使用工况条件下核用18Ni(300)钢拉杆的力学性能

研究了由时效热处理18Ni(300)钢制作拉杆的显微组织,以及使用工况条件下拉杆的室温循环加载力学性能和断口形貌,分析了拉杆的断裂模式。结果表明:经过固溶处理的18Ni(300)钢呈现淬火马氏体组织,原奥氏体晶粒尺寸约为24μm,残余奥氏体面积分数约为0.26%;时效处理后,原奥氏体晶粒尺寸约为26μm,未观察到残余奥氏体;18Ni(300)钢马氏体发生回复,(Ni,Co,Fe)3Ti相在位错上析出。模拟安装使用工况条件下,室温循环加载后拉杆试样的循环断裂周次均大于480次,断裂部位主要分布在拉杆螺纹根部;断口由塑性变形区和脆性变形区组成,塑性变形区居中;断面以拉伸断裂特征为主,以疲劳断裂特征为辅,由此推断拉杆主要受轴向拉伸的作用。

超大吨位弱相关悬挂钢结构逆向施工技术

通过钢拉杆将各楼层直接悬挂于屋顶钢桁架的弱相关悬挂结构是一种新型的结构体系,其施工若按常规方法顺序进行存在很多隐患。为此结合一座大跨弱相关悬挂钢结构体系的构造特点,提出了一种钢结构逆向施工技术方法,重点对该工程液压同步整体提升及逆向拼接的施工工艺方法进行介绍,对有限元模拟计算悬挂结构提升结果进行说明,为弱相关悬挂钢结构施工提供支持。文中的技术探索对我国大型复杂钢结构施工技术发展具有一定的促进意义。

上拉杆式悬挑脚手架在异形幕墙施工中的应用研究

对型钢悬挑脚手架及上拉杆式悬挑脚手架等2种类型悬挑脚手架钢梁受力模式进行了对比,说明了上拉杆式悬挑脚手架的受力优势。重点分析了上拉杆式悬挑脚手架体系的上拉杆上端偏离悬挑梁所在竖平面对该体系受力的影响。以上海某城市核心区综合体项目幕墙装饰施工为例,针对裙房影院部分调控区外墙为非结构混凝土墙,外部为异形幕墙装饰,导致施工存在的难题,为保证现场施工进度及施工安全,成功应用了上拉杆式悬挑脚手架,确保了施工过程安全并降低工程费用,总结的经验可供类似工程参考。

斜靠式钢箱系杆拱桥成桥索力检测及稳定性分析

为研究斜靠式钢箱系杆拱桥(5片拱肋)的稳定性,依托引江济淮工程下承式斜靠拱桥——创新大道桥,对成桥后的斜靠拱桥进行吊杆索力检测;并建立考虑几何及材料非线性的斜靠式钢箱系杆拱桥有限元模型,借助索力检测数据分别与设计索力值和模拟值对比分析,前者评价桥梁吊杆整体张拉控制效果,后者验证斜靠拱桥模型的可靠性;进而对该斜靠式系杆拱桥的稳定性进行了研究。结果表明:实测值与设计值最大误差为3.91%,该斜靠式拱桥吊杆整体张拉控制效果较好;实测值与模拟值最大误差为0.63%,验证了模型的可靠性。其次,施工全过程拱桥结构的稳定系数满足工程要求;斜靠钢箱拱对下承式系杆拱桥稳定性提升程度为72%,斜靠式系杆拱桥的弹性稳定性能高低取决于拱肋面外失稳出现的难易程度,初始几何缺陷对斜靠式系杆拱桥的稳定承载力影响较大;斜靠拱和风撑两者协同工作能显著提高结构稳定承载力。最后给出该类系杆拱桥的设计建议,为同类工程施工和设计提供参考。

钢拉杆受力性能试验研究

为了考察钢拉杆在不同受力条件下的力学性能,对10根GLG650钢拉杆试件分别进行单调受拉和低周往复拉压试验,得到钢拉杆的荷载-位移曲线、屈服承载力、最大承载力、极限承载力以及相应的变形和破坏形态。试验及分析结果表明:钢拉杆屈服强化阶段,荷载-位移曲线接近于直线;在往复拉压作用下,长细比较小的钢拉杆荷载-位移曲线出现循环软化现象。受拉屈服后,随着钢拉杆轴向变形加大,反向受压时其侧向挠曲变形随之增大,杆件中部在压弯作用下进入屈服。钢拉杆的断后伸长率约为3.4%~6.8%,远小于钢材试样的破断伸长率。钢拉杆破断多发生在加载端或固定端,受压弯累计塑性损伤的影响,长细比较小时杆件中部破断的情况增多。根据受力特征点确定的钢拉杆荷载-位移滞回规则,可供在往复荷载作用下弹塑性计算分析时应用。

某各层弱相关悬挂结构抗震设计

某高层连体结构采用各层弱相关的悬挂结构体系,悬挂区偏置于结构一侧,在屋顶设置单侧悬挑转换桁架,主桁架悬挑约15.5m,9~16层各自独立地悬挂于转换桁架上。该结构存在扭转、凹凸、楼板不连续、尺寸突变、构件间断5种不规则项,属于特别不规则的超限高层建筑。为了减小屋顶转换桁架的内力和优化截面,悬挂部分的连接体楼板未执行《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)关于板厚的规定,楼板应力分析结果表明楼板能够可靠地传递水平力,在连接体及挑空区设置水平交叉支撑作为保证水平力可靠传递的加强措施。针对结构特点,提出了合理的抗震措施,采用多种软件(YJK、MIDAS Building、SAUSAGE)对结构进行小震、中震、大震下的计算分析,结果表明在大震作用下屋顶桁架及钢拉杆能保持弹性,整体结构能够满足C级抗震性能目标要求。

深圳机场T3航站楼适应性改造结构设计

深圳机场T3航站楼适应性改造是国内首例大型机场航站楼不停航施工条件下大面积进行楼内流程及建筑功能改造项目。介绍了适应性改造原则和流程,阐述了航站楼不停航施工的加固改造设计要点,对整体结构进行了复核,给出了主要加固技术方案,并得到了以下结论:航站楼的适应性改造,首先应根据实际情况确定不停航设计施工的改造流程,其次根据改造原则确定结构改造加固设计原则,再次通过方案比选确定合适的改造处理技术方案;通过带温度预应力筋楼板开洞加固补强、带预拉钢拉杆的钢斜撑加固、楼板+工字钢加固、水平钢筋抗剪键等方案解决了相应技术难点,最后与施工组织及施工措施密切配合,确保航站楼不停航施工的升级改造目标。

基于有限元分析的桥墩钢模的结构优化分析

以某特大桥桥墩混凝土施工中钢模板设计为背景,结合Midas Civil有限元分析软件建模仿真分析该钢模板在混凝土侧压力作用下的各构件受力,通过改变对拉杆刚度、对拉杆位置来确定钢模板整体结构的最优受力,结果表明:在一定的对拉杆刚度情况下,合理的对拉杆位置对结构整体受力有着很大的提升;增加对拉杆刚度可以加强结构受力,但该过程不是无止境的增加,而是非线性的,增加到一定刚度情况下结构受力达到一个相对稳固状态;同时提出一些在钢模板设计和检算中的主要问题并提出改善建议。

垂帘式可调拉杆联结型玻璃楼梯施工技术

针对当前缺乏拉杆玻璃楼梯施工技术等相关问题,结合楼梯美观及功能要求,创新研发钢轨+工字形连接件+榫卯具+不锈钢拉杆的悬挂构造、不锈钢多层玻璃+驳接爪+锁具踏步连接构造、拉杆+扶手的防护构造及U形蹄耳板安全保护构造,整体结构安全可靠,装配化程度高,提高了施工效率,提升了绿色施工水平。

双向弦支结构预应力全过程施工分析及节点设计

对双向弦支结构预应力张拉过程进行计算分析,给出了钢拉杆张拉顺序、拉力值、预应力张拉过程中的变形值、施工完成后钢构件的应力比及支座位移值。钢拉杆张拉力与张拉顺序能保证在张拉完成后,钢屋盖关键节点能主动脱架,同时较好控制了施工阶段上拱值,施工阶段的支座位移得到较好控制,远小于支座允许的滑动限值。钢拉杆与撑杆连接节点设计新颖、美观轻盈,具有可靠的传力路线,具有一定刚度并能满足本项目的工程要求。

大跨内灌混凝土箱梁预应力拉杆施工过程分析及监测

阜宁文体中心项目游泳馆为大跨度内灌混凝土箱梁及钢拉杆组合体系,大跨度箱梁通过支撑架进行分段吊装,施工过程涉及到卸载、灌浆及张拉,结构体系多次变化,拉杆的张拉影响着整体的受力和变形。本文中的项目采用Midas Gen大型有限元分析软件对施工过程进行全过程模拟分析,并做好施工过程监测,确保结构最终受力满足设计要求。

城际铁路桥式站结构设计与思考——以京唐城际铁路宝坻南站为例

以京唐城际铁路桥式站宝坻南站为工程实例,通过理论与数值分析,研究侧站房结构体系刚度控制及大悬挑雨棚设计的关键技术。结果表明,屋盖刚度的模拟方式对侧站房刚度影响显著,应采用精确模型模拟,当分别采用等代梁、刚性杆进行模拟时,弹性层间位移角计算值分别偏大14%和偏小50%;对于墙体填充率较低的空旷结构,准确模拟填充墙刚度较采用规范周期折减系数得到的弹性层间位移角计算值偏小9%;超长结构设缝能降低结构最大位移幅值,降低幅度依据结构布置情况具体确定。大悬挑雨棚采用斜拉杆+悬挑钢梁组合体系,根据节点变形协调原理,得到斜拉杆的竖向荷载分配比率即为竖直方向上各杆件的刚度比。设计措施上建议对拉杆体系考虑一定的冗余,避免连续破坏;对大跨度型钢混凝土梁宜适当提高配箍率,充分发挥构件延性。

大直径高强度钢拉杆强度可靠性分析

为了研究大直径高强度钢拉杆的强度可靠性,以江底河特大桥为背景,对索股锚固系统80 mm和110 mm两种规格共计376组高强度钢拉杆开展了超张拉试验研究,同时,充分考虑尺寸、材料和载荷等输入变量的概率分布对钢拉杆强度的影响,利于有限元软件对高强度钢拉杆进行了强度可靠性分析。结果表明:超张拉试验中钢拉杆实际伸长量与理论伸长量差值误差不超过±5%,整批钢拉杆强度可靠性满足设计要求。从概率有限元的分析结果可知,材料的弹性模量、屈服强度以及加载力是影响钢拉杆强度可靠性的重要因素,降低这3个参数的离散化程度能够有效提高整批钢拉杆的强度可靠性水平。制造环节对材料性能按标准严控的情况下,可以降低超张拉试验的抽样比例。

不同旋合扣数下钢拉杆螺纹联接强度试验及有限元应力分析

钢拉杆是大跨度建筑物中重要的受力构件,通过螺纹联接成为一体,共同抵抗外力。其承载力的大小决定于拉杆本身的强度及螺纹联接的强度,因此对钢拉杆螺纹联接进行强度分析及确定合理的旋合扣数是设计的关键。文中通过理论分析和试验验证,确定不同旋合扣数下钢拉杆的破断载荷及在保证联接接头不破坏情况下所需的最少旋合扣数;通过对螺纹联接进行有限元建模和计算,分析并比较不同载荷及不同旋合扣数下螺纹牙的应力状态、应力分布、轴向弹塑性变形及各螺纹牙接触面间的压力和滑移变形规律。

斜拉桥拉索钢丝腐蚀失效研究

分析了广东某斜拉桥水泥浆防护拉索的钢丝受腐蚀以致失效的原因。指出了因包裹钢丝的水泥浆长时间不凝结且不充满，从而产生微电池原理的电化学腐蚀；而压浆材料所含的一定量的Cl-以及钢丝在拉应力作用下更加速了此腐蚀过程。

基于光纤光栅绝对测量技术的高耐久智能钢拉杆

针对目前钢拉杆构件缺少施工荷载下的内力测试和服役期间的长期监测手段问题,采用玻璃钢封装技术研制开发出一种新型的基于光纤光栅绝对测量传感技术的高耐久性智能钢拉杆。在理论屈服荷载85%的拉伸荷载下,智能钢拉杆感知的应变具有很好的线性度和重复性,由其得到的测试杆力与实验张拉力吻合良好,误差在4%以内。该智能钢拉杆具有抗电磁干扰、传感距离长、成本低、耐腐蚀、绝对测量等优点,既可以方便给出任何阶段的受力状态,也可以作为一个大应变式荷载传感器对其相邻的结构进行荷载监测,适合用于恶劣服役环境下的钢拉杆工程结构。

高强度建筑钢拉杆的应用与研究

近年来,我国对高强度建筑钢拉杆进行了大量的应用研究。主要介绍其性能、规格、热处理工艺、成品强度检测、表面防护、抗拉承载力设计值、安装工艺及其在典型工程上的应用实例,并建议今后进一步加强对超高强度钢拉杆的研制开发。

双排钢板桩围堰钢拉杆有限元分析

通过建立双排钢板桩围堰体系弹塑性模型,采用UGNX7.5中的Nastran有限元分析模块对整体钢板桩的静态刚强度进行计算,得到围堰施工、正常使用、校核水位3种工况共8个组合下钢拉杆的应力、应变分布规律.该分析方法用于杭州三堡排涝工程进水口双排钢板桩围堰设计,双排钢板桩间距取值比较合理,结构较经济,使用中整体稳定性较好,有效发挥了钢板桩和钢拉杆的材料性能.

大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性分析

为明确大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,建立全桥空间有限元模型对该桥进行施工阶段全过程稳定性分析,研究考虑初始缺陷的几何非线性、材料非线性、风撑、临时风撑、吊杆非保向力和抗风缆索对结构施工阶段稳定的影响。结果表明:施工全过程中结构的稳定系数满足相应规范要求,考虑初始缺陷的几何非线性分析,结构的稳定系数降低7%~8%;考虑几何与材料双重非线性时,结构的稳定系数降低49.67%~52.05%,材料非线性对结构稳定性有显著影响。增加永久风撑数量能有效提高缆索吊装最不利施工阶段及拱肋合拢后施工阶段的稳定性,布设临时风撑能显著提升结构缆索吊装最不利施工阶段的稳定性,非保向力效应对中承式钢箱系杆拱桥稳定性有较大的影响,布设抗风缆索显著提升拱肋合拢后施工阶段稳定性。由此可见,施工阶段稳定性的影响因素较多,本研究可为同类型桥梁的施工与设计提供参考。

钢管混凝土系杆拱桥施工控制技术

在钢管混凝土系杆拱桥施工过程中,系梁混凝土浇筑、钢拱肋及吊杆安装等是较关键的施工环节。为保证系梁、钢拱肋及吊杆具有足够的强度及稳定性,同时保证施工完成时成桥状态满足设计要求,通过施工全过程跟踪监测,对系梁、钢拱肋变形和应力及吊杆索力等实测结果与理论计算结果进行对比分析,研究施工控制技术。