采用“天一号”运架一体船;吊具吊梁方式为上吊下托,采用1个吊梁扁担、2个托梁设计,可适应多种箱梁架设。利用MIDAS Civil软件建立有限元模型,分析吊具结构吊装过程中力学性能,对吊具关键杆件吊装过程应力和倾角进行监测。计算和监测结果表明:在不同工况下,吊具各杆件强度及连接强度均满足要求,吊具最大竖向变形(179 mm)小于容许变形(206.2 mm),刚度满足使用要求;托梁A在110 m钢梁及60 m标准宽混凝土梁架设工况、托梁B在60 m变宽混凝土梁架设工况下最大组合应力和剪应力均满足使用要求;吊具关键杆件的应力和倾角监测数据均在设计范围内,结构安全。

外墙龙骨、吊车梁与钢结构连接创新施工技术应用

基于柴务220 kV输变电工程,钢结构工程、外墙工程、吊车梁工程同步进行深化设计,根据外墙龙骨和吊车梁位置及构造要求在钢结构构件上设置连接件,连接件在钢结构工厂内焊接在钢结构构件上,方便后期外墙、吊车梁安装,提高其施工进度及安装质量,同时实现外墙龙骨、吊车梁与钢结构构件的栓接连接,减少动火作业,降低高空作业动火作业危险性,符合绿色环保施工的要求,实现钢结构功能一体化的施工,在钢结构综合施工具有广阔的应用价值。