An Approach to Stability Analysis of Embedded Large-Diameter Cylinder Quay

The large-diameter cylinder structure, which is made of large successive bottomless cylinders placed on foundation bed or partly driven into soil, is a recently developed retaining structure in China. It can be used in port, coastal and offshore works. The method for stability analysis of the large-diameter cylinder structure, especially for stability analysis of the embedded large-diameter cylinder structure, is an important issue. In this paper, an idea is presented that is, embedded large-diameter cylinder quays can be divided into two types, i.e. the gravity wall type and the cylinder pile wall type. A method for stability analysis of the large-diameter cylinder quay of the cylinder pile wall type is developed and a method for stability analysis of the large-diameter cylinder quay of the gravity wall type is also proposed. The effect of significant parameters on the stability of the large-diameter cylinder quay of the cylinder pile wall type is investigated through numerical calculation.

Coupled BEM-FEM Analysis of the Large-Diameter Cylinder Structure System

A method of coupled BEM-FEM analysis for the elastic spatial structure system is presented. It can be applied to the calculation of the stress and deformation of the large-diamater cylinder structure system and it is suitable for symmetric or non-symmetric structures under the distributed or concentrated load. Numerical examples show that the proposed method and computer program BEFEM are quite efficient in the analysis of the large-diameter cylinder structure problems in ocean engineering.

Simulation on flow, heat transfer and stress characteristics of large-diameter thick-walled gas cylinders in quenching process under different water spray volumes

Cooling strength is one of the important factors affecting microstructure and properties of gas cylinders during quenching process,and reasonable water spray volume can effectively improve the quality of gas cylinders and reduce production costs.To find the optimal water spray parameters,a fluid-solid coupling model with three-phase flow was established in consideration of water-vapor conversion.The inner and outer walls of gas cylinder with the dimensions of d914 mm×38 mm×12000 mm were quenched using multi-nozzle water spray system.The internal pressure,average heat transfer coefficient(have)and stress of the gas cylinder under different water spray volumes during quenching process were studied.Finally,the mathematical model was experimentally verified.The results show that both the internal pressure and have increase along with the increase of spray volume.The internal pressure increases slowly first and then rapidly,but have increases rapidly first and then slowly.To satisfy hardenability of gas cylinders,the minimum spray volume should not be less than 40 m^3/(h·m).The results of stress indicate that water spray quenching will not cause deformation of bottle body in the range of water volume from 40 to 290 m^3/(h·m).

Compressive Behaviours of Concrete Cylinders Wrapped with 2-D Glass Fabrics

Concrete cylindess wrapped with glass fabrics of various constructions were fabricated. Compressive behaviours of cylinders with and without fabric wrapping were investigated. Comparisons of the compressive characters while using different fabrication parameters were made. It was demonstrated that the effect of the fabric reinforcent was obvious. The tensile strength of the filament used in the fabric played an important role as far as the anti-compression behaviour of the reinforced cylinders is concened.

Drivability of Large Diameter Steel Cylinders During Hammer-Group Vibratory Installation for the Hong Kong–Zhuhai–Macao Bridge

The Hong Kong–Zhuhai–Macao Bridge(HZMB)involved the installation of 120 mega-cylinders with a diameter of 22 m,weights up to 513 t,and penetration depths up to 33 m using an eight-vibratory hammer group.Due to the lack of engineering experience on the drivability of large-diameter cylinders under multiple vibratory hammers,predicting the penetration rate and time of steel cylinders is an open challenge that has a considerable impact on the construction control of the HZMB.In this study,the vibratory penetration of large-diameter steel cylinders in the HZMB is investigated based on geological surveys,field monitoring,and drivability analysis.The vibratory penetration rate,installation accuracy,and dynamic responses of the steel cylinders at both the eastern and western artificial islands are analyzed.The dynamic soil resistance has a great influence on the cylinder drivability.However,the current design methods for estimating the vibratory driving soil resistance are proven inaccurate without considering the scale effects.Therefore,a modified method with a normalized effective area ratio A_(r,eff)is proposed in this study to calculate the vibratory soil resistance for open-ended thin-wall cylinders under unplugged conditions.Considering the scale effects on the vibratory driving soil resistance,the proposed method leads to closer results to the measured data,providing a reference for future engineering practice.

JCCP三点法外压荷载试验与模拟研究

为验证顶进施工法用钢筒混凝土顶管(JCCP)的承载能力,对JCCP进行了三点法外压荷载试验,并采用ABAQUS有限元软件对试验过程进行了模拟,研究了裂缝产生、扩展过程,并对其影响因素进行了分析。结果表明:底部支撑梁的圆弧转角及其与管体的接触特性对JCCP裂缝的发展和承载能力有显著的影响,有限元模拟时应考虑这些因素。

PCCP管芯混凝土防裂控裂技术研究进展

预应力钢筒混凝土管(PCCP)在我国引调水工程中发挥着重要作用,PCCP运行的安全性对水资源的配置至关重要,关系国计民生。当管芯混凝土内表面产生有害裂缝后,在水压力的作用下会引起内管芯混凝土破坏,导致钢筒被锈蚀,形成安全隐患,因此,针对管芯内壁混凝土裂缝预防和控制的研究对水资源的合理利用具有重大意义。为了预防和减少PCCP内壁出现有害裂缝,根据国内外学者的研究成果,概述了PCCP管芯内壁混凝土裂缝的种类和形式,即纵向裂缝、螺旋裂缝和插口端裂缝;总结了干燥收缩、沉降收缩、温度收缩、焊缝、缠丝应力、吊装运输等因素与PCCP内壁混凝土裂缝的关系;分别从PCCP设计、原材料、配合比、养护制度、焊缝、钢筒、插口和裂缝自愈合、纤维增强材料等方面总结了PCCP管芯内壁裂缝的预防和控制方法。最后,对PCCP管芯混凝土内壁裂缝的控制和预防进行了展望,为继续研究提供思路。

钢筋混凝土梁锈胀开裂计算研究

【目的】钢筋锈蚀引起的钢筋混凝土构件锈胀开裂是混凝土结构退化的重要原因,有必要对锈胀裂缝机理进行探究。【方法】基于人工通电锈蚀试验对钢筋混凝土梁进行锈胀开裂计算,通过计算锈蚀钢筋混凝土梁锈胀开裂锈蚀深度,从而得到锈胀裂缝宽度值。【结果】研究结果表明,考虑电流腐蚀密度与电解液浓度的锈胀裂缝计算公式能有效预测钢筋混凝土梁的锈胀开裂宽度。【结论】钢筋混凝土梁的锈胀开裂机理十分复杂,裂缝宽度受到的影响较多,结合电流腐蚀密度与电解液浓度所修正的裂缝计算公式为裂缝研究提供了一种有效的思路。

锂云母渣硅铝酸盐人造骨料的性能及应用

以锂云母渣、水泥、矿粉和钢渣为原材料,经人工造粒和蒸压养护制备出锂云母渣占比70%~80%、筒压强度达到10 MPa、堆积密度1000 kg/m~3的硅铝酸盐人造骨料。系统研究人造骨料的水化产物及其在混凝土中的应用性能。结果表明:相同锂渣用量条件下,钢渣或矿粉取代水泥均可以提高骨料的筒压强度;水泥-锂渣人造骨料的主要水化产物为托勃莫来石和水钙铝榴石,无水石膏以片状或短柱状为主。钢渣-矿粉-锂渣人造骨料具有较低的Ca/Si,水化产物仅为托勃莫来石,无水石膏以针状或棒状为主。普通混凝土中掺入80~120 kg/m~3锂渣基人造骨料,可以改善混凝土施工性能,提高混凝土长期力学性能。

钢筋混凝土空心圆柱抗震性能

土木工程建设领域中的钢筋混凝土空心圆柱作为一种国内外常用的竖向承重柱体结构,因其内部空心的存在而极大地减小了自身重量,其抗震性能也一直广泛关注。为研究钢筋混凝土空心圆柱的抗震性能,基于abaqus建立数值模拟计算模型。通过改变钢筋混凝土柱中的空心截面直径设计参数,设计3种钢筋混凝土空心圆柱,以此来分析不同空心率的钢筋混凝土空心圆柱。结果表明,随着钢筋混凝土圆柱空心率的增大,结构极限承载能力也随之增强,其中空心率最大的钢筋混凝土圆柱RC3荷载下降段较为平缓,荷载强度较峰值顶端仅下降5.39%,承载能力下降较小,具有更好的延性和变形能力,并且能够提高结构的初始刚度和破坏刚度,增强钢筋混凝土空心圆柱的极限承载能力,有利于结构的抗震性能。

卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置设计

为避免混凝土搅拌机作业期间搅拌筒内的混凝土泄漏至筒外,并探究混凝土搅拌机轴端密封装置的优化设计方案。应用文献法与案例分析的方式,简单分析卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置的设计需求,并提出一种混凝土搅拌机轴端密封装置的优化设计方案。结果表明,依托材料的更新、补偿机构及密封结构的优化设计,实现对卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置的优化。说明通过设计并使用优化设计后的卧轴式混凝土搅拌机轴端密封装置,提升密封保护效果,实现对轴端密封装置有效使用年限的延长。

筒压法检测混凝土砖及小砌块砌筑水泥砂浆强度的试验分析

水泥砂浆属于工程实践中重要材料之一,而针对砌筑墙体砖块种类上,小砌块、普通烧结砖/普通混凝土砖/多孔混凝土砖都比较常用,优选精准可靠的检测方法,对其水泥砂浆实际强度予以测定,确保其能够满足于工程精度方面的要求。筒压检测方法,是现阶段广泛应用至材料强度方面的检测手段,所达到的检测精度与其可靠性都比较显著,更加适用于水泥砂浆实际强度方面的检测分析。鉴于此,本文主要依托筒压检测方法,围绕混凝土砖和小砌块类型砌筑体所用水泥砂浆总体强度开展试验测定及分析,旨在为业内相关人士提供参考。

基于Plaxis 3D混凝土薄壁大圆筒结构稳定性分析

以广东某拟建外海大圆筒工程为实例,针对二维理论进行结构设计存在位移偏小的问题,利用Plaxis 3D软件建立钢筋混凝土结构与土体的整体空间三维模型,三维实体有限元模拟中采用HSS模型模拟地基土和筒内回填散料,计算不同工况下圆筒本身的变位和土体产生的位移,得出深埋式大圆筒结构的运动趋势,以及筒内回填土强度、筒壁壁厚以及入土深度对结构稳定性的影响。结果表明,筒内土体与圆筒结构的运动基本一致,没有形成充分发展的主被动区域,为施工回填最小高度提供针对性建议;壁厚对结构稳定性影响较小,筒内回填土强度和入土深度对结构稳定性影响较大,但达到一定限值后稳定性结果增长趋势渐缓至趋于稳定。

超高层建筑框筒结构的混凝土墙柱托换施工技术分析

由外围钢框架和内部混凝土芯筒组成的框筒结构具有刚度大、造价低等优点,已在超高层建筑设计施工中得到了广泛应用。随着使用年限的增加,需对该建筑结构进行改造加固,因此,混凝土墙柱托换施工必不可少。文中以某超高层建筑工程项目为例,对混凝土墙柱托换方案进行了详细阐述,并基于二次受力对其进行改造加固设计,利用测试仪器以及支撑系统设计对托换全过程进行测试与分析,验证托换加固方式的实际应用加固效果,以期进一步提高工程施工质量。

大直径超高倾斜劲性混凝土圆柱施工要点分析

大直径超高倾斜劲性混凝土圆柱施工是一种新型结构表现手法,符合当前建筑空间造型的发展要求。文章介绍了大直径超高倾斜劲性混凝土圆柱在实际工程中的应用,分析了因结构特征造成的施工难点,从模板设计与加固体系设计方面提升结构稳定性,从测量放线、钢结构深化设计与安装、斜柱支撑体系设计、钢骨斜柱调整与固定、混凝土工程等工序方面介绍了大直径超高倾斜劲性混凝土圆柱的施工要点,并制定了质量控制与安全措施。

供水工程中长距离直顶PCCP管施工技术分析

长距离供水工程管线施工,往往因地形、施工条件的限制而选择顶管施工,穿越铁路、公路、市内重要建筑物等采用直顶PCCP管道较多。结合山西省辛安泉供水改扩建工程某施工标318m长度的直顶PCCP管的施工案例,从前期准备、顶力计算、施工过程控制等各方面进行分析研究,为长距离直顶PCCP管施工技术在水利工程中的应用提供了参考。

广州科技图书馆结构设计要点与分析

广州科技图书馆为复杂超限高层结构,采用钢框架-偏置混凝土筒体结构。由于建筑造型需要,外圈框架柱无法贯通落地,采用“上托下吊”重载悬空结构,对该结构形式受力进行了分析。介绍了新型“抗、放”结合的疏水减压抗浮技术在超深地下室中的应用。由于结构存在扭转偏大、抗扭刚度弱等多项不规则,采用YJK、ETABS两个计算软件对结构进行了中震反应谱分析,介绍了针对扭转偏大采取的结构设计措施,补充了中震弹性时程分析,对悬挑桁架和斜柱进行了专项分析,并采用Perform-3D进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析。结果表明采取的抗震加强措施有效,可实现预设的抗震性能目标。

滨江道路软基处理设计及现场监测分析

滨江道路一般地基软土层分布深厚,在填土荷载和交通荷载作用下,易产生较大的沉降或不均匀沉降。为研究滨江道路的软基处理方法和处理效果,文中以某滨江道路工程为背景,从技术和经济角度比选了预应力混凝土管桩和水泥土搅拌桩方案,采用水泥土搅拌桩方案,并对水泥土搅拌桩复合地基进行了稳定性分析、沉降计算和现场监测。根据现场静载试验及沉降监测结果,水泥土搅拌桩复合地基承载力高,工后沉降小,满足工程要求,且建设工期短,工程造价合理,具有良好的工程效果和社会效益,可为类似滨江道路软基处理提供参考。

碳纤维补强预应力钢筒混凝土管试验研究

针对预应力钢筒混凝土管道(PCCP)在使用过程中出现的裂缝、断丝等劣化现象,提出一种“一纵三环”黏贴碳纤维布加固PCCP管的方法。为验证该法修复PCCP断丝管的效果,采用3根2.2 m直径PCCP管在管芯混凝土内表面黏贴碳纤维增强复合材料(CFRP)进行加固试验。按不同温度和湿度组合黏贴CFRP,并分别在自然养护7 d和浸水30 d后进行正拉接性能试验。结果表明,自然养护条件下正拉接强度随着黏贴温度的升高而升高,随湿度增加呈先降低再升高的趋势;浸水养护后正拉接强度有所降低,为自然养护强度的80%。

混凝土泵摆动液压系统性能分析及优化

摆动系统是混凝土泵送机械的核心单元之一,用于驱动分配阀的快速摆动。针对目前混凝土泵摆动慢、动作不到位、摆动冲击大等问题,通过运用理论和仿真分析,对摆动液压系统进行优化,有效降低压力损失,提高摆动驱动力,实现快速摆动;同时,针对快速摆动过程中的系统冲击问题,对摆动缓冲结构进行了分析和优化。结果表明,摆动系统压损降低28.5%,摆动速度提升20.8%,摆动冲击降低17.5%,各项性能相比原系统显著提升。