市政宽幅空心板梁桥加固设计关键技术

针对当前普遍暴露出来的装配式空心板梁桥病害,以武汉市三环线地面层五座空心板梁桥维修加固工程为背景,进行维修加固设计,提出的主要设计方法包括:梁体横向分块依次整体顶升的施工方案;新支座垫块双层设计;可根据现场实际情况进行适时调整的三种不同的支座垫块与墩台帽梁连接方式;铰缝跨缝植筋处理。施工过程及运营情况表明,这些设计方法在增加了施工的便利性,缩短了工期的同时,起到了良好的加固效果,有效恢复并提高了结构的整体受力性能、恢复了结构耐久性。

顶升式梯形钢管混凝土支架支护技术研究及应用

白芨沟煤矿0102303工作面运输巷道位于上分层采空区下方,顶板为金属网假顶,原支护受上分层采空区扰动影响,变形严重。为此设计顶升式梯形钢管混凝土支架,通过注浆顶升试验测试各型号支架顶升性能,试验结果表明:Φ194 mm×10 mm钢管注浆效果较好,接顶力达到3.93 kN,满足支架顶升和巷道假顶初撑要求。为增加钢管梁抗弯强度,在空钢管内设置抗弯圆钢,计算得支护反力为2.3 MPa,较原支护方式提高了5.4倍。同时,为解决巷道内各类支架安装困难,设计了一种举升式支架安装机,举升力可达6.8 kN。顶升式梯形钢管混凝土支架注浆30 d后,支架荷载基本区域稳定,安装半年内支架荷载最大值为0.8 MPa,现场监测顶底板移进和两帮收敛均小于50 mm,支护效果良好。

连续宽箱梁桥单墩力同步顶升横向效应分析

针对某双箱多室预应力混凝土连续宽箱梁的单墩顶升更换支座工程,建立桥梁多尺度仿真模型。分析单墩力同步顶升下结构的横向应力及位移变化规律,验证单墩力同步顶升的可行性。结合梁端横向位移影响线,确定结构横桥向最不利顶力偏差工况。分析最不利工况下结构的横桥向正应力及位移变化规律,明确桥梁顶升施工过程的顶力与位移同步偏差的控制值。可为同类桥梁的单墩力同步顶升工程提供参考。

顶管施工对土体扰动机理的数值模拟研究

由于顶管施工现场的环境复杂性增加和顶进长度的增长,不恰当的施工参数控制可能导致对现有建筑物的影响过大甚至引发重大安全事故。因此,研究顶管施工中土体扰动机理、了解各施工参数对地层扰动的影响,对从理论上指导顶管施工,优化施工工艺具有重要的研究意义。通过数值模拟研究注浆压力、开挖面支护力对土体变形的影响规律,并与实测结果进行了对比验证。结果表明,不同注浆压力情况下,地表竖向位移呈“弓”字形变化趋势;在距始发井15~50m距离范围内,各注浆压力的地表沉降变化基本一致。开挖面支护力与地表沉降数值基本呈负相关关系,并且在距始发井约为10m位置处,地表竖向位移出现反弯点,范围外的土体趋于稳定。

顶管近接穿越既有箱涵的施工扰动与变形影响分析

为更好地控制顶管施工对周围建(构)筑物的影响,以上海某圆形顶管近接下穿既有箱涵施工为工程背景,建立了考虑顶管-土体-既有地下箱涵相互作用的三维有限元模型,计算分析了不同土体损失、开挖面支撑力等对周围地层和既有箱涵沉降的影响。计算结果表明:既有箱涵沉降随周围土体损失的增大而增加,两者基本呈线性正相关关系;当开挖面支撑力为初始地层压力1.5倍时,顶管施工对既有箱涵结构的扰动最小,一定程度上可以减少顶管施工导致的周围地层及既有箱涵沉降。最后,分析了多种既有箱涵MJS加固方案,提出了优化的加固参数,可为实际工程提供参考支持。

基于Midas的桥梁顶推施工下临时支架计算分析

在桥梁工程中,临时具有减小顶推的标准跨径,从而减小梁顶推过程交替变化的正、负弯矩的作用。目前,在桥梁的顶推施工领域对临时的设计思路和计算方法的研究较少。该文根据某工程实例,基于有限元软件Midas对临时支架进行受力计算,并根据计算结果得出以下结论,该临时支架顶部最大位移为12.27 mm,△u/h=1/1222<1/550,支撑柱最大应力比为0.39,支撑短柱最大应力比为0.17,垫梁二最大应力比为0.33,垫梁三最大应力比为0.30;地基基础中最大的计算配筋率为0.0953%,各个方向均按构造配筋,各项计算指标均满足规范要求。

液压支架千斤顶腐蚀问题解决方案

千斤顶作为液压支架的核心执行元件,在一定程度上决定着液压支架的可靠性。腐蚀是引发液压支架千斤顶失效的主要原因,如何解决千斤顶的腐蚀也是行业内各主机厂同时面临的问题。对千斤顶的腐蚀问题进行了剖析,评价了多种常见防腐方案的特点,指出了防腐技术未来的发展方向,介绍了全防腐技术的应用。

不中断交通条件下大跨度跨铁路连续梁支座更换设计与施工——以广州某大跨度跨铁路连续梁桥支座更换为例

既有桥梁在运营一定时间后经常出现各种支座病害,严重影响桥梁的正常使用。以广州某大跨度跨铁路连续梁桥支座更换为背景,研究满足铁路临近营业线施工的分幅分步顶升方案。根据设计顶升方案运用有限元软件Midas Civil进行计算分析,考虑不中断交通工况,计算得出各个支座的支座反力及顶升3 mm高度状态下桥梁结构的受力状态,为顶升施工提供理论依据。同时合理布置千斤顶数量,为大吨位的顶升施工积累经验,为同类型桥梁的支座更换提供借鉴。

上跨铁路站场预制顶推PC箱梁落梁施工技术

在顶推桥梁施工中,梁体顶推到位后,还有一个很关键的工序就是梁体就位,也称落梁施工,对于钢梁来说,由于其本身质量轻、受力均匀,内力变化相对简单,落梁施工也相对容易,而混凝土梁自重大,且都有预应力体系,所以在落梁施工过程中,梁体内力变化复杂,施工难度大,本文通过长沙市湘府路湘江大桥跨京广铁路联梁自重约4000吨的70m预制顶推箱梁落梁施工,详细介绍了大体积、大吨位混凝土箱梁落梁施工的工艺流程及注意事项。采用该工艺流程,保证了施工的安全性和质量,可为类似工程借鉴。

大跨度钢管混凝土系杆肋拱桥拱圈整体拼装施工关键技术

针对北澄子河大桥钢管混凝土主拱圈整体拼装施工及高精度拱圈线形控制难题,采用基于位移传感器的智能调控钢管支架法进行整体拼装施工。为了实现拱桥安装合理成桥状态,对影响拱桥轴线线形控制的两个重要因素进行分析,结果表明:通过对拱圈节段拼装进行水平竖向双向精度控制,并使用智能同步顶升系统对节段安装高程进行调节,对拱圈节段焊接进行轴心对称合理施工,保证了拱轴线平顺,误差控制在±5 mm,成桥状态符合设计要求。

智能控制在自升式平台升降系统的应用研究

升降系统作为自升式平台的核心设备,其性能好坏直接影响整个自升式平台的安全和使用效果。为提高平台的作业效率,减少升降操作时的人工干预,增强设备的安全可靠性,文章对升降系统的一键站桩、远程监测和健康状态检测等智能控制技术进行研究,实现了平台的快速站桩、远程控制和诊断,解决了升降系统操作复杂、不易检修的难题。

整体顶升横移技术在水上桥梁改造工程中的应用

随着国内汽车存有量的爆发式增长,部分桥梁因超设计荷载运营,出现了局部病害,故此需要进行改造。构筑物的顶升平移是一项成熟的工艺,相比于传统吊装拆施工,桥梁顶升横移技术在旧桥改造中具有一定的优越性。通过咸宁市丹桂桥改造工程采用水上桥梁整体顶升横移技术的工程实例,论述施工工艺,可为类似水上桥梁提供可借鉴的经验。

浅埋超大直径双圆顶管侧穿高压铁塔桩基预加固方案

以深圳市铁岗-石岩水库水质保障工程2#顶管侧穿王洋Ⅰ线N14高压铁塔为背景,对浅埋超大直径双圆顶管侧穿高压铁塔桩基预加固方案进行系统研究。提出管幕支护、“管幕支护+钻孔灌注咬合桩+旋喷桩”、“管幕支护+微型桩+旋喷桩”3种预加固方案,通过MIDAS/GTS建立数值模型,分析3种方案加固效果。结果表明:方案一加固效果不理想;方案二加固效果明显提升,对桩基沉降最为显著,较方案一降低53%;采用方案三,塔基整体沉降、水平、纵向位移及相邻桩基沉降差较方案二分别减少42%、20%、16%及19%,更能有效控制桩基稳定;加固后,塔基最大沉降为5.49 mm,最大水平位移为3.99 mm,最大纵向位移为2.28 mm,相邻塔基最大差异沉降为0.95 mm,基础最大局部倾斜为0.03%,均满足施工控制标准。方案三加固技术能较好地控制铁塔桩基沉降,保证高压铁塔的安全和正常使用,可为类似工程提供借鉴。

某软土地区大断面矩形顶管隧道人行横通道深基坑支护设计研究

人行横通道是设置于双线长隧道之间,用于人员逃生的重要通道,通常采用矿山法、机械法或冻结法施工,施工难度大、风险高。以上海市祁连山路大断面矩形顶管隧道人行横通道为背景工程,对采用常规明挖法施工的深基坑支护设计方案进行研究。基坑围护采用钻孔灌注桩结合双排高压旋喷桩止水帷幕,邻近顶管侧采用MJS隔离加固措施并兼做止水,坑底采用高压旋喷桩满堂加固。采用GTS NX有限元软件模拟基坑开挖过程,并结合监测数据,分析基坑开挖对顶管的影响。研究结果表明:工程所采用的围护方案安全可靠,对顶管的影响可控。顶管的变形趋势为向基坑侧偏移且竖向上抬,顶管水平变形、水平及竖向收敛较小,但上抬变形较大,建议采取临时压重措施。研究成果可为今后类似横通道工程的实施提供参考和借鉴。

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。

基于Midas GTS NX顶管工程的基坑支护分析研究

三环路(哈西大街-学府路)段排水系统完善工程(雨污分流改造)中的顶管支护工程深基坑支护较为复杂,在满足基坑支护的前提下要考虑钢板桩不能打到顶管底部,因目前有关顶管工程的基坑支护数值模拟研究多忽视顶管处无支护的情况且缺乏三维数值模拟方面的参考。因此,采用有限元软件MIDAS GTS NX对顶管工程的深基坑支护中考虑到这种无支护情况并对施工的各个阶段进行模拟研究,通过各施工阶段基坑位移变形分析后,得出模拟数值与实际监测数值关联性良好,为同类工程提供借鉴价值。

桥梁顶升过程中钢支撑体系受力性能分析

某市46号、47号旧桥采用多点同步顶升技术进行改造。以该工程为依托,研究混凝土连续箱梁在顶升过程中支撑体系的受力特征,运用有限元分析软件Midas Civil建立该桥的数值分析模型,模拟梁体顶升过程中钢支撑受力模式,分析了4种工况下钢支撑的整体受力性能和稳定性能。结果表明:175号、176号支架各构件组合应力满足规范的要求,其在不同工况下的施工过程的稳定性能够满足使用要求。

混凝土桥墩顶升修复设计方案与施工工艺研究

针对公路桥梁墩身混凝土损伤的工程现象,以福建省某公路大桥桥墩墩身混凝土强度不足需维修处治为例,提出了桥墩顶升修复的设计方案和施工方法。首先通过对原柱顶缺陷段混凝土进行整体顶升并凿除更换,使墩柱混凝土强度满足设计要求,并且保证对原桥梁结构不产生不利影响。其次,根据施工工艺对原桥及施工支架进行有限元分析,验算结果表明,修复后原桥盖梁、上部结构和其他墩柱符合安全性要求,且施工支架的各项指标满足相关规范要求。工程实践表明,该混凝土桥墩顶升修复施工工艺可满足原桥盖梁、上部结构和其他墩柱的结构安全要求。

拉压支座同步顶升施工中的关键技术

通过某五跨连续双塔双索面预应力混凝土斜拉桥采用同步顶升技术对4号桥墩、9号桥台的拉压支座进行更换的施工实例,详细介绍了斜拉桥采用同步顶升施工技术在拉压支座更换中应用的关键技术。既保证了桥梁顶升过程中的安全性,也在占用交通最短的时间内解决了支座的病害问题,为桥梁后期正常运营的安全性提供了保障。

基于人体工效学的采伐作业支撑式外骨骼设计

为降低采伐作业中工人患下背痛等职业相关肌肉骨骼疾患(WMSDs)风险,设计了一种轻型、可穿戴的支撑式腰椎外骨骼装置。通过动作捕捉实验,总结出三种采伐作业中常用姿势,并对该常用作业姿势进行力学分析,基于理论分析结果设计了支撑式外骨骼装置。使用Ansys与Jack分别对外骨骼装置与穿戴后的作业行为进行仿真分析,以验证其可靠性。仿真计算结果表明,使用外骨骼装置时,腰椎的压力可以有效控制在1134 N以下,且外骨骼装置自身应力分布良好,表明该外骨骼装置在减轻腰部负荷方面具有较好的效果,可以有效降低林业工人患WMSDs的风险,为林业工作中外骨骼技术的应用提供了有力的支持和指导。