隧道管棚支护承载特性及支护参数试验研究

为探究隧道管棚注浆钢管不同支护参数对管棚支护承载能力的影响,引入Pasternak双参数模型构建出更符合实际情况的管棚支护力学模型,通过多组室内试验,对管棚在不同注浆钢管管径、壁厚、注浆饱满度及加设钢筋笼条件下的承载能力进行定量研究。研究表明:1)管棚注浆钢管支护参数中,对管棚承载能力的影响排序为:管径>注浆饱满度>壁厚>钢筋笼。2)增大管棚注浆钢管管径可大幅提高管棚的承载能力,相比管径为108 mm的管棚,管径为159、219、299 mm时管棚承载能力分别增大183.58%、398.62%、874.86%。3)管棚钢管注浆不饱满会较大程度削弱管棚的承载能力,钢管注浆饱满度由100%降至75%、50%时,管棚承载能力分别降低29.8%、34.5%,注浆饱满度为50%时管棚的承载能力与未注浆时相差不大。4)管棚钢管壁厚和钢筋笼加设与否对管棚的承载能力影响较小。因此,在实际工程中,可通过增大管棚钢管管径提升管棚的承载能力,通过减小管棚钢管壁厚及不加设钢筋笼节约用钢量。

扣件钢管单面支撑体系设计与施工

随着我国城市建设土地减少,新建筑大多数都紧贴用地红线而建,而且很多新建筑地下室外墙厚度越来越厚,常规双面支模无法施工,因此越来越多的地下室外墙采用内侧单面支模的方法施工。虽然扣件钢管排架斜撑在单面支模施工中有一定的应用,但相关设计计算与施工经验不足。细致剖析单侧支模支撑形式多种类型及其特点,针对某具体工程的地下室外墙单侧支模工程,创新性地引入了一种优化后的扣件排架斜撑搭设策略。通过对该单侧支撑体系的研究,构建了精细的有限元模型,并进行了深入的应力、变形及稳定性评估,可为类似单侧支模支撑体系的设计与施工提供参考。

杂填土地层深基坑微型桩-锚-撑组合支护体系受力特性原位试验

为深入研究杂填土地层深基坑桩-锚-撑组合支护体系受力特性,依托青岛市某深基坑工程开展微型桩-锚-撑原位试验,分析不同开挖工况下双排微型钢管桩桩身弯矩与预应力锚索轴力的演化规律,揭示该支护体系下前、后排桩的受力性状、预应力锚索应力分布特征,探讨邻近建筑物、基坑暴露时间及钢支撑拆除对该支护体系内力的影响。研究结果表明:1)在基坑开挖过程中,前排桩在受力中起主导作用;当开挖至基底时,桩身最大正、负弯矩极值呈现增大趋势,且极值点不断下移,开挖面以上桩身弯矩均呈正“S”型分布。2)开挖深度增加引起开挖面上、下1.0 m范围内桩身弯矩显著增大,前排桩桩身的反弯点分别位于钢支撑下方0.5 m、开挖面位置。3)在开挖过程中,锚索轴力沿埋深方向呈现减小趋势,锚固段前端1.5 m之后的轴力基本不变或呈微小波动。4)锚索锚固段应力高度集中在锚固段前端4.0 m以内的区域,约为锚固段长度的44%,锚固段末端基本未产生轴力,可对该段长度进行优化处理。5)邻近建筑物对微型钢管桩桩身受力影响较小;随着基坑暴露时间增加,桩身弯矩呈微小增长趋势;钢支撑拆除后,前排桩的弯矩变化集中在0.38H~0.96H(H为基坑开挖深度)。6)桩-锚-撑组合支护体系能够较好地限制基坑变形,选择合理的支撑预应力是该类基坑设计的关键。

极近距离煤层采空区下沿空留巷技术研究

为了解决极近距离煤层采空区下多次回采影响的沿空留巷围岩严重变形难题,以山东新查庄矿业有限责任公司(以下简称“新查庄煤矿”)91006综采工作面为工程背景,研究分析了采空区下沿空留巷覆岩顶板结构特征及运动规律,通过建立顶板位态力学结构模型,确定了采空区下沿空留巷巷旁支护阻力计算方法,计算出巷旁支护阻力为3432 kN,提出了“水力压裂超前断顶+巷旁钢管混凝土墩柱高强支护”为主体的巷旁复合支护体系。利用超前断顶卸压技术将巷旁顶板由传递岩梁结构向短悬臂梁结构转变,大大降低巷旁支护阻力,与钢管混凝土墩柱的高强巷旁支护相结合,特别适用于采空区下的沿空留巷工程。通过在新查庄煤矿91006综采工作面试验应用表明,留巷取得了较好的效果,巷道表面整体变形量较小,满足工作面回采期间的要求。

桥梁钢管拱安装施工技术研究

某钢管混凝土系杆拱桥主跨100m,采用先梁后拱法。结合施工现场情况,钢管拱采用吊装配合支架法安装施工。文章重点介绍了钢管拱节段划分、吊装设备选用、临时支架设计、安装步骤、线性控制等内容,可为类似条件下的系杆拱桥钢管拱安装施工提供参考。

全钢质低碳基坑支护体系工程应用与碳排放分析

基于深基坑工程碳排放生命周期理论,以上海某绿色科技示范楼项目为背景,针对PC工法组合钢管桩围护结合预应力型钢组合支撑构成的全钢质低碳支护方案和混凝土常规支护方案的基坑生命周期碳排放进行定量计算与对比分析。研究结果表明:全钢质支护体系的基坑生命周期总碳排放量为混凝土支护体系的21%,通过增加重复使用次数、选择低能耗机械、缩短运输距离等措施,可进一步减少全钢质支护体系的碳排放量。

前撑注浆钢管在某超大软土基坑中的应用

前撑注浆钢管是上海及周边软土地区近年来应用的一种新型基坑支撑形式,与常规的内支撑体系相比,具有施工便捷、挖土方便和造价经济等优点,应用在大面积基坑中具有明显的优势。本文以上海某超大基坑项目为背景,详细介绍了前撑注浆钢管在具体工程项目中的应用情况。项目的成功实施,对于软土地区类似的超大基坑工程具有较高的参考意义。

微型排桩支护结构在隧道明洞段的应用

为探索微型排桩在高陡边坡明洞段支护结构中的适应性,基于二维杆系荷载-结构模型,提出三排桩支护结构设计计算方法;结合工程案例拟定多种钢管排桩+锚索支护方案,对排桩支护结构的内力及变形特征、不同方案的适应性、钢管桩直径的影响等进行深入研究。结果表明:1)排桩支护中,前排桩、中排桩、后排桩具有几乎相同的内力和变形特征,但前排桩的变形和内力值略大于其他2排桩,前排桩坑底位置是整个支护结构中最不利部位;2)采用增设锚索、预留压脚岩体等方式降低相邻支撑间的竖向间距,可以有效降低支护结构位移和内力,从而使支护结构变形满足相关规范要求;3)随着桩径的增大,钢管桩刚度增大,支护结构水平位移呈指数形式降低;4)增加三排桩直径和仅增加前排桩直径均可以有效降低支护结构变形。支护结构设计中,可以根据开挖高度、施工机械、地形地貌等,选择合适的支撑方式和钢管桩直径,从而实现支护结构快速、机械化施工。

张靖皋长江大桥南航道桥主墩围堰施工关键技术

张靖皋长江大桥南航道桥主跨采用2300 m整体钢箱梁悬索桥,是世界最大跨径悬索桥。南塔采用世界首创超高钢箱-钢管约束混凝土组合索塔,基础承台采用八边形结构,结合桥位水文地质及设计要求,承台外围设锁扣钢管桩围堰作为施工围护结构,后期兼作大桥永久冲刷防护和船撞消能设施。施工过程中,采用履带吊+振动锤/冲击锤配合特制导向架隔孔施打的施工工艺,有效解决了超长锁扣钢管桩的施沉及合龙精度的难题;利用对撑加工成桁架整体安装、基底开挖及护筒围堰壁清理、分仓浇筑水下封底混凝土、导管底口铺设钢板等工艺,极大地降低了现场施工难度,保证了超大基坑水下封底混凝土的浇筑质量,为今后同类型深基坑施工提供了有益的借鉴。

大跨度钢管拱肋提升技术研究

钢管拱肋作为大跨度梁拱组合桥的关键设计部位,其施工过程及受力性能关系到全桥结构的安全。通过跨越太浦河航道180 m钢管混凝土拱桥拱肋整体提升施工的研究,合理布置了拱肋安装支架及提升支架,并采用Midas Civil有限元软件对拱肋架设及整体提升过程中支架的受力及稳定性进行分析。结果表明:各施工阶段支架的强度和刚度满足要求,整体结构具有良好的稳定性,可为后续工程施工提供经验。

444铁磁性不锈钢焊管缺陷的识别与分类

基于涡流检测技术,提出一种针对444铁磁性不锈钢焊管的缺陷识别与分类方法。首先采集经过磁饱和处理后的钢管涡流信号,通过经验模态分解(EMD)进一步对涡流信号进行降噪,提取到最能代表原始信号特征的内涵模态分量(IMF),对所选取的IMF提取时频域特征参数;为了提高模型识别效率,通过主成分分析(PCA)对特征向量集降维;最后使用支持向量机(SVM)对焊缝缺陷进行识别与分类。试验结果表明,该方法对444不锈钢焊管各缺陷的识别准确率较高,生产中可将含有特定缺陷的产品自动筛选出来,提高了生产效率。

建筑工程高大模板扣件式钢管支撑体系施工技术

本文旨在深入探讨建筑工程中扣件式钢管高大模板支撑体系的施工技术。在支撑体系设计部分,本文基于工程实践和理论研究,详细讨论了设计依据、支撑体系的结构设计以及扣件、梁底模和抗滑移的计算方法,并详述了支撑体系的搭建过程,包括支撑体系的支撑搭设、模板施工,以及支撑体系在楼面施工中的应用。最后,文中还对支撑体系的拆除过程进行了详细说明,强调了拆除顺序、方法及其对工程安全和效率的重要性。

地下埋藏式钢岔管设计与水压试验

新疆某在建工程1#岔管为地下埋藏式钢岔管,岔管采用洞内拼装焊接、洞内水压试验的施工方案。岔管位置受附近区域性构造影响,片理及裂隙发育,岩体破碎,开挖过程中通过加强一次支护措施,保证了洞室的稳定和安全。1#岔管承受内水压力较大,最大HD值为2616.0m2,采用800MPa级B780CF钢制作。岔管安装完成后,在洞内进行原位水压试验及应力应变检测,以掌握岔管各重要部位的应力分布及变形情况。1#岔管设计、洞室开挖与支护以及洞内水压试验方案等,对类似工程具有一定的借鉴和指导意义。

单侧可调式钢管砂桶支撑后浇带体系施工技术研究

后浇带施工往往是质量控制中的重要节点。设计一种易拆装、可重复使用、调节简单的钢管砂桶支撑体系,将后浇带的位置优化为距柱边缘小于1500 mm处,后浇带另一侧设置可调节的临时钢管砂桶支撑,以代替部分脚手架支撑,当梁板混凝土达到一定强度时,可先拆除多余的脚手架支撑和模板,仅保留可调节的临时钢管砂桶支撑,以解决大面积模板、木方、钢管等施工时间过长的问题,提高材料周转利用率,取得良好的经济效益和社会效益。结合实体项目,对单侧可调式钢管砂桶支撑后浇带体系施工技术原理、工艺流程、施工要点及质量控制措施进行研究,供类似项目参考借鉴。

桩撑支护系统在某泵站基坑支护中的设计与应用

拉森钢板桩加内支撑支护体系是一种广泛应用的基坑支护方法,本文以鄂州市三江港新区临江大道下穿鄂钢工业码头专用线雨水提升泵站为实例,结合项目地勘资料、周边环境等实际情况,确定基坑开挖深度,对基坑支护选型、设计计算、施工工艺流程、施工监测等进行了陈述和探讨,为同类工程的设计施工提供参考。

螺纹扩大体钢桩在深基坑支护工程中的应用研究

螺纹扩大体钢桩是近年来江浙沪地区逐渐兴起的一种新型斜向支护结构,与传统钢筋混凝土内支撑相比具有施工便捷、工期缩短、成本节约等优势。文章结合苏州工业园区某大面积深基坑工程,对螺纹扩大体钢桩的应用进行介绍,重点对支护型式的选择及施工工艺进行阐述;静载试验结果表明,螺纹扩大体钢桩承载力满足设计要求;启明星软件计算结果和现场监测数据均显示,钢桩的变形控制效果好,该项目的成功经验可供类似工程借鉴与参考。

引水隧洞塌方段综合支护技术研究与应用

分析了左江治旱驮英水库及灌区工程驮楼~广沙隧洞在开挖过程中出现的塌方问题,认为其主要原因为复杂地质条件下的岩层破碎带和支护不足。为确保施工安全,提出了综合支护技术方案,包括堆渣堵孔护坡、围岩变形监测、大小管棚支护、钢拱架支护、塌方清运、底板软基清理及垫层混凝土施工和回填灌浆等。通过循环进尺施工方法,有效控制了施工过程中的安全性和稳定性,确保了工程的顺利进行。

颗粒填充钢管支护构件防冲减震性能研究

为解决钢管混凝土内部混凝土收缩产生裂缝导致支护效果减弱问题,基于光滑粒子流(SPH)方法研究砂石颗粒充填钢管防冲减震性能,采用有限元软件建立砂石钢管和钢管混凝土受到轴向冲击与循环荷载作用模型,通过吸能指标与阻尼比进行对比,最终充填至巷道拱形支架中分析二者支护效果。研究结果表明:顶板轴向冲击时砂石钢管顶板能量衰减更多,且内部塑性耗散能密度更大,产生裂缝的概率更低。砂石钢管内部颗粒黏聚效果良好更早进入回升段,恒载段更加稳定,吸能效率更优;循环荷载作用时砂石钢管内部颗粒具有较好黏聚力与摩擦耗能作用,滞回曲线宽度增幅较小,砂石颗粒钢管阻尼比大于钢管混凝土,耗能效果较好;在巷道支护中,砂石充填拱架支护巷道位移量与拱架等效塑性应变值基本小于钢管混凝土拱架,其中两帮底部受弯较严重位置巷道位移量与拱架等效塑性应变大于钢管混凝土。研究结果为钢管支护构件在巷道支护的运用提供有益参考。

下承式单拱斜跨空间索面钢箱拱桥施工技术

下承式单拱斜跨空间索面钢箱拱桥的外形美观、跨越能力强,但其单拱空中旋转的特殊结构,导致施工的难度更大。结合克兰河大桥工程实例,在常规下承式钢箱拱桥施工的基础上,于钢管支架体系中加入斜支撑、立柱等临时支撑结构,在提高支撑效果的同时,也减少了钢材的使用。另外,为保证施工稳定性,工程还通过有限元模型软件Midas/Civil模拟单拱进行内力分析,在主梁1/4 L和主梁3/4 L变形与位移最大的位置设置风缆,增强单拱的稳定性。结果显示,经过采用以上施工,提前20 d完成了施工,且节约大约30 t钢材,钢箱拱合龙施工顺利,单拱线形符合设计,工程施工稳定,有效验证了此种施工技术的经济合理性,具有显著的应用价值。

不平衡受力环境下钢管桩围堰结构研究与分析

以京台高速公路齐河至济南段改扩建工程主桥P3号墩为研究背景,该工程深基坑处于黄河岸边,具有下游回水冲刷较大、距离已有桥墩基础非常近、承受不平衡水土压力作用的特点,围堰施工难度大,极易导致临近桥梁、围堰变形过大等安全问题的发生。针对工程实例,结合不平衡受力的特点,探索了钢管桩围堰支护的作用机理。通过对工程实例进行有限元建模分析,对钢管桩围堰、支撑结构的变形、强度进行分析,并对临近既有桥梁的沉降影响做了进一步分析。将有限元计算结果与实际监测数据进行对比,验证了有限元模型的合理性。结果表明:钢管桩围堰随施工的进行变形逐渐增大,变形主要集中在水土分界处,且背水面变形大于迎水面,最大变形呈现在第5分析步(施工承台结构阶段),变形值为30.40mm,位于短边水中面;支撑结构在长边左右两侧受力不均较明显,尤其在第2分析步(安装上层支撑结构阶段),最大受力发生在第4分析步(土体开挖至基坑底部阶段),最不利截面强度验算为121.47MPa<215MPa,满足要求。临近的既有桥梁最大沉降值和最大倾斜度均满足规范要求。