基于悬拼钢拱架法的钢筋混凝土拱桥主拱圈现浇施工关键技术及数值模拟

钢拱架代替落地支架或节段悬臂拼装等施工方法,应用于山区跨越深水峡谷的拱圈现浇具有一定的优势,值得推广应用。该文通过介绍三岔河大桥钢拱架悬臂扣索法拼装、拱架水箱法预压和主拱圈分环分层浇筑等关键施工技术,有效地解决了跨越深水峡谷桥梁施工过程中的常见难题,并基于Midas Civil有限元方法整体建模,对其采用的关键施工技术进行了数值模拟分析,指导并监控了该桥的施工建设,可为类似工程施工及受力计算分析提供借鉴。

零陵宋城东门拱券的损伤机理与加固技术研究

零陵古东门遗址,宋明两朝城门共处,至今为全国孤例。遗存至今的宋城东门变形严重、裂缝超宽、支护濒临失效,拱券随时有坍塌可能。基于文献成果和勘测数据,对宋城东门的损伤机理进行系统分析,提出清除券上再生树桩、设置新钢结构支护、对拱券实施渗透灌浆等方案。运用STS/SPASCAD和PMSAP进行建模、计算、比较分析,确定以型钢HW100 mm×100 mm×8 mm×10 mm为拱形支护刚架,并对支护刚架安装和拱券破损部位修缮进行探讨。

德清门户型人行景观桥梁设计

德清门户型人行景观桥梁为三跨等高变宽刚构钢箱梁桥,平面呈多段圆曲线布置,桥南侧设置一倾角为10°的钢管桁架拱门,拱门辅以吊索与梁体相接。介绍了该桥的设计要点,包括桥跨布置、结构形式、附属设施、景观设计、施工步骤示意及结构分析要点,可为类似景观桥梁的设计提供借鉴。

隧道结构装配式临时支撑的力学特性

为研究采用装配式临时支撑隧道的力学特性,文中以庄天公路西城山隧道工程为研究对象,对带有装配式临时支撑隧道的钢拱架和临时支撑的力学特性进行了分析。文中介绍了半步CD法的施工方法并建立了数值模型,通过对半步CD法各个施工步的钢拱架和临时支撑的力学特性进行分析,找到了隧道钢拱架的最大和最小应力以及装配式临时支撑的最大和最小位移,为后续施工提供指导。

基于ARCH模型残差偏移距离的非线性损伤检测和试验研究

为了解决空间钢架结构非线性损伤的识别问题,提出了一种基于自回归条件异方差(auto regressive conditional heteroskedastic,ARCH)模型残差偏移距离的损伤识别方法。文章首先描述ARCH模型的基本理论,并给出了ARCH模型建模的定阶方法和模型参数的估计方法;接着分析结构非线性损伤的特性;然后,考虑到传统的非线性识别指标难以运用到空间钢架结构,提出基于ARCH模型的欧氏距离指标和改进的残差偏移距离指标识别钢结构损伤位置。最后,使用一个8层剪切结构数值模拟验证了2个损伤指标的有效性,并且将文章提出的指标运用于输电塔钢架模型的非线性损伤识别试验中。模拟和试验结果表明,传统的非线性损伤识别指标难以直接运用于钢架的损伤识别,而建议的欧氏距离指标和残差偏移距离指标可以较好地识别出钢架结构的非线性损伤。

泥岩夹砂岩地层隧道底鼓原因分析及整治技术

某高铁隧道全长10649 m,洞身穿越白垩系下统泥岩、泥岩夹砂岩地层。2014年至2016年,隧道进口端泥岩夹砂岩局部段落隧底出现不同程度上拱、无砟轨道道床板与隧道仰拱填充之间离缝等问题,根据病害情况及工期要求,先后采取仰拱返工、钻孔灌注桩(锚杆)加固和离缝注浆封闭等措施进行了整治;2016年整治完成后,局部段落隧底上拱仍在缓慢持续发展。根据补充钻探、取样试验结果,分析为隧底长期积水使泥岩浸泡软化、吸水膨胀,层状软岩蠕变、水平构造应力和隧道结构薄弱等因素所致。结合前期整治情况,利用线路检修时机,采取拆换仰拱、调整仰拱曲率、底部增设钢架等措施进行了整治。2020年整治完成后,轨检小车连续监测结果显示轨道几何状态良好,达到了预期效果。

临时套拱加固法在隧道侵限换拱处理中的应用——以金仁桐高速公路项目太阳坪隧道工程为例

软弱围岩隧道常采用钢拱架进行隧道初期支护,受不良地质及施工过程中多次开挖扰动影响,钢拱架施工时常出现拱架下沉侵限的现象,因侵限的钢拱架侵占了二衬的厚度,导致了二衬厚度不足,影响二衬结构的受力,可能造成较为严重安全隐患,因此有必要对侵限的钢拱架进行换拱处理。文章以金仁桐高速公路项目太阳坪隧道工程为例,对工程中采用的基于临时套拱加固法的隧道侵限换拱处理方法进行分析,提炼总结施工要点,以供类似工程参考。

带混凝土壳的复杂拱形钢框架结构分析设计

京沈客专在北京朝阳站段(里程DK16+700~DK16+800)封闭式声屏障采用带混凝土壳板的复杂拱形钢框架结构,通过合理的地上结构方案和桩基基础方案,在避让既有电缆管沟的条件下实现大跨度封闭式声屏障的功能要求。设计时对混凝土壳的模拟方式进行了详细研究,确定完全壳板刚度和折减壳板刚度包络设计的原则。对整体结构开展了稳定性分析和抗连续倒塌分析,确保结构具备足够的安全冗余度。针对声屏障的使用环境,分别从振动速度响应和构件疲劳应力方面评估了列车振动对声屏障结构的影响。针对超长混凝土壳板进行了温度工况专项分析,通过应用抗拔不抗剪栓钉有效控制了温度工况下的混凝土开裂问题。通过多项专项分析和设计措施,确保了声屏障结构设计的安全性和合理性。

隧道竖井初期支护钢拱架快速施工方法及受力特性研究

公路隧道钢拱架的架设方式以及受力特征是公路隧道竖井初期支护建设的关键。以云南省墨江至临沧高速公路泰和隧道为研究对象,提出采用开口箱型挂钩安装钢拱架的快速施工方法,研究楔形块对控制围岩变形的作用,研究结果表明:采用开口箱型挂钩安装钢拱架,提高了竖井施工的工作效率,降低了施工的时间成本,楔形块能够较好地控制围岩的变形。研究结果为竖井初期支护钢拱架快速施工提供了参考。

山区隧道钢拱架高精度拼装施工技术研究

钢拱架加工及拼装过程中通过新设备的使用、微改造及微创新等方法,设计连接板钻孔套模、拱架对焊定位架、连接板焊接定位架等小型工具,其可解决钢拱架加工过程中由于人工操作造成的孔位及拼装精度偏差,减少了拱架加工误差,提高拱架成品精度,再通过隧道洞内钢拱架拼装拱脚高程控制及平整度的调整,可改善钢拱架现场拼装环境,从而减少施工误差,使钢拱架施工拼装精度得到了大幅提高。

郑州国际文化交流中心结构设计

郑州国际文化交流中心项目建筑造型新颖,为规则性超限的复杂高层建筑。其主入口部分含大跨拱支结构,内部为数层大跨楼面结构,与相邻结构单元通过大跨连接体相连,主体采用了钢框架-中心支撑结构体系。主要介绍了结构方案选型、超限结构设计措施,重点论述了主入口的巨拱及相连的观景平台、空中连接体的结构设计要点。采用相应的结构分析软件对结构进行了不同水准地震作用分析、抗震性能化分析、巨拱稳定分析及关键节点分析。分析结果表明,结构体系传力明确,整体结构安全可靠,经济合理。

山区软弱围岩浅埋偏压隧道斜交套拱施工技术分析

文章以文江隧道为例,针对山区软弱围岩浅埋隧道斜交套拱采用钢筋拱架一次浇筑施工存在的问题,提出了采用型钢拱架分步浇筑的优化方案,并从施工安全和质量控制、工期进度和费用造价等方面将该优化方案与一次浇筑施工方案进行了对比,研究成果可为类似工程提供有效参考。

软弱破碎围岩隧道钢拱架锁定施工技术研究

某高速公路隧道左洞长度为2102 m,右洞长度为2066 m,该隧道为双向四车道,该隧道净宽10.3 m,净高5 m,衬砌形式为钢拱架复合式衬砌。该隧道围岩状况极其复杂,存在着几处断层破碎带及其他的不良地质,由于受到围岩等级的影响,该隧道施工进度比较缓慢。为加快施工进度,减小隧道变形,进行了一系列的技术研究,重点是如何通过厚度较大的断层破碎带,因此,对于初期支护结构的变形控制提出了很高的要求。

双膛窑支撑拱修复措施

结合双膛窑支撑拱烧损下移情况,采用钢结构骨架支模浇注进行修复。相比于双膛窑拆除重砌,修复时间大大缩短,修复成本节省了560万元左右。支撑拱修复后已投产运行一年多,尚末发现窑内耐材有脱落现象,窑内压力与产品能耗明显降低。

长沙国际会议中心结构设计

长沙国际会议中心为中国中部地区大型的国际会议中心场馆,采用方钢管混凝土柱+钢梁形式的钢框架结构,大跨无柱空间采用钢桁架,主要特点是局部有夹层和大跨楼盖,属于具有扭转不规则、楼板不连续(局部穿层柱)、层抗剪承载力突变、局部夹层等一般不规则项的高层建筑。针对工程特点进行重难点分析并提出设计对策,结果表明:夹层的不同模拟方式对结构整体计算影响不大;大跨度楼盖设计应重点关注钢桁架节点构造的受力可靠性及施工便利性;主入口拱形结构可以很好地实现建筑方案效果,具有较高的承载力富余和良好的延性;穿层柱设计时取计算长度系数μ=1.0是安全可靠的,穿层柱具有较高的极限承载能力;通过加密圈梁和构造柱,并验证其形成子结构的整体稳定性,可以保证超高砌体隔墙的安全可靠。

刚架拱桥旧桥加固方案论证分析

现役刚架拱桥因其结构安全系数低、整体刚度差、横向联系弱等缺点,导致主要受力构件易出现结构性病害,危及桥梁结构安全。综合考虑桥梁结构设计安全等级、施工方便性、经济性及交通量情况,同时采用粘贴钢板方案与减轻上部活荷载方案对桥梁进行加固改造。通过利用有限元软件midas civil,对刚架拱桥加固前、后的受力状态进行分析。结果表明:该方案加固效果较为显著,可以明显减小桥梁跨中竖向位移,提升桥梁承载力安全系数,改善各构件受力状态,保障桥梁安全运营。

在役刚架拱桥病害分析及加固设计研究

基于某在役刚架拱桥次拱腿断裂及横向连杆脱落等病害问题,通过建立多种工况有限元分析模型,对比分析了不同工况下的内力,进一步了解病害产生原因,提出了对应的加固措施,并开展了桥梁荷载试验。结果表明:该桥病害中破损及缺失构件并非主要受力构件,可以采用粘贴钢板的加固方案对桥梁病害出现的位置及主要受力部分进行加固,以此满足公路Ⅱ级荷载标准。

福州鹅头溪大桥桥型方案比选

鹅头溪大桥跨越现状鹅头溪,是沿溪大道桥涵工程的控制性节点工程,从通航需求和现状河道条件方面考量,本桥无设置超大跨径桥梁的需要。鹅头溪大桥提出了波形钢腹板-平钢底板钢混组合梁桥、预应力混凝土连续刚构桥和下承式斜靠拱桥+预制装配小箱梁桥三种桥型方案。从桥型方案的结构性能、施工工期、视觉效果等方面进行分析,最终确定采用波形钢腹板-平钢底板钢混组合梁桥方案,该桥型方案负弯矩区采用钢混组合桥面板结构,改善了桥面板的受力性能,提高了耐久性能。该结构受力体系合理、整体性能好、造型轻盈,与周边环境相协调,视觉效果良好。

成达万高速铁路渠江特大桥主桥桥式方案研究

成达万高速铁路渠江特大桥跨越渠江,为新建成都—南充—达州—万州高速铁路重点控制工程。结合线路、行洪、通航、环保等情况,提出(128+248+128) m连续刚构部分斜拉桥、(48+112+248+112+48) m钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥、(128+248+128) m连续刚构拱桥3种主桥桥式方案,分别从桥梁的景观效果、经济性、施工难度、技术创新性、碳排放及后期养护维修等方面进行综合比较,(48+112+248+112+48) m钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥具有景观好、经济性能优、碳排放少及具有技术创新等优点,选定其作为推荐桥式方案。该桥建成后,将为高速铁路桥梁智造提供一个方向,为同类桥梁设计提供借鉴。

基于ANSYS的某拱形刚架极限承载力研究

采用ANSYS Beam189单元,通过调用外部程序CRSTRESS直接施加残余应力,考虑初始几何缺陷,对某体育馆多次变曲率,变截面拱形刚架进行了极限承载力分析,得到了结构的荷载位移曲线,评估了结构的安全性能.为了验证该分析方法的精度,与Vogel山式框架做了分析对比,极限承载力和荷载位移曲线都比较符合,验证了该工程分析结果的可靠性,为同类工程提供分析借鉴.