Design and Construction Technology of Prefabricated Reinforced Concrete Slab Culverts

Compared with traditional cast-in-situ concrete slab culverts,prefabricated reinforced concrete slab culverts can be produced more quickly and has strong quality controllability,strong earthquake resistance,and repeatability.They will be the primary production method of slab culverts in the future.This article offers a comprehensive review of the design and construction technology associated with prefabricated reinforced concrete slab culverts.The objective is to provide a valuable reference for related enterprises,enhance the quality of design and construction in precast pile configuration,and,in turn,contribute to the advancement of construction projects within our country.

装配式建筑结构顶升逆作法原理与技术发展

顶升逆作法综合了顶升和逆作法两种技术的不同特性,是一种在邻近地面对建筑逐层建造并逐层顶升的新型建造工艺。通过对顶升各阶段的原理分析,结合强时变结构特点,对顶升点选择等关键技术进行研究,分析了竖向顶升位移不同步工况下的结构受力机理,厘清了装配式建筑结构顶升逆作法的受力特点,梳理了现有的相关配套技术,指出了目前装配式建筑结构顶升逆作法待解决的技术难题。针对新型建造工艺的强时变特征,提出了结合数字孪生和人工智能两种技术进行智能调控的发展趋势,构建了面向减碳优化的综合目标函数,并通过算例证明合理的顶升方案对减少建造阶段构件内力的作用。结果表明:依托装配式建筑结构顶升逆作法原理,采用机械化施工取代人工作业、大重量顶升替换高空吊运,减少设备的层间转运和材料的竖向运输,能够在提高施工建造效率的同时,将工艺流程控制在临近地面的有效高度范围内,有望降低环境影响、减少碳排放、提高建筑结构在未来服役末期的资源化可行性,助力建筑业绿色低碳发展。

装配式配筋砌块砌体结构技术与应用

当前在国家大力倡导建筑业采用装配化建造方式的背景下,装配式混凝土结构、装配式钢结构等建筑新技术不断涌现并在工程建设中大量应用,而砌体建筑在这次装配化建造大潮中比较沉寂。砌体结构领域的工作者一直也在积极探索,介绍了砌体结构中一种配筋砌块砌体结构实现装配化建造的技术,该技术先以标准化生产的砌块产品组装成个性化需求的墙构件,再将墙构件经绑扎后在施工现场吊装并在安装中穿入竖向钢筋,最后用混凝土灌孔连接形成整体结构。该技术是基于理论试验研究及工程实践验证后得出的新成果,已有近20万m^(2)规模的工程实践应用,具有成本低、工艺简、安全性好、效率高等特点,为采用装配化方法建造房屋提供了新的选择。

装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能

为研究装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能,对1个足尺轻钢框架结构试件和3个足尺轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构试件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验及理论分析,试件变量包括:2种装配构造,即内嵌式装配墙板、外贴式装配墙板;2种轻钢骨架轻混凝土墙板,即框架式轻钢骨架轻混凝土墙板、桁架式轻钢骨架轻混凝土墙板。研究了各试件的破坏特征和损伤演化过程,分析了结构滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能性能和应变。结果表明:装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构共同工作性能良好,其水平承载力相比轻钢框架提高了204.7%~210.4%,抗侧刚度提高了257.3%~512.5%,结构变形及耗能能力有显著提高;内嵌墙板的自攻钉连接构造以及外贴墙板的螺栓连接构造传力性能可靠,结构具备2道抗震防线的受力特征;基于简化塑性分析模型以及拉压杆软化桁架模型,对试件承载力进行了计算,计算结果与试验符合较好。

新质生产力背景下装配式钢结构建筑标准化施工策略研究

随着新质生产力的快速发展,装配式钢结构建筑作为一种绿色、高效的建筑方式,正逐渐受到广泛关注。本文在分析了其优势与面临的挑战后,提出了新质生产力背景下装配式钢结构建筑的标准化施工策略,为相关领域的实践和研究提供参考。

装配式型钢混凝土叠合框架梁连接节点构造设置与安全分析

住房和城乡建设部印发《“十四五”建筑业发展规划》提出大力发展装配式建筑、推动生产和施工智能化升级的主要任务。而国内目前采用的预制叠合框架梁存在着跨度大自重大吊装成本高、预制梁柱节点位置易发生钢筋碰撞吊装定位难度大等问题,限制了装配式建筑结构的发展。结合实际工程项目,提出一种新型的装配式型钢混凝土叠合框架梁,并对该叠合梁的构造设置、连接方式及安全性进行分析,从而为装配式框架结构、框架—剪力墙结构等装配式建筑中框架梁的深化设计提供一种新的拆分方案。

基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法

为了研究装配式混凝土箱体挡墙结构在水压力和土压力共同作用下的受力机理,提出了一种基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法.以体积和应变能为优化目标,采用Tosca软件对数值模拟得到的主要受力骨架进行拓扑优化.构建拉压杆模型,结合箱体挡墙结构的破坏机理,分析并推导出侧墙受压、临水面挡墙和集束连接受拉3种主要破坏模式的承载力公式.实际工程对比分析结果表明:进行900次模型优化后,优化形态和应变能基本保持不变;基于拉压杆模型的装配式混凝土箱体挡墙结构的承载能力低于规范值和有限元模拟值,但误差均保持在16%范围内,从而验证了该方法的合理性.

自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙抗震性能试验

提出了适用于装配式混凝土复合剪力墙结构的自攻钉集块连接构造,为研究自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙的抗震性能,设计制作了3个剪跨比为1.39的足尺剪力墙试件,进行了低周反复荷载试验,主要变量包括自攻钉集块连接构造、自攻钉集块与后浇条带组合连接构造以及L形边框构造柱。分析了试件破坏模式、承载力、滞回特性、刚度及退化、变形能力、耗能性能和应变特征等。结果表明:自攻钉集块连接构造装配便捷,受力性能可靠;采用自攻钉集块与后浇条带组合连接构造试件的承载力及刚度相比自攻钉集块连接构造分别提高了8.54%和6.03%;设置L形边框构造柱的试件承载力、刚度及耗能分别提高了67.48%、129.33%和277.93%。自攻钉集块连接复合剪力墙具有良好的抗震性能,满足装配式低层住宅混凝土复合剪力墙结构的抗震设计要求,可用于实际工程。

晋东南地区农村装配式技术常见问题及措施初探

近几年,随着装配式建筑的一步步推进,装配式结构不仅在城市内民用建筑中大量使用,而且发展到了农村建房中。晋东南地区农村装配式建筑取得了一定突破,但是在实际设计施工当中仍然存在一些不足,因此,针对目前装配式建筑生产设计施工中的常见问题提出一些改进,以促进晋东南地区农村装配式建筑的施工质量的进一步发展。

自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板抗震性能试验

研发了混凝土框架(桁架)肋格填充发泡混凝土墙板,提出了T形边框与混凝土肋格复合墙板边肋的自攻钉集块连接构造。设计并制作了2个足尺自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板试件,包括1个十字形框架肋格墙板试件和1个人字形支撑桁架肋格墙板试件。进行了低周反复荷载试验,研究了各试件的破坏状态和滞回特性,分析了不同肋格构造对承载力、刚度、变形能力及耗能性能的影响。结果表明:十字形框架肋格墙板试件主要发生了发泡混凝土填充墙板及硬化砂浆面层的剪切开裂,人字形支撑桁架肋格墙板的破坏特征为混凝土桁架支撑的损伤失效;人字形支撑桁架肋格墙板试件的承载力和初始刚度相比十字形框架肋格墙板试件分别提高了74.3%和69.0%;十字形框架肋格墙板试件则具有较高的变形能力和耗能性能;自攻钉集块连接构造连接性能可靠,保证了T形边框与混凝土肋格复合墙板的协同变形。可为工程设计与施工提供参考。

装配式可更换分级屈服耗能连接集成形状优化及试验研究

为增强装配式混凝土框架结构的可恢复性,提出一种可更换分级屈服耗能连接,通过在梁-柱节点处设置该连接可实现对结构屈服过程的有效控制。针对分级屈服耗能连接中的弯剪部件,基于等效应力屈服强度理论推导得到弯剪部件考虑等应力屈服的形状曲线,通过Python集成Abaqus数值模型和优化算法获得低周疲劳性能最优的形状曲线。对5个分级屈服耗能连接试件开展低周往复加载试验,研究其滞回性能和变形能力等抗震性能,评价形状优化后分级屈服耗能连接的性能水平,并对弯剪部件影响参数进行分析。结果表明:优化后弯剪部件的塑性应变分布更加均匀,耗能能力和材料利用率明显提高;同时弯剪部件经优化后的分级屈服耗能连接试件变形能力显著增强;随着弯剪部件的等应力屈服高度比或高宽比减小,分级屈服耗能连接的承载能力和耗能能力均逐渐提高,但刚度退化速率逐渐加快;各试件变形及损伤主要集中在弯剪部件和屈曲部件,且均实现了分级屈服的耗能机制,说明分级屈服耗能连接能够有效控制结构的屈服过程。

装配式钢纤维混凝土节点抗震性能研究

为提高装配式混凝土节点抗震性能,在装配式梁柱节点核心区后浇混凝土中掺入钢纤维,结合ANSYS有限元软件,建立某装配式梁柱节点精细有限元模型,与试验结果对比验证有限元分析的可靠性。采用细观均匀化方法确定钢纤维混凝土非局部增强塑性损伤微平面模型的参数取值,研究钢纤维体积掺量等因素对节点力学性能的影响,并将钢纤维混凝土节点应用于装配式框架结构,基于OpenSEES平台进行动力时程分析,考察对结构整体抗震性能的改善作用。结果表明:在核心区掺入钢纤维,可提高节点的承载力和延性,提高幅度分别为4.14%~10.52%和2.94%~34.55%。在结构底部节点区增加钢纤维,可减小结构的层间位移、层间位移角和基底剪力,改善装配式框架结构的抗震性能;当钢纤维掺量较高时,对结构整体抗震性能改善不明显。

孟加拉帕德玛大桥半预制半现浇混凝土边护栏施工技术

孟加拉帕德玛大桥公路桥面边护栏采用钢筋混凝土墙式护栏,总长约18 km,高度达1.8 m,护栏外侧设置装饰槽,护栏底部伸至桥面板顶面以下且截面尺寸小。对护栏全现浇和全预制2种施工方案进行分析,提出一种半预制半现浇组合施工方案。预制现浇分界线以护栏顶面中间位置开始延伸至与桥面翼缘顶面接触位置,外侧采用预制,预制节段长1.5 m;内侧采用现浇,现浇节段长度一般为9 m,根据灯柱的布置,设置6 m或7.5 m的调节分段长度,实现模块化施工。在预制场采用预制台座、模板和平躺预制方式预制边护栏的外侧部分,涂刷缓凝剂对预制现浇的湿接缝处进行冲洗凿毛,并预留锚固钢筋,利用预埋的吊装吊耳和支撑角钢在桥上安装预制的外侧部分后现浇内侧部分,通过锚固钢筋将边护栏与桥面板结合在一起。采用该施工方案,每月可预制1300片护栏,现浇段每月可施工3600 m,5个月内完成护栏现浇,护栏施工完成后的整体混凝土外观质量优良。

一种新型预制装配式免拆模板设计与开发

为克服传统建筑模板施工质量不高、工序多、周转率低和现场环境乱等质量缺陷,在总结现有免拆模板的基础上设计、开发了一种可实现装饰装修一体化的新型预制装配式免拆模板。本文介绍了新型装配式免拆模板的基本构造及施工要点,为新型装配式免拆模板的推广应用提供一定的借鉴和参考。

装配式混凝土PC构件施工技术及力学性能分析

为高效而精确地完成装配式混凝土结构的施工,以中建东湖锦城项目为载体对装配式混凝土PC构件的施工技术进行了分析,尤其是装配式混凝土PC构件起吊安装定位和标高等施工控制,同时进行了力学计算分析。工程实践表明,装配式混凝土PC构件的应用可提高施工效率和节约施工时间。

政府干预视角下装配式混凝土建筑发展演化博弈研究

我国装配式混凝土建筑发展处于初期阶段,开发商等相关方的参与意愿不高。本文基于政府干预视角,引入政策规制因子和技术进步因子,建立政府、构件生产商和开发商的三方演化博弈模型,利用实际项目数据进行数值仿真,探究政府补贴系数、罚款系数、构件生产商收益提高系数和开发商增量成本降低系数等关键参数对博弈主体行为演化的影响,并求得关键参数的理想区间,最后提出合理分配补贴比例、实行奖惩并举和推动技术进步等政策建议。

灌浆料对预制承插式桩芯与钢管桩黏结性能影响试验研究

高桩码头的桩芯、桩帽为桩顶连接关键结构,而传统水上现浇施工通常面临作业难、施工质量影响因素多等问题。预制承插式桩芯桩帽结构由水上现浇转变为工厂预制,通过超高性能混凝土灌浆料与钢管桩形成桩顶结构,避免了水文条件对其施工的影响。通过物模试验开展预制桩芯-桩帽结构的破坏模式及灌浆料配比研究,结果表明:竖向荷载下桩顶结构的灌浆料与预制桩芯界面黏结不动,仅灌浆料与钢管之间产生相对滑移,灌浆料与钢管内壁的界面黏结性能相对薄弱;灌浆料与钢管的黏结强度随钢纤维掺入而减小,随膨胀剂掺入而增大;塑性膨胀剂掺量0.08%、中后期国标Ⅱ型膨胀剂掺量12%组合为最优配比,其界面黏结强度在28 d内呈增长趋势,28 d后趋于稳定。

钢结构建筑工程施工工序碳排放定额研究

针对钢结构建筑工程装配式施工过程特点,提出基于工序的钢结构建筑工程施工碳排放计算方法,结合某多层钢结构建筑开展钢结构基础、钢构件吊装和安装工序的碳排放定额研究。现场计测所得10种钢结构建筑基础施工工序碳排放为17.72~151.26(kgCO_(2)/个基础);首节柱和二节柱吊装工序碳排放分别为10.52(kgCO_(2)/根钢柱)和14.59(kgCO_(2)/根钢柱);三种截面尺寸钢柱安装工序碳排放为38.16~69.18 (kgCO_(2)/根钢柱);主梁和次梁汽车吊吊装工序碳排放分别为7.73(kgCO_(2)/根钢梁)和4.52(kgCO_(2)/根钢梁),采用塔吊吊装时,相应碳排放降低至2.40 (kgCO_(2)/根钢梁)和2.22(kgCO_(2)/根钢梁);主梁安装节点共14种,工序碳排放为13.84~125.96(kgCO_(2)/根钢梁);次梁安装节点共11种,工序碳排放为10.39~43.49(kgCO_(2)/根钢梁)。研究提出的工序碳排放计测方法,所得结果可呈现钢结构建筑分部分项工程碳排放源构成特征;计测获得的工序碳排放定额参数,可支持多层钢结构建筑工程建造阶段的碳排放计算,以及施工方案的低碳优化。

基于ABAQUS的新型密拼叠合板承载能力比较研究

为优化密拼式叠合板侧向拼缝处的连接构造,设计一种在拼缝处设置抗剪键槽的密拼式钢筋桁架叠合楼板。利用ABAQUS有限元软件对7个密拼叠合楼板进行四点弯曲模拟研究,针对普通密拼式叠合板与不同形式的抗剪键槽密拼式叠合板的承载能力进行对比分析。结果表明:新型密拼式叠合楼板的承载能力较好,相较于普通密拼式叠合板提升了17%左右;当达到极限荷载时,其内置钢筋所受应力明显低于普通密拼式叠合板。通过对不同开槽形式叠合板的受弯性能进行对比分析,明确了新型抗剪键槽叠合板拼缝处设计的合理性,为新型拼缝叠合楼板在工程实践中的应用提供了理论依据。

基于数字孪生的装配式钢节点混凝土框架结构建造技术

与传统现浇框架结构相比,装配式钢节点混凝土框架结构建造速度更快,但框架钢连接节点处存在应力突变,因此,有必要采用基于数字孪生的手段监测该实际工程结构的施工过程,以获得钢节点对结构性能的影响。基于BIM、有限元和传感器等技术搭建了基于数字孪生的新型装配式钢节点混凝土框架结构的智能建造框架,从物理数据收集、虚拟模型建立、模型信息交互3个方面提出基于数字孪生的建筑结构智能建造实现方法。在新型装配式钢节点混凝土框架实际工程建造阶段,采用传感器技术实现工程中关键点数据的实时监测,并将其与BIM和有限元数据进行比较,进一步调整与修正物理模型中的框架结构受力情况,最终实现装配式钢节点混凝土框架数字孪生模型的建立和应用。研究表明,该数字孪生模型能有效对新型装配式钢节点混凝土框架结构进行实时监测,实现基于传感器网络和时空参数分析的危险点预测,有效减少资源消耗,为该结构的应用提供有效数据信息。