UHPC预制拼装综合管廊的抗弯性能试验

针对预制拼装钢筋混凝土(RC)管廊自重大和吊装难的问题,通过试设计超高性能混凝土(UHPC)预制拼装管廊主体构造,并进行1∶2模型的静力试验;得到UHPC综合管廊的顶底板和侧墙在不同荷载作用下的破坏形态、荷载-变形关系、钢筋和混凝土应变,并对整体受力机制、破坏模式和极限承载力进行分析.结果表明,UHPC管廊重量可减少30%,破坏模式与RC管廊基本一致,均为弯曲破坏,但UHPC管廊的开裂荷载和变形能力明显提高.在实测数据的基础上,通过简化拉压区应力分布图形,建立UHPC综合管廊抗弯极限承载力的计算方法,得到的计算值与实测值吻合良好,误差在10%左右.提出的计算公式可为UHPC综合管廊的设计计算提供参考.

螺栓连接板式拼装混凝土综合管廊受力性能分析

螺栓连接板式拼装混凝土综合管廊由底板、侧壁和顶板组成,其中侧壁通过底板预留螺栓钢筋连接。为研究该预制拼装方案综合管廊的受力性能,对其下部边节点及现浇对比试件开展了足尺低周反复荷载试验研究。在试验基础上,基于ABAQUS有限元分析软件建立板式拼装混凝土综合管廊下部边节点有限元分析模型,进一步开展腋角高度、轴压比对该拼装方案的力学性能影响分析。试验结果表明,在低周反复荷载作用下,预制和现浇试件均为侧壁受弯破坏,具体表现为侧壁端部受弯破坏;预制试件承载力比现浇试件低7%。有限元分析结果表明,腋角明显提升节点承载力,相较于无腋试件,当腋角高度为150mm时,模型正反向承载力分别提升4.5%和13.6%;当腋角高度为250mm时,试件正反向承载力分别提升12%和27%;轴压比对节点承载力影响较小,随着轴压比增大,模型由侧壁端部受弯破坏转变为底座端部受弯破坏。

某U型盾构装配式预制综合管廊研究及设计

本文针对雄安新区某整节段预制拼装综合管廊U型盾构施工进行相关设计计算。通过试验确定垫层及侧缝回填材料配比。侧缝回填采用拌制速凝液态土,可实现快速回填,在保证已安装管节边坡稳定的同时具备一定的阻水效果。U盾总推力确定是保证工程顺利实施的关键,本文充分考虑土层的弹塑性材料特性,分析计算欠挖土体破裂滑动面,采用有限元方法对U型盾构机底部欠挖土体切削反力进行了数值模拟分析,对土体能够提供的总推力作准确计算。相关内容可为同类工程提供参考。

预制再生混凝土箱涵力学性能模拟研究

在合理选择单元类型和材料本构模型基础上,通过建立综合管廊用预制再生混凝土箱涵有限元模型,研究了其力学性能,并分析了再生粗骨料取代率对模型荷载-位移曲线的影响。结果表明:预制再生混凝土箱涵的破坏方式与普通混凝土箱涵基本相似;再生粗骨料取代率对管节的荷载-位移曲线的影响明显;随着再生粗骨料取代率的提高,箱涵的极限承载力随之降低,且承载能力快速下降。

南京禄口机场T2航站楼项目科技创新技术

南京禄口国际机场二期工程T2航站楼是中国大型的“节约型、环保型、科技型、人性化和智能化”的三星绿色智慧航站楼,建筑造型新颖,飘逸灵动。文章从超长共同沟混凝土结构、超大面积楼地面、大跨度超薄现浇清水混凝土挂板、主楼屋面钢结构、双曲面空间立体直立锁边铝镁锰金属屋面板、双曲面高大空间吊顶等施工特点和难点进行剖析,并对施工过程中的关键技术进行了总结。

T/CBMF 91—2020《城市综合管廊结构混凝土应用技术规程》标准解读

中国建筑材料联合会协会标准T/CBMF 91—2020《城市综合管廊结构混凝土应用技术规程》于2020年9月21日发布,2020年12月21日起实施。为便于理解规程条款的具体含义,正确执行规程的具体要求,本文介绍了该规程的编制背景和意义,对总则、术语和符号、基本规定、原材料、混凝土性能、配合比设计、生产与施工、质量检验主要章节条款进行了解释和说明,以利于标准实施。

山区铁路隧道弃渣利用与施工组织设计优化研究

本文结合围岩分布情况和隧道弃渣加工碎石的成品率,从混凝土需求量、施工工期、混凝土峰值需求、经济成本等方面综合研究了隧道弃渣可利用范围,实现了山区铁路隧道弃渣利用与施工组织设计动态优化设计。研究结果表明:混凝土需求量与隧道弃渣供应量的动态平衡关系变化主要划分为五个阶段,在满足经济成本的条件下,加工场碎石供应量应大于沿线各项工程混凝土需求峰值之和,目标变量为隧道弃渣可利用范围。

我国预制拼装综合管廊结构体系发展现状与展望

预制拼装综合管廊施工效率高、质量易于控制,可有效缩短现场施工周期、降低综合建造成本。针对目前工程中4类典型的预制拼装综合管廊结构体系(即整舱预制拼装综合管廊、叠合板式拼装综合管廊、预制板式拼装综合管廊和预制槽型拼装综合管廊),较为系统地介绍了其构造特点与适用范围。在此基础上,梳理了我国预制拼装综合管廊的结构设计方法与工程应用情况,并对今后我国预制拼装综合管廊结构的研究与应用做出展望。

矩形顶管周围土体扰动及混凝土裂缝多因素影响分析

在顶管施工过程中不可避免的会对附近管线、城市道路、建筑物产生影响,考虑到现场监测手段的局限性,在通过有限元模拟的方法模拟各个影响因素下对土体更直观准确的扰动分析,及对各个因素的敏感度做出分析,根据分析结果可在施工中采取相应的施工措施,用以减小地层移动及改善土体的物理力学性质,使顶管施工符合市政施工规范。尽量减小对周边建筑物、结构物与地下管线的影响。顶管过程中顶推力对管道受力的影响不可忽略,对矩形管道结构受力与混凝土裂缝进行分析,提出结构优化设计方案及防止裂缝措施,为今后的工程提供理论依据。

综合管廊早龄期混凝土温度应力仿真模拟

以汉中市综合管廊为工程背景,通过有限元软件,首先模拟分析综合管廊早龄期温度场,随后将温度场结果附加到管廊结构中求解温度应力,从而分析综合管廊早龄期混凝土温度应力与浇筑长度的关系。模拟分析发现:综合管廊在混凝土浇筑早期,温度场沿长度方向变化不显著,且随着浇筑长度的增加,温度场不变;在墙体温度上升阶段,墙体内部沿长度方向的应力主要为压应力,当墙体混凝土内部温度达到最高,混凝土开始降温,结构内变形由膨胀逐渐变为收缩,内力由压应力逐渐变为拉应力,随着时间的变化,墙体内外温差趋于稳定,墙体温度应力也逐渐平稳,此时温度应力主要受外界环境变化影响;当综合管廊浇筑长度在60m范围内,浇筑长度越大,温度应力越大,但当浇筑长度超过60m,温度应力不再增加。

软弱土层下预制拼装综合管廊受力性能分析

基于ANSYS软件,建立了考虑土-结构共同工作的预制拼装混凝土综合管廊有限元分析模型,并在此基础上开展了预制拼装综合管廊在软弱土层下的受力性能参数分析,主要分析参数为软弱土层弹性模量。结果表明:软弱土层弹性模量减小会加剧管廊的不均匀沉降,沉降变形量与软弱土层弹性模量的关系函数可近似简化为对数函数;软弱土层对管廊结构的纵横向内力影响较大,当软弱土层的弹性模量降为周围非软弱土层弹性模量的17%时,可使侧壁底部截面横向弯矩减小31.9%或增大19.7%,使纵向弯矩达到该截面开裂弯矩的25%。

UHPC管廊优化设计与全寿命成本分析

超高性能混凝土(UHPC)是一种新型的高强度、高耐久性水泥基工程材料,应用于地下综合管廊具有经济、施工便利、耐久性好等特点.以平潭地下综合管廊为原型,进行UHPC地下综合管廊试设计.结果表明,UHPC管廊试设计满足规范要求,其造价随着截面顶底板厚度的增加呈先下降后增大的趋势,且厚度在18cm附近的管廊造价最低;与原C40混凝土管廊相比,UHPC管廊养护时间缩短75%,接头数量减少1/2,施工工期节约53%,且全寿命周期成本仅为原管廊的0.63倍.

预制装配整体式混凝土综合管廊结构受力性能分析

为明确预制装配整体式混凝土管廊结构的受力性能,检验管廊结构的设计状态,完成了双仓室管廊节段足尺模型试验,建立管廊结构受力分析的非线性有限元模型,分析了桁架钢筋腹杆构造、腹杆钢筋配筋率、混凝土强度等级等参数对管廊结构受力性能的影响。结果表明:跨厚比为10的大仓室顶板发生了纵筋屈服后的剪切破坏,跨厚比为4.9的小仓室顶板发生了剪切破坏,管廊结构顶板破坏时,各墙板、节点及叠合面工作状态良好,结构设计具有足够的安全储备;桁架钢筋腹杆构造对板件抗弯性能影响甚微,桁架腹杆钢筋的抗剪作用可近似按竖向箍筋计算,就所分析的情形而言,桁架腹杆钢筋配筋率的上限值为1.53%。

全轻页岩陶粒混凝土装配式管廊抗震性能振动台试验研究

通过试验分析了以页岩陶粒、页岩陶砂为骨料的全轻页岩陶粒混凝土的基本力学性能,将其应用于地下管廊结构,结合现有装配叠合的建造技术,共设计普通混凝土和全轻页岩陶粒混凝土2种管廊结构。通过振动台试验,将2种管廊结构在不同PGA(峰值地震加速度)下的动力特性和动力响应规律进行对比分析,以研究全轻页岩陶粒混凝土装配式管廊的抗震性能。结果表明:2种管廊结构动力响应规律一致,其加速度反应随PGA的增大而增大,随埋深的增大而减小;应用全轻页岩陶粒混凝土可大幅降低管廊结构的地震反应,其加速度峰值降低19.4%,层间位移峰值降低30.1%,钢筋应变峰值降低46%;管廊结构钢筋应变反应和层间位移反应均随PGA的增大而增大,PGA为0.8 g时,结构钢筋应变峰值为28.753με,结构层间位移峰值为4.299 mm,试验结束后未发现结构有明显损伤,表明全轻页岩陶粒混凝土管廊具有良好的变形能力和抗震性能。

预制混凝土板式拼装综合管廊下部边节点受力性能有限元分析

预制混凝土板式拼装综合管廊由预制底板、预制壁板和预制顶板组成,其中壁板与底板通过套筒灌浆连接,壁板与顶板通过现浇混凝土节点核心区连接。针对上述预制混凝土板式拼装综合管廊的下部边节点,基于ABAQUS软件建立了考虑拼缝等因素影响的有限元模型,并通过试验验证了该模型的合理性。在此基础上,开展了有限元参数分析,主要参数包括腋角高度、轴压比和底板边界条件等。结果表明:所有试件均为壁板或底板受弯破坏;腋角高度和轴压比越大,节点的承载力越高;底板弹性接触与底板铰接的受力性能相近(承载力相差在5.4%以内),底板锚固的正向承载力比底板铰接高16.4%。

预制混凝土板式拼装综合管廊嵌入式节点转动刚度非线性有限元分析

基于ABAQUS软件,并考虑材料非线性、预制拼缝界面以及钢筋锚固长度的影响,建立预制混凝土板式拼装综合管廊侧板-底板嵌入式节点在侧向加载下的有限元模型,并通过与试验结果的对比,验证了该模型的合理性。在此基础上,开展了有限元参数分析,主要分析参数包括腋角高度、嵌入深度、外壁厚度等,结果表明:与现浇节点相比,嵌入式节点的承载力相对比值在0.8~0.85,初始转动刚度相对比值在0.8~0.9,屈服时转动刚度相对比值在0.5~0.6,后期转动刚度相对比值在0.1~0.2;与现浇节点相比,侧板厚度的增加对嵌入式节点的初始转动刚度相对值、屈服时转动刚度相对值、后期转动刚度相对值均有提升,而腋角高度、嵌入深度主要影响屈服和后期转动刚度相对值。

养护方式对宁波通途路综合管廊混凝土抗裂性能的影响

为提高综合管廊混凝土的抗裂性能,开展椭圆环法及实体模型试验,对胶砂或混凝土初始开裂时间、裂缝宽度、总开裂面积进行统计与分析,以研究减缩剂养护、混凝土养护剂养护和土工布养护3种养护方式对综合管廊混凝土抗裂性能的影响。由试验结果得出:1)减缩剂养护使混凝土初始开裂时间相比土工布养护推迟了约6.65%,裂缝宽度降低了约70.67%;养护剂养护下混凝土初始开裂时间相比土工布养护提前了约0.77%,裂缝宽度增加了约11.20%。2)减缩剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护减少了46.97%;养护剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护增加了约7.15%。研究表明:减缩剂养护可以明显改善综合管廊混凝土的抗裂性能,而当混凝土养护剂养护方法不当时对提高混凝土抗裂性能的效果不明显。

地下综合管廊分区混合施工技术研究

在地下综合管廊的传统施工技术基础上,结合实际工程特点提出了一种分区混合施工技术。该方法充分结合现浇和预制装配施工技术优势,以大区流水展开作业,可以充分利用现场工作面,有效缩短施工周期,加快施工进度,同时可以有效减少现场湿作业量,并保证施工质量。由于采用新型的叠合装配式拼装方式,管廊主体被拆分为基本构件,极大地方便了预制构件的运输及现场安装,同时采用叠合方式进行成形装配,可有效保证结构主体的整体性能和防水性能,大幅提高工程综合效益。

U型出筋连接叠合板式拼装综合管廊边节点受力性能分析

基于ABAQUS软件,并考虑叠合界面的影响,分别建立有腋与无腋的U型出筋连接叠合板式拼装综合管廊边节点有限元分析模型。与试验结果的对比分析表明,有限元分析模型的计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上对管廊节点的腋角高度、轴压比、桁架筋伸入位置等参数进行有限元参数分析。结果表明,腋角高度对边节点承载力影响较大,腋角高度超过150mm后,对边节点承载力提高作用不明显。轴压比不超过0.1时,增大轴压力能够提高管廊边节点承载力,且对正向承载力提升更加明显。将桁架筋伸入节点核心区后,将显著提高边节点承载力。

车辆荷载作用下软土地基上预制综合管廊受力特征分析

结合工程实例,采用ANSYS软件建立管廊土体相互作用模型,分析车辆荷载作用下软土地基上预制综合管廊的受力变形特征。研究结果表明,软土地基上车辆荷载的作用可造成跨城市主干道预制综合管廊存在明显的不均匀沉降现象,如果车道数增加这种不均匀沉降现象进一步扩大。为了提高防水效果宜采用双胶圈企口接口。不均匀沉降对连接螺栓拉应力影响很大,不均匀沉降量不影响综合管廊的功能时,增加螺栓长度是降低螺栓拉应力的有效措施,比增加螺栓直径和根数经济。