Design of Large-Scale Prestressing Bucket Foundation for Offshore Wind Turbines

The key in the force transmission between the tower and the foundation for offshore wind turbines is to transfer the large moment and horizontal loads. The finite element model of a large-scale prestressing bucket founda- tion for offshore wind turbines is set up and the structural characteristics of the arc transition structure of the founda- tion are analyzed for 40-60 channels(20-30 rows) arranged with prestressing steel strand under the same ultimate load and boundary conditions. The mechanical characteristics of the key parts of the foundation structures are illus- trated by the peak of the principal tensile stress, the peak of the principal compressive stress and the distribution areas where the principal tensile stress is larger than 2.00 MPa. It can be concluded that the maximum principal tensile stress of the arc transition decreases with the increasing number of channels, and the amplitude does not change signifi- cantly; the maximum principal compressive stress increases with the increasing number of channels and the amplitude changes significantly; however, for the distribution areas where the principal tensile stress is larger than 2.00 MPa, with different channel numbers, the phenomenon is not obvious. Furthermore, the principal tensile stress at the top of the foundation beams fluctuantly increases with the increasing number of channels and for the top cover of the bucket, the principal tensile stress decreases with the increasing number of channels.

预应力CFRP平板式锚具优化设计与应用

针对平板式锚具存在需在混凝土表面开槽、有效行程短、不可重复利用等问题,开展了平板式锚具优化设计与应用研究,提出了一种无须在结构基面设置扣槽,占用空间小、碳纤维增强材料(CFRP)板有效利用长度更长,轻质高强、可重复利用的预应力CFRP平板式锚具。有限元分析表明:在计算荷载作用下,锚具性能满足预应力CFRP加固需要,锚固支座、锚板和锚栓最大应力值分别为133、76、94 MPa,总体应力分布均匀,均小于其屈服强度,最大变形值为0.056、0.024、0.028 mm,保证锚具不先于结构破坏。随着锚栓直径与锚板厚度增大,锚具内部应力与变形均有所改善,其中锚栓直径变化对锚栓与锚板接触部分受力影响较大;锚板厚度对混凝土表面与锚栓接触部分受力影响较大,故建议锚栓直径为18 mm,锚板厚度为20 mm。实际工程应用表明该锚具使用效果良好。

静压法预应力管桩压桩力估算方法对比分析

为对比分析静压法预应力管桩的不同压桩力估算方法,文中以瑞苍高速公路(龙丽温至甬台温复线联络线工程)为例,选择4个典型压桩力经验公式,利用实测数据和计算结果进行对比分析。研究确定出最符合工程实际的估算公式,并结合规范规定的承载力计算公式,得到承载力与设计压桩力的经验关系,最终确定各标段不同设计桩长的设计压桩力。研究为同类工程设计施工提供了借鉴。

基于实际损伤的桥梁体外预应力加固锚固区应力分析与配筋设计

为准确计算桥梁体外预应力加固锚固区应力,指导锚固区配筋设计,以一座4跨预应力混凝土连续刚构桥为背景,提出一种基于实际损伤的体外预应力加固锚固区应力分析与配筋设计方法。首先根据连续刚构桥下挠计算参数敏感性分析结果,确定计算参数组合,建立锚固区局部分析有限元模型;然后基于容许应力法对锚固区进行应力分析;最后对锚固区三向应力较大区域进行配筋设计。以3座桥梁为算例计算锚固区配筋量,并与基于全桥有限元法的实桥配筋结果进行对比,结果表明:采用该方法计算的锚固区横桥向、竖向和单锚局部承压区配筋量与采用全桥有限元法计算的配筋结果基本接近。该方法考虑了加固前原结构的损伤,对于非规则、异形锚固构造也具有适用性,同时避免了冗繁的全桥有限元建模与计算过程。

预应力混凝土轨枕翻转机结构设计

为提高预应力混凝土轨枕短模流水机组法生产线的生产效率,结合轨枕短模模具的外形特点设计一种轨枕翻转机,并从翻转机整体结构的防倾覆、设计合理性两个方面展开研究。首先,简化翻转机整体结构,计算其倾覆力矩和稳定力矩的比值。其次,利用有限元软件对翻转机的关键零部件进行静力学分析,检验翻转机是否能够满足使用要求。最后,通过样机的空载试验和负载试验对翻转机进行试验研究。

缓粘结预应力技术在杭州西站项目中的应用分析

以浙江省杭州市西站工程项目为例,分析了大型公共建筑工程中,缓粘结预应力筋遇到长期预留施工通道的处理方案,并从缓粘结预应力深化图纸设计和工程实施的角度出发,重点介绍了梁中预应力筋遇型钢骨后钢绞线穿设问题、预应力筋张拉端排布问题等深化过程中关键问题的处理原则和解决方案,为大型公共建筑工程中缓粘结预应力的深化设计和工程施工提供参考。

预应力技术在建筑结构设计中的应用

预应力技术是建筑结构工程中常用的一种技术,能够改善结构的承载性能,减小结构的变形和振动,从而提高建筑结构的安全性和可靠性,为大跨度、高层建筑的建设提供了便利和保障。因此,预应力技术在建筑结构设计中的应用具有非常广泛的前景。对此,文章围绕建筑结构设计中预应力技术的应用展开讨论,介绍预应力技术的基本原理,分析其应用优势,提出应用要点,旨在为相关从业者提供帮助,促进行业发展。

多跨连续预制肋拱桥线形控制技术

结合白石矶大桥扩建工程,研究了多跨连续肋拱桥线形控制技术。设计了拱肋的支架并建立有限元模型,模拟了支架的结构应力与变形。拱肋支架的支撑使用了新研发的加固型钢管桩系统,减少了支架的沉降。各分段预制拱肋采用了新研发的湿接头系统进行现浇连接,保证了各分段拱肋连接顺滑,控制整体拱桥线形。最后,拱桥应用了预应力系杆并研发了一种预应力桥梁结构挠度控制和加固装置,改善了拱桥的受力结构,保证了整体桥梁线形。

杭州某工程压力型预应力抗浮锚杆设计及施工研究

以杭州某工程为例,通过设计计算、构造形式、施工及验收,探索在满足《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ476—2019)的规定下,压力型预应力抗浮锚杆在地下室抗浮设计中的应用,为今后类似项目提供参考。

PK梁板在装配整体式框架结构中的应用

针对PK预应力混凝土叠合梁、预应力混凝土叠合梁同时在一个工程中应用遇到的模板设计与计算、起重设备的选型和吊具选择以及施工工艺等问题,结合工程实际情况,形成了PK预应力混凝土叠合梁板组合的施工工艺流程,确保PK预应力混凝土叠合板吊装的精确定位及受力性能,满足工程质量要求。

泥化顶板影响下巷道支护方案及数值模拟

木瓜煤矿9-207工作面切巷宽度达9.2 m,跨度较大且其顶板为泥化顶板,文章重点考虑锚杆预应力对大跨度泥化顶板支护效果的影响。首先设计了9-207工作面切巷的支护方案,采用数值模拟分析支护参数,最后对比泥化顶板与非泥化顶板的支护效果。采用FLAC数值模拟方法,分析了锚杆的预应力及锚索对于巷道围岩稳定性的影响。结果表明:预应力是锚杆支护系统的关键参数,锚索具有预紧力大、作用范围大的优点。在数值结果分析基础上,优化了9-207工作面切巷的支护方案,从对比模拟结果也能看出泥化顶板的支护效果要比非泥化顶板差。在解决巷道支护受泥化顶板影响的难题时,需要加强监测和优化支护,以确保工程的安全性,为今后类似条件的巷道支护提供了参考。

公路边坡预应力锚杆框架梁设计方案分析

为提高公路路堑边坡的稳定性,根据地质调查结果,开展预应力锚杆框架梁设计,并采用数值模拟的方式检验设计方案的合理性。通过边坡稳定性分析,合理确定预应力锚杆框架梁设计参数。建立计算模型,对公路边坡防护前后的应力应变进行计算,分析得出:采用预应力锚杆框架梁防护后,边坡的应力和应变值均较小,未产生明显塑性变形,结合施工现场监测结果,认为设计方案具有可行性。

混凝土斜拉桥换索设计方法研究

受材料性能演化和运营荷载变化的影响,双塔双索面斜拉桥的拉索性能发生改变,进而影响桥梁的正常服役性能。为确保斜拉桥结构安全,及时更换不满足设计要求的拉索非常必要。基于此,文章以蚌埠市解放路淮河大桥为工程背景,基于桥梁斜拉索技术状况调查结果,从斜拉索技术状况、换索设计方案及换索设计要点三方面阐述了双塔双索面斜拉桥的换索设计方法。文章研究成果可为斜拉桥换索工程提供参考。

大悬臂预应力盖梁空间托架体系设计与施工研究

本文以G316长乐漳港至营前段A2合同段大悬臂预应力盖梁施工为工程背景,结合桥梁所处的施工环境及地质条件,对比分析了盘扣式支架、钢管组合支架及空间托架法支架的优缺点,设计了由牛腿、斜撑、主支撑梁、横向分配梁等组成的空间托架体系。采用有限元软件对所设计支架在不同工况下的应力、变形及稳定性等性能进行了详细的检算。结果表明,大悬臂预应力盖梁采用空间托架法具备安全可靠性。

渐进式滑坡锚索抗滑桩预应力张拉值计算

依据渐进式滑坡蠕变特点,现有锚索抗滑桩计算模型针对渐进式滑坡桩–锚–土三者相互作用过程考虑较少。针对这一问题,将渐进式滑坡缓慢失稳的变形特征和预应力锚索抗滑桩从空载到满载动态工作过程相结合,利用Winkler弹性地基梁理论,优化了锚索抗滑桩桩–锚变形协调条件,考虑桩后土压力渐进变化过程,构建不同工况桩–锚–土协同工作的计算模型,推导了预应力锚索抗滑桩施工阶段初张拉值的计算方法。结合工程算例和有限元软件数值模拟结果,为获取较高精度的计算数值,采用MATLAB软件编译程序进行计算分析。结果表明:1)渐进式滑坡“稳定–蠕动–失稳”阶段性变形特点决定了预应力锚索抗滑桩“空载–加载–满载”三阶段桩–锚动态内力变形过程,明确了各阶段桩后可能存在的土压力模型,单纯进行满载阶段锚索拉力设计不符合渐进式滑坡实际作用机理,进一步证明施工阶段锚索预应力张拉值设计的重要性;2)渐进式滑坡推力由尚未产生的初始空载阶段至完全作用的满载阶段,两阶段并非互相独立存在,二者通过桩–锚变形协调条件相互作用,表明了施工阶段抗滑桩预应力张拉力值大小受满载阶段桩锚内力及变形大小的影响;3)依据渐进式滑坡锚索抗滑桩动态内力变形过程,保证抗滑桩受荷段和锚固段内力大小均衡相等,优化了满载阶段全桩弯矩平衡设计原则,确立了以静止土压力作为施工阶段预应力张拉值设计标准,对比表明,此计算方法优于其余4种现有算法,同时有限元数值模拟结果与本文算法贴合度较高,进一步验证了此计算方法的合理性和可靠性。研究成果可为渐进式滑坡中预应力锚索抗滑桩的设计计算和施工提供技术指导。

大变形条件下的预应力索桁架天线结构优化设计

传统预应力索桁架天线结构设计往往依赖于经验设计和非梯度方法。为了提高该类结构的优化设计效率,文中提出了一种大变形条件下的预应力索桁架结构拓扑优化方法。该方法以一种预应力修正下的柔顺度指标作为目标函数,以质量分数和强度作为优化约束,通过归一化方法获得连续的设计变量,实现对索桁架结构的拓扑构型、组件尺寸和预应力数值的整体优化设计。目标函数的灵敏度信息可完全通过解析方法获得。数值计算结果表明,该方法对大变形条件下天线单一工况和多工况预应力索桁架优化设计都具有较好的适用性。

悬索桥主缆锚固系统构造及设计原则

悬索桥主缆锚固系统是将主缆索股拉力传递至锚体的连接构造,目前主要有预埋钢构件锚固系统和预应力锚固系统2类形式。阐述了2类锚固系统的基本构造,包括预埋钢构件锚固系统的钢拉杆、后锚梁、无粘结处理及预应力锚固系统的预应力筋、索股连接件等。从构造设计与结构计算两方面给出了设计原则,如钢拉杆、后锚梁、预应力钢束等钢构件的计算及锚固区混凝土抗裂设计方法等。从锚室内部环境要求、主缆锚固系统防腐措施和可更换锚固系统等方面对主缆锚固系统耐久性设计进行了讨论,包括锚室内设置的通风除湿系统、钢拉杆等钢构件采用的防护体系及可更换主缆锚固系统的构造要求与更换操作注意事项等。

基于主动支护的木寨岭隧道高地应力软岩大变形预应力锚索支护设计实践

为解决在建木寨岭特长公路隧道薄层极软岩在高地应力下发生的挤压性大变形问题,结合现场展开的工程地质分析、设计变更、监控量测工作,提出一种预应力长短锚索+W型钢带+柔性纤维网组合的基于主动支护的设计方案。该方案采用“先锚后支”的施工工艺,采用数值分析和试验段施工对设计方案进行验证。结果表明,预应力长短锚索组合的主动支护能够充分发挥锚索的锚固和悬吊作用加固围岩,提高围岩的抗剪能力,控制围岩形变能的释放态势,有效控制围岩变形,将初期支护变形控制在20 cm以内,减小约50%。在实际施工过程中对锚索防腐、锚索支护参数及锚索施工设备选型等进行优化调整,确保了隧道施工的顺利进行。

轨道交通大跨度预应力混凝土连续梁桥加固设计

针对轨道交通大跨度预应力混凝土连续梁桥跨中下挠及开裂等病害,以某轨道交通(65+120+65)m预应力混凝土连续梁桥为背景,研究该类病害桥梁加固方法。根据资料调研及有限元计算,对受损主梁进行病害成因分析及状态模拟。经过方案比选,确定加固方案为:补充张拉2束15-∅15.2 mm备用体内预应力束;增设12束19-∅15.2 mm体外预应力束;预应力管道补充注浆、裂缝封闭。施工监测结果显示:加固后主梁中跨跨中截面增加了5.73 MPa压应力、上拱22.3 mm。加固后轨道交通恢复正常速度通行,监测结果表明桥梁轨道平顺、行车舒适度良好,证明了加固方案安全适用、效果显著。

大截面大跨度预应力梁支撑体系设计与施工

大截面大跨度预应力梁支撑体系具有综合性较高,安全风险较大等特点。以武汉市某高职院校理实一体化大楼项目为例,论述大截面大跨度预应力梁支撑体系的设计与施工,通过支架材料选型、确定搭设参数、构造加固措施、结构验算、优化施工工艺、安全保证等措施,解决了大截面大跨度预应力梁高支模技术难题,同时也兼顾了质量、安全与成本。