悬臂拼装施工的预制节段箱梁桥预应力参数优化

为揭示预制节段箱梁桥预应力相关参数对悬臂拼装阶段和合龙阶段箱梁横截面应力及施工期线形的影响,选取某工程一联三跨预制节段箱梁桥,针对悬臂拼装阶段和合龙阶段不同预应力参数取值对桥梁受力状态及变形特征的影响进行数值模拟。研究结果表明:预制节段箱梁桥顶板钢束最优张拉控制应力为预应力钢束抗拉强度标准值的0.70~0.75倍,与此同时应控制预应力钢束截面积不低于0.000 98 m^(2)(7Ф15.2 mm)。顶板单侧钢束组预应力合力作用线与顶板中轴线之间的距离,即顶板预应力合力偏心距宜取箱梁宽度的0.22~0.26倍。合龙阶段采用先张拉底板、腹板通长钢束,再张拉中、边跨局部钢束的方式可使桥梁在不同张拉阶段之间的线形及横截面应力变化更加平缓,有利于施工期间结构的安全控制。

变电站装配式柱下独立基础设计方法

为进一步推动变电站模块化建设,文章以变电站工程中现浇混凝土柱下独立基础为原型,分析其受力特点和基础形式,进行基础装配式分块和连接设计,并通过ABAQUS有限元模拟和相关规范公式验证所设计装配式基础是否满足承载力和抗裂要求。研究结果表明:分块设计方案较为合理,可以满足工厂制作方便、运输及吊装要求;预应力-抗剪键的连接方式适用于装配式基础,所设计的预应力筋和抗剪键满足基础接缝面的抗弯、抗剪承载力和抗裂要求,并且具有一定的安全储备。

百米级UHPC简支箱梁桥设计

中山西环高速横栏服务区B匝道桥中采用了105 m跨径超高性能混凝土(UHPC)简支梁桥,桥面宽度为10.5 m。上部结构采用大节段预制吊装+纵横向湿接缝连接的形式。主梁由2片预制斜腹板箱梁组成,梁高4.1 m,箱梁横向中心间距5.2 m,通过湿接缝和横隔板形成整体;主梁每隔6 m设1道横肋,减弱其畸变、翘曲和剪力滞效应;主梁预应力钢束采用体外后张为主、体内先张为辅的方案,即主梁的通长预应力钢束采用后张体外束,保证结构简洁、轻盈,跨中节段增设先张法钢绞线提高截面抗弯承载力并增强结构的延性;后浇带处配筋采用预制梁段纵向钢筋外伸+局部植筋。对结构刚度及承载力、抗裂及应力、端横梁锚固区局部受力及转向块承载力等进行验算,结果均满足规范要求。

全干式预应力拼装柱节点抗震性能研究

全干式预应力拼装柱节点作为一种高效的装配式节点,开展该类节点的试验和数值研究对全干式预应力拼装框架结构体系抗震性能的评价具有重要作用。通过拟静力试验研究了无粘结预应力钢棒(UBPC)、有粘结预应力钢棒(BPC)、纵筋和无粘结预应力钢棒(RUBPC)三种预应力拼装柱节点在45°双向偏压作用下的力学性能。然后,运用有限元软件分析了外加轴压比、预加轴压比、纵筋配筋率和配箍率等参数对预应力拼装柱节点抗震性能的影响。结果表明:BPC、UBPC试件可通过柱脚粘接面的张开降低预制柱构件的损伤;且各试件在1/100的位移角限值内基本处于弹性变形状态;试件破坏时,RUBPC、UBPC试件的预应力损失分别为25%和22%,表明了其具有良好的自复位特性。

干接盖梁施工控制关键技术

高架桥梁预制拼装技术日渐成熟,基于便捷施工、降低成本、提高质量的原则,围绕预制拼装工艺优化的思考和尝试从未间断。分节盖梁的推广有效解决了超重大尺寸盖梁运输和吊装困难的问题,而干接工艺的应用进一步优化了分节盖梁吊装和拼接工序,较传统湿接工艺,大幅提高施工效率和减小措施成本。结合上海S3公路(周邓公路-G1503两港大道立交)新建工程中干接盖梁的应用,通过工程实践,介绍和提炼干接盖梁工艺在施工过程中的控制要点。

装配式预应力混凝土结构用于生物厌氧发酵罐体的研究

针对生物厌氧发酵罐体多为小型钢结构形式,且单体容量小,造价高,不适用于大规模生物天然气的生产、仓储等问题,提出将装配式预应力混凝土结构用于建造生物厌氧发酵罐体。以某新能源公司生物天然气及有机肥生态循环利用施工总承包工程为例,梳理了装配式预应力混凝土结构厌氧发酵罐体的优势与技术原理,详细阐述了其施工工艺流程及关键技术。

风力发电机组装配式预应力混凝土塔筒疲劳承载力分析

在设计使用年限内,风力发电机组装配式预应力混凝土塔筒的疲劳问题非常突出,尤其在塔筒1/2高度以上区域。国内标准的疲劳验算公式是基于等幅疲劳2×10^(6)次的试验研究结果,而风力发电机组混凝土塔筒的疲劳次数在3×10^(8)以上,故国内标准不适用风电机组混凝土塔筒的疲劳验算。而欧标Fib Model Code for Concrete Structures 2010(FIB规范)采用基于S-N曲线的Palmgren-Miner累积损伤方法进行混凝土疲劳验算,可以解决高次数的疲劳问题。介绍了FIB规范中混凝土塔筒常用的Ⅲ级和Ⅳ级设计方法,通过具体案例分析了混凝土塔筒疲劳承载力的影响因素。结果表明:提高混凝土强度等级和加大塔筒壁厚,可以有效提高塔筒的疲劳承载力。可为风力发电机组装配式预应力混凝土塔筒实际设计提供参考。

T/CRES0018-2023《风力发电机组预应力基础锚栓笼组合件技术规范》标准解读

风电领域锚栓笼组合件团体标准T/CRES0018-2023《风力发电机组预应力基础锚栓笼组合件技术规范》于2023年10月正式发布,规定了锚栓笼组合件的通用要求、安装要求及张拉要求,为陆上风力发电机组预应力基础锚栓笼组合件的设计、安装和张拉提供依据。本文介绍了该团体标准研制背景与意义、任务来源及制定过程,并详细解读了标准的主要内容,分析了标准的实施效果及后续工作建议,旨在促使相关方更好地理解该标准内容及使用该标准,推动该标准的广泛应用。

I形组合梁病害成因及空间横向分布受力特性研究

以G55二广高速公路采用的小翼缘装配式I形组合梁桥为研究对象,为接近实际结构的受力状态,利用有限元软件建立三维实体模型,并对其进行了仿真和分析。对不同设置条件下横隔板对薄腹式装配式I形梁竖向挠度、横向挠度的影响进行了比较分析,得出主梁竖向及侧向受力横向分布的规律以及I形组合梁病害产生的原因。基于此,提出了增设横隔板和体外预应力的加固方案,为同类桥梁结构的加固设计提供了借鉴。

南京长江第四大桥节段预制拼装箱梁足尺模型试验

为研究节段预制拼装箱梁在正常使用阶段和施工状态下的结构行为,结合南京长江第四大桥开展了一孔48 m跨径该类箱梁的足尺模型试验。首先模拟正常使用荷载工况,测试试验梁的主要静力反应,然后模拟在张拉一部分预应力束的梁上通行运梁车的工况,测试试验梁的应力状况,并采用ANSYS建立试验梁实体有限元模型进行对比分析。研究结果表明:在正常使用阶段,节段预制拼装桥梁的整体性较好,键齿接缝两侧基本没有相对滑移,加载、卸载后梁体残余变形较小,力学行为基本符合平截面假定;在梁上运梁工况下,实测梁体下缘压应力约为6 MPa,距消压状态还有一定的安全储备。

装配整体式预应力夹层板楼盖的试验研究

[提要]进行了柱网为6m×6m的两跨连续装配整体式二次预应力夹层板的试验研究,得到了正常使用极限状态下结构的裂缝发展规律和荷载挠度关系,分析了结构的受力特点。同时研究了结构体系承载力极限状态的性能。结果表明,这种结构体系满足规范的正常使用极限状态和承载力极限状态的要求,而且结构的整体性能因二次预应力而得到提高。

预应力型钢组合支撑应用于软土基坑支护

采用高强螺栓连接的预应力型钢组合支撑既有效提高了支撑与支护桩连接节点的强度,又扩大了传统钢支撑的适用范围。由于施工机械不能碰压钢支撑系统,盆式开挖取代先撑后挖成为可行挖土方式。介绍了型钢组合支撑的基本构造和力学分析原则;结合淤泥质土中具体工程,简述了型钢组合支撑施工流程,展示了坑周土体侧移和支撑轴力监测结果,侧移曲线并没有"大肚子",而是接近悬臂开挖的抛物线;根据监测数据反分析结果,指出支撑型钢没有等强连接是主要原因,并提出增加支撑刚度的措施。现有型钢组合支撑可用于环境保护要求一般的基坑,在改进后可用于保护要求高的基坑。

椭圆形大跨度弦支穹顶钢屋盖综合施工技术

天津中医药大学新建体育馆屋盖采用弦支穹顶结构,网壳球节点标高多变,支撑架体顶端标高不一致,并需反复调整。经多种架体方案优化,采用盘扣式脚手架。为避免施工过程中支撑架体杆件与预应力构件碰撞,利用BIM技术建立网架和支撑架体模型,进行碰撞检验。以该工程为背景,介绍了支撑架体搭设、弦支穹顶结构拼装焊接、预应力施加及过程中关键杆件监测等施工过程。通过有限元计算和实际工程监测对比,显示出该施工方法的优越性。

铰接杆系机构稳定性条件分析

基于能量准则,讨论了铰接杆系机构的稳定性问题.通过分析体系切线刚度矩阵解析表达式的构成,阐明了机构的稳定仅来源于可行内力(预应力或外荷载效应)的强化,严格证明了经典预应力机构的稳定性判别准则,其等同于系统势能二阶变分的正定性条件,同时指出该准则的不完善性.针对荷载强化机构的稳定问题,提出了相应的稳定性判别准则并辅以算例说明.最后对几何稳定性问题的实质、结构和机构的定义以及机构稳定性的必要条件等问题进行了相关讨论.

无黏结预应力带耗能钢筋预制节段拼装桥墩抗震性能研究

运用美国太平洋地震工程研究中心开发的OPENSEES程序,采用纤维梁柱单元建立无黏结预应力带耗能钢筋预制节段拼装桥墩模型,进行拟静力加载过程分析,研究预应力度、轴压比、普通钢筋和预应力筋配筋率等参数对墩柱抗震性能的影响。结果表明:随着预应力度的提高,桥墩屈服力提高,但对水平承载力影响较小;预应力和上部结构恒载总的轴压比为20%～30%时,桥墩具有较高的水平承载力和等效阻尼比;预应力筋配筋率为0.20%～0.50%时,桥墩具有较稳定的水平承载力和耗能能力,增大预应力筋配筋率,桥墩等效阻尼比降低;提高普通钢筋配筋率时,桥墩的屈服力、水平承载力、能量耗散和等效阻尼比均有显著提高,但残余位移增大。地震响应分析结果表明,增设耗能钢筋能提高节段拼装桥墩水平承载力;地震作用下桥墩破坏时,墩底剪力约为拟静力试验水平承载力的70%～90%,墩顶位移约为拟静力试验破坏位移的50%。

节段预制拼装桥梁研究综述

节段预制拼装施工技术在促进桥梁建设绿色、低碳和可持续发展方面具有重要的意义。为扩大节段预制拼装技术应用范围,需对其进行进一步研究与改进。根据国内外节段预制拼装桥梁研究成果,阐述桥梁的整体性能评估、接缝设计、施工关键技术和仿真分析等方面研究进展,存在结构胶老化和胶-混界面老化,键齿剪应力分布不均,接缝在弯曲及弯剪复合作用下的力学性能研究不足,缺少节段预制桥梁施工技术相关原理理论研究,全过程施工结构模拟与仿真分析研究较少等问题。针对节段预制桥梁技术研究存在的问题,在未来需进一步完善节段预制拼装桥梁相关理论研究;制定节段预制桥梁相应规范;加大对设计及施工关键技术研究;加强信息化管理,实现全生命周期发展等。

基于智能建造的快速全装配大跨度预应力空间钢结构体系创新研究展望

我国传统建筑业正在向工业化、绿色化、信息化转型,同时,防疫救灾对大空间结构快速建造提出迫切要求,创新研究现场整体快速装配的空间钢结构体系是建筑行业的重大需求.传统非装配式现场焊接空间钢结构体系存在建设周期长、施工污染环境等问题;已有装配式网格结构、网壳结构承载力低,难以实现大跨度.作者对索穹顶结构、弦支穹顶结构、张弦桁架结构及索网结构等半装配式整体张拉结构从形态分析、力学性能研究、施工成形分析及模型试验研究等方面总结了该类结构优势及存在问题.基于工业4.0智能建造和建筑工业化新理念,提出创新研发现场快速装配的大跨度预应力空间结构体系及其连接节点,在现场快速整体装配、整体张拉及智能建造等方面开展系统的理论与试验研究.提出了一种能够现场快速装配、整体张拉的大跨度预应力装配式脊杆环撑索穹顶结构体系和新型构造节点,通过节点破坏模式试验证明新型连接节点具有较高的转动刚度与极限承载力,其构造和性能满足构建大跨度快速全装配式脊杆环撑索穹顶结构需求.

预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述

为进一步推动预应力节段预制拼装桥墩在高烈度区桥梁工程中的应用,从自复位能力、耗能能力、底节段容许损伤能力和基于性能的抗震设计方法4个方面系统梳理和总结了各国学者开展的相关研究,并指出了当前研究存在的问题以及未来的发展方向。结果表明:无粘结预应力筋能提供更好的自复位能力,桥墩震后残余变形很小;相对于现浇桥墩,该形式桥墩耗能能力较差,需要设置专门的耗能装置,其中外置耗能装置震后可更换,更值得推广;预应力节段预制拼装桥墩鲁棒性差,必须注意提高底节段容许损伤能力;针对预应力节段预制拼装桥墩的基于性能抗震设计才刚刚起步,需要进一步发展。

斜交多跨预应力混凝土连续梁桥加宽技术方案研究

对某斜交多跨预应力混凝土连续箱梁的横向拼宽问题进行拼接方式分析,并定性研究拼接后支承条件的变化及其相关因素对原结构(老桥)受力的影响。拟订了3种拼接方案,对比分析了其施工难易程度和拼接前后结构的受力特点,并对有关截面进行了修正。分析表明,对该桥进行拼接在技术上是可行的。

基于ANSYS的汽车钢板弹簧装配预应力的分析

针对汽车钢板弹簧装配过程中产生的预应力,指出采用传统的共同曲率法对其计算所存在的缺陷,并对这些缺陷进行了剖析;为了克服传统计算方法的不足,利用有限元技术对某商用车后悬架钢板弹簧的预应力进行仿真,模拟出钢板弹簧装配过程中出现的预应力。将仿真过程中产生的装配预应力与改进的共同曲率法计算的结果进行对比,得出有限元仿真结果的合理性,同时根据对比结果可以修正设计,进而减少物理样机的实验次数,缩短设计周期,提高设计质量。