高速铁路大跨度钢桁架桥接触网腕臂安装技术研究

高速铁路大跨度钢桁架桥纵向伸缩量大且变位复杂,是影响接触网腕臂偏移等系统能否正常、安全运行的重要因素,如何解决接触网腕臂安装、偏移调整与钢梁伸缩之间的协同配合,目前国内在此方面鲜有研究。通过阐述受导线伸缩影响的腕臂偏移机理和大跨度钢桁架桥梁体纵向伸缩机理,分析在不同接触网锚段布置方式下大跨度钢桁架桥梁体伸缩对腕臂偏移的影响,并采用逐工点分析法总结不同工况下钢梁伸缩与导线伸缩对腕臂偏移影响的相互关系,揭示了接触网腕臂安装曲线在导线伸缩及钢梁伸缩共同作用下的计算方法。结合典型案例计算分析,建议采用不同钢梁跨度下的推荐锚段布置方式能有效降低腕臂偏移量,并提出应重点关注伸缩缝两侧锚段腕臂偏移问题、腕臂偏移为叠加关系时缩小半锚长度、钢梁跨度大于720 m时应重点计算伸缩缝两侧双腕臂间距等优化事项。研究内容及计算公式可为系统性解决高速铁路大跨度钢桁架桥接触网腕臂偏移设计、施工及运营维护等技术难题提供理论支持。

大跨公铁两用钢桁拱桥边跨施工关键技术

常泰长江大桥天星洲专用航道桥为(168+388+168)m大跨重载公铁两用钢桁拱桥。主梁采用2片主桁双层板桁组合结构,边跨钢梁施工采用架梁吊机悬臂散件拼装。为确保边跨钢梁架设轴线和竖曲线线形,按照最快形成稳定桁片结构原则拼装,上墩前悬臂拼装并形成三角桁片稳定结构后再实施抄垫;在钢梁架设过程中对钢梁标高进行调整,精确控制钢梁上墩标高;为确保边跨钢梁架设结构受力满足要求,通过有限元理论分析比选,确定临时墩最优脱空时机;采用“基于空间六点调位法”对边跨钢梁进行整体精确定位;主墩支座采用重力法灌浆;基于多点变形协调,通过优化杆件安装工艺,解决了超静定结构杆件带力安装难题。

重庆龙兴足球场超限结构设计

重庆龙兴足球场主体结构采用设置少量剪力墙的框架结构,屋盖钢结构采用悬挑平面桁架+上下弦稳定支撑+立面单层网格结构。为了研究结构设计的难点,采用了SPASCAD⁃PMSA、MIDAS Gen(Ver.2019)和SAP2000设计软件分别对结构进行多遇地震下的抗震性能分析。采用了SAUSAGE、SAP2000软件对结构进行设防、罕遇地震下的抗震性能分析。采用了ANSYS软件对钢屋盖整体稳定进行分析,采用了ABAQUS软件对节点受力性能进行分析。结果表明:结构具有较好的抗震能力和抗连续倒塌能力,结构设计安全、合理、经济。

重庆白居寺长江大桥施工控制关键技术

重庆白居寺长江大桥主桥为主跨660 m的公轨两用双塔双索面钢桁梁斜拉桥。桥塔为空间曲线水滴形混凝土结构,采用爬模施工;钢桁梁为带边纵梁的倒梯形截面,利用桥面吊机进行对称悬臂施工。为确保成桥后的各项力学和线形指标满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立主桥施工阶段有限元模型,对塔顶偏位和应力、钢桁梁线形及斜拉索张拉进行施工监控。通过控制塔顶偏位以及关键断面应力,确保了钢桁梁施工中桥塔的安全;通过控制主桁和边纵梁的制造和安装线形,保证了钢桁梁成桥线形的控制精度;通过边、中跨1~5号索同步对称初张、6~20号索分级不对称初张及局部二次调索,提高了斜拉索的施工效率以及索力控制精度。施工监控结果表明:塔顶偏位最大偏差27 mm,钢桁梁线形最大偏差52 mm,斜拉索索力偏差在±5.6%内,均满足设计要求。

山区铁路不对称连续钢桁梁柔性拱桥主梁设计

研究目的:钢桁梁柔性拱桥普遍为对称结构,但对于山区铁路桥梁,需要考虑桥址地形、地质条件、建造条件及抗震性能等多种因素。本文以山区铁路某跨越V形深沟桥梁为研究背景,针对地形陡峭、施工空间狭小、施工难度大的特点,提出一种非对称钢桁梁柔性拱桥式方案,为山区铁路桥梁选型拓宽思路。研究结论:(1)采用(216+144)m不对称连续钢桁梁柔性拱桥方案,适用于桥址处的建设条件;(2)通过建立有限元模型,对本桥进行静力和动力计算分析,表明本桥结构刚度、杆件强度等各项力学性能均可满足规范的要求;(3)桥面系采用纵横梁桥面体系,纵梁上设置道砟槽板,减轻了桥面系自重,解决了桥面系后期维修和更换的难题;(4)本桥采用塔架扣索施工方案,解决了悬拼过程主桁架应力及变形过大的难题;(5)本桥形式新颖、结构合理、造型美观、节省材料,对山区地形桥梁设计具有借鉴意义。

上海博物馆东馆大跨度悬空楼层钢结构综合建造技术

结合上海博物馆东馆的实际案例,重点对该结构的大跨度正交桁架、大悬挑楼层及吊挂式螺旋坡道的施工作了详细阐述。总结了一套在实际施工过程中成功运用的大跨度悬空楼层钢结构综合建造技术,为此后类似结构施工提供了借鉴。

大跨梁桁组合结构高铁斜拉桥主梁施工方案比选

西十高铁汉江特大桥主桥为(67+70+73+420+73+70+67) m斜拉桥,主梁采用预应力混凝土箱梁和加劲钢桁架组成的梁桁组合结构,钢桁架下节点与预应力混凝土箱梁采用PBL键连接。边跨及塔区混凝土主梁采用支架现浇施工,为选择合理的中跨混凝土主梁施工方案,提出5 m节段悬浇施工、10 m节段悬浇施工、5 m节段预制悬拼施工3种方案,从建设条件、结构受力、行车动力性能、桥面线形、施工工期和投资等方面对3种方案进行对比。结果表明:5 m节段预制悬拼施工方案的工期最短,但投资最高,且受建设场地和运输条件的制约;节段悬浇施工技术成熟,技术风险及质量风险低,相比5 m节段,10 m节段悬浇施工方案虽然投资略高,但能够有效节省工期达5个月,且结构受力性能、行车安全性及舒适性、桥面线形均满足相关要求,在保证施工监控精度的前提下,成桥线形也在可控范围内,该桥最终选择10 m节段悬浇施工中跨混凝土主梁。

中粮前海总部大楼结构设计难点分析与处理

中粮前海总部大楼项目为复杂超高层结构,塔楼采用带1道伸臂桁架的钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构。核心筒偏心布置,局部采用斜柱转换,高区采用张拉索幕墙结构附着在主体结构。介绍了偏筒结构设计的策略;对斜柱转换的特殊节点设计进行分析;对超大张拉索幕墙结构与主塔楼结构构件的节点进行了受力分析。结果表明,偏筒结构通过对核心筒采用不等墙厚设计可以有效地减少偏心,同时在核心筒墙内设置型钢可以有效抵抗核心筒偏置带来的拉力;合理设置桁架结构可以有效地抵抗拉索幕墙传递的扭矩和拉力;圆形柱和方形柱转换节点采用三道环板转换可以高效地实现节点力转换且方便施工。

超高净空桁架结构施工技术

结合深圳前海交易广场项目建筑施工作业的实际情况,针对其超高空架空层桁架结构施工的实际需要,对整体施工方案予以优化,确定采用高空散拼工艺进行安装就位。同时,基于选定的方案,对施工阶段临时支撑措施设计、钢结构的吊装与安装顺序、钢结构焊接工艺等关键步骤的要点进行详细探讨。施工质量验收结果显示,本次施工的各项指标均符合标准要求。

南京市中心医院综合楼原址新建项目单侧大悬挑超限高层结构设计

南京市中心医院综合楼原址新建项目用地狭小、高度受限且基底面积被周边地下室挤占,采用了单侧大悬挑的结构体型。在充分考虑造价和施工可行性的前提下,经分析对比,得出以下结论:高层建筑大悬挑部位可采用具有结构高度小、不影响室内空间、安装方便等优点的钢结构叠层空腹桁架;通过对空腹桁架进行合理的子结构拆分,在竖腹杆中间设置可锁紧滑动节点,可实现空腹桁架的无支架施工并消除楼层间由施工次序引起的不均匀内力;空腹桁架叠层较多时,由支承柱竖向变形引起的次内力不能忽略;为解决新建项目与周边既有地下室间距离很近的问题,可采用高承载力后注浆钻孔灌注桩、地下室外墙单面立模、拔除周边地下室基坑支护桩等措施;低烈度区钢筋混凝土框架-剪力墙结构的地震损伤主要发生在连梁部位,采用可更换钢连梁有利于实现结构中震正常使用的性能目标。

南京奥体新城社区中心单榀长悬挑桁架门头结构设计

文章介绍了南京奥体新城社区中心单榀长悬挑桁架门头结构选型时考虑的主要因素,并根据斜腹杆的材质、方向、布置楼层的不同,设计4种方案进行了计算对比。结果表明,各层均设置斜腹杆的钢-混凝土悬挑桁架方案在结构自重、控制变形、施工便利性方面有优势。然后,采用两种有限元软件分别模拟该桁架受力情况,两软件内力计算结果基本一致;通过提高抗震等级、增设平面外斜杆、梁内增设型钢等措施,提高桁架抗震能力、整体性、冗余度;楼板应力分析发现,悬挑桁架内一跨楼板在标准组合工况下受拉,楼板相应加强配筋;通过建立简化受力分析模型,对斜腹杆端部节点处进行内力分析,创新地设计了L形埋件,并对埋件、焊缝按不同受力形式包络设计;通过增大板厚、设置面外支撑梁、水平桁架,提高悬挑桁架抗侧力能力,弦杆水平向按悬挑梁设计。

整体空间桁架体系在某大跨悬挑结构中的应用研究

文章以某大跨悬挑工程为背景,对比分析了实腹工字钢钢梁体系、大跨平面圆管桁架体系、整体空间桁架体系等3种不同的大跨悬挑结构承重体系,最终选用整体空间桁架体系。系统阐述了其建筑造型特点及结构布置形式,并基于计算软件开展了受力性能计算分析。结果表明,整体空间桁架体系设置合理,在满足建筑功能造型的条件下,构件应力比均得到合理控制,结构安全冗余度较高。同时,结合建筑自身造型特点,重点介绍了本工程中应用的3种增强大跨悬挑结构抗倾覆性能的措施。文章对此类大跨悬挑结构提出的相关设计建议可供类似工程参考。

华中·中交城大悬挑钢桁架及大跨度连廊结构分析

以华中·中交城项目为研究基础,运用MIDAS Gen有限元分析软件对大悬挑钢桁架进行竖向地震作用、楼板应力及振动分析,计算结果表明桁架满足承载力要求以及正常使用下的性能要求,并提出了保证钢桁架结构安全可靠的措施;通过SAP2000、3D3S等有限元分析软件,对大跨度连廊结构在小遇、中震及大震作用下进行了分析,计算结果表明在连廊端部设置铅芯橡胶支座可满足连廊正常使用下的性能要求和抗震设防要求。

大跨连续钢桁拱桥吊索塔架系统设计与施工

吊索塔架是大跨连续钢桁拱桥施工的关键临时结构。以江汉七桥钢桁拱桥施工为例,建立有限元模型,计算分析悬臂架设不同工况应力、挠曲及倾覆稳定性。采取工厂制造及现场预拼等施工措施,解决钢桁拱悬臂架设倾覆稳定和合龙问题。结果表明,通过合理设置塔高及吊索前后锚点,采取边跨压重、边支点锚拉等措施,使吊索塔架与拱梁协同受力,实现了大跨度钢桁拱悬臂架设结构内力均衡、抗倾覆性能好、线形控制好以及高精度合龙的目标,保证了钢桁拱施工安全。

大跨度台塔式钢桁架施工技术研究

随着我国钢结构建筑对造型与空间需求的提升,给大跨度异形悬挑式钢结构的施工技术带来挑战。以上海某歌剧院项目的大跨度台塔式钢桁结构为例,通过介绍其四面内倾、双面悬挑的钢结构施工技术,分析了大跨度台塔式钢结构在施工时的整体施工部署、临时胎架设置、变形控制、卸载工艺控制等技术要点,最终成功实现了大跨度台塔式钢桁架的高精度安装。该台塔式桁架施工关键技术解决了高大跨度、超长悬挑的施工难题,大大提高了施工的效率、节约了工程成本,具有一定的参考价值。

南通美术馆复杂钢结构设计

南通美术馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙+带支撑钢框架结构,具有扭转不规则、楼板不规则、构件间断等不规则项。小展馆沿圆弧扇形布置,采用带支撑钢框架结构。上、下层小展馆之间存在局部层叠的转角关系,竖向构件无法直接落地,采用多层多次转换钢框架和整体悬挑钢桁架。钢结构体系具有定位复杂无规律、多层多次转换、整体悬挑尺度大、桁架跨度大、荷载大等特点。针对结构特点,对重要构件提出了更高的性能目标;对复杂钢结构设计关键问题进行分析并提出对应措施。采用ETABS、PKPM、SAP2000等软件进行整体模型分析和各种补充分析,包括:防倾覆验算、小展馆独立模型承载力验算、楼板应力分析及舒适度分析等。计算结果表明结构各项指标均满足要求,结构安全可靠。通过重视结构概念和构造设计,保证结构整体性和稳定性。

大跨度钢桁梁桥中跨双悬臂施工稳定性研究

大跨度钢桁架以其材料利用率高、自重轻、跨越能力强等优势被广泛应用在桥梁施工技术中。文章依托夏深铁路某特大桥双悬臂对称施工项目,详细介绍了主桥中跨钢桁架双悬臂架设的总体布置方案和施工方法,通过Midas Civil有限元软件对中跨双悬臂对称施工过程中的稳定性进行了数值分析,研究了最不利荷载下钢桁架的应力、支座反力和节点受力的变化规律。研究结果表明:施工中应采用墩旁托架和临时杆件固定钢梁,注意杆件安装后的吊机迁移、不平衡荷载控制和挠度监测,以确保施工安全。在横向和纵向风荷载作用下,主梁结构应力分布存在明显差异,最大应力出现在上弦杆和下弦杆的特定位置。此外,临时杆和墩旁托架的内力分布表明,无论横向或纵向风载,内力极值总出现在外侧结构处,需要对其进行加固处理。研究结果为大跨度连续钢桁桥主梁悬臂施工提供了理论和实践指导。

公铁混层布置双层箱桁组合梁建造技术

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为49+144+320+144+49 m双塔竖琴索面半漂浮体系斜拉桥,公铁混层对称布置,下层桥面中间布置双线无砟轨道高速铁路,两侧布置双向4车道城市主干路,上层桥面布置双向8车道城市快速路。主梁采用双层带挑臂箱桁组合梁,结构形式新颖,构造较复杂,为研究其受力性能,建立精细化实体节段模型开展局部应力分析,并结合沿途水运条件,研究了主梁运输方案及对应的安装方案。计算结果表明:带挑臂箱桁组合梁设计合理,上、下层桥面板局部应力较小,节点位置未出现较大的应力集中现象,公路桥面横桥向挠跨比满足规范要求;带挑臂箱桁组合梁桥面空间布置合理,具有良好的经济性,可为今后公铁混层合建桥梁提供借鉴。

西安某小学1#教学楼结构设计分析

西安某小学地上5层,房屋高度20.5m。出入口位置因消防通道原因,存在两层架空,角部位置因建筑造型原因存在大悬挑,采用型钢构件组成的桁架结构进行架空转换和出挑。本文主要介绍该建筑的大跨度架空转换层和大跨度悬挑的结构设计过程,从结构规则性、架空转换层、悬挑桁架三个方面进行阐述与分析。结果表明,该结构安全合理,抗震性能良好。

广州白云国际会议中心国际会堂结构设计和施工重难点

采用YJK和ETABS对广州白云国际会议中心国际会堂结构进行弹性分析,采用Perform-3D进行罕遇地震作用下的整体结构弹塑性动力分析,并通过采取针对性的加强措施,改善了结构受力,提高了结构抗震性能,达到了预设的抗震性能目标。对大跨度钢结构构件进行方案选型,提出了大跨度钢结构桁架局部构件后装施工控制法和大悬挑钢结构桁架构件局部弯矩释放法,可以有效地减小结构构件局部受力,更加经济合理。对主会场大跨度楼盖进行竖向舒适度分析,结果表明竖向振动加速度满足规范要求,人群激励模式起控制性作用。通过采用合理的结构方案,以及与建筑专业的密切配合,很好地实现了建筑功能及建筑造型,以及项目快速建造的要求。