Analysis on the Structural Type of Large-span Steel Truss Bridge Spe­cially Designed for Cables

When the installation of cables and pipelines needs to go across rivers,bridges are usually adopted to support the cables and pipelines for crossing the rivers.The measure can make full use of the space resources and have no effect on the flow pattern of rivers.For this reason,analysis on the structural-type design of a large-span steel truss bridge specially used for cables has been performed.The numerical results indicate that the stayed-cable bridge with steel truss beam and concrete main tower has better performance and improved structural type caparisoned with that of the beam and arch bridges,and the construction of the major beam can be without the temporary support.

大跨度钢桁架结构卸载模拟及监测技术研究

以江苏省盐城黄淮湿地博物馆钢桁架结构卸载施工为背景,旨在通过有限元技术及基于多传感器融合的现场监测技术研究大跨度桁架结构卸载施工关键技术。研究结果表明:有限元计算结果能够获取卸载施工过程中的关键要素,为后续监测方案的设计提供参考。后续的监测结果表明,有限元方法对位移的计算结果可靠性要高于应力,与实际情况更加接近;基于多传感器融合的监测方法能够提高监测结果的准确性和远程监控效果,为桁架结构的安全性和可靠性提供了有力支撑。研究结果可为大跨度钢结构建筑的施工提供参考。

公铁合建斜拉桥钢桁-混凝土板组合梁受力特性

以某主跨808 m的公铁合建新型钢桁-混凝土板组合梁斜拉桥为背景,采用ANSYS软件建立局部组合梁细化的全桥多尺度有限元模型,分析其在不同工况下双层组合梁的受力传力特性和混凝土桥面板荷载分配比,并讨论混凝土桥面板厚度t_(b)、横梁刚度变化系数λ_(K)和钢与混凝土弹性模量比λ_(E)对组合梁受力传力的影响规律。结果表明:最不利组合工况下,钢桁架最不利Von Mises应力为183.6 MPa,混凝土桥面板最大拉应力为5.3 MPa,均满足结构受力要求;沿纵向路径,钢桁架和混凝土桥面应力在节间横梁间均呈“波形”分布;上下层混凝土桥面板顶、底面应力沿横向近似呈“W”和“M”状分布,表明桥面板承受一定沿横向不均匀分布弯矩;公路及铁路混凝土桥面最大剪力滞系数分别为1.45、1.36,更宽的公路混凝土桥面剪力滞效应更显著;公路及铁路混凝土桥面分别承担上、下层结构57.46%~79.99%和33.21%~62.81%的轴向荷载,为组合梁的主要传力构件;混凝土桥面板的应力随t_(b)及λ_(K)的增大而增大,随λ_(E)的增大而逐渐减小;混凝土桥面每层平均荷载分配比ξ与t_(b)成正比,与λ_(K)及λ_(E)成反比;当t_(b)、λ_(K)和λ_(E)参数的取值范围分别为0.8~1.4、0.4~1.6以及4~10时,组合梁混凝土桥面应力及荷载分配比ξ较为合理。

南昌文体中心大跨度重型钢结构桁架设计关键问题分析

南昌文体中心项目采用大跨度重型钢结构桁架实现了最大99m的无柱空间。为了阐述大跨度重型钢结构桁架的设计思路,考察设计、施工中各因素的影响,通过理论分析和数值模拟细致地讨论了涉及的关键问题,包括杆件布置、支承条件、关键节点构造、施工过程的影响等。结果表明:腹杆布置形式对弦杆内力的影响较小;重型桁架两支承端的连接处理至关重要,应注意保证弦杆轴力在极限承载状态下的有效传递,并弱化弯矩的影响;整体提升施工方案对结构内力分布影响较大,“后激活”部分杆件的方法可以考虑提升过程中桁架端面的转动效果,更为准确地体现施工过程的影响。

张靖皋长江大桥南航道桥主墩围堰施工关键技术

张靖皋长江大桥南航道桥主跨采用2300 m整体钢箱梁悬索桥,是世界最大跨径悬索桥。南塔采用世界首创超高钢箱-钢管约束混凝土组合索塔,基础承台采用八边形结构,结合桥位水文地质及设计要求,承台外围设锁扣钢管桩围堰作为施工围护结构,后期兼作大桥永久冲刷防护和船撞消能设施。施工过程中,采用履带吊+振动锤/冲击锤配合特制导向架隔孔施打的施工工艺,有效解决了超长锁扣钢管桩的施沉及合龙精度的难题;利用对撑加工成桁架整体安装、基底开挖及护筒围堰壁清理、分仓浇筑水下封底混凝土、导管底口铺设钢板等工艺,极大地降低了现场施工难度,保证了超大基坑水下封底混凝土的浇筑质量,为今后同类型深基坑施工提供了有益的借鉴。

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。

大跨扶梯钢桁架结构现场加载试验与分析

某商场自动扶梯大跨度钢桁架结构需要检测其在正常使用极限状态下的挠度与应力,该钢桁架水平跨度47.9 m,仅在两端设有支座,整体悬空且最高处离地面35 m。现场难以采用直接堆载方式加载,故提出一种空间加载系统。在桁架节点处悬挂精轧螺纹钢筋,以地下室楼板作为反力装置,利用千斤顶完成加载。首先对加载系统进行承载力、整体稳定及局部稳定验算,采用SAP2000有限元软件对地下室梁板结构进行验算,发现竖向拉力会导致原结构梁板开裂,因此选择在板上堆载的方式以减少拉力对原结构的影响。现场试验结果表明,该加载系统对原地下室梁板结构未造成损害,钢桁架实测挠度和应力情况与原结构设计计算相符。

站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工技术研究

大跨度屋盖钢桁架拼装施工具有较高的施工难度,难以把控施工质量,为此提出站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工技术研究。根据相关规范对钢桁架外观及力学性能进行检验,采用两点吊装方式对屋盖钢桁架进行整体提升吊装施工,应用导向器件对吊装过程中对钢桁架位置进行微调,并监测提升架及钢柱。采用二哈夫组装连接,在站房大跨度屋盖钢桁架外框柱四周布设钢柱焊接工具式操作平台,进行钢桁架焊接施工,完成站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工。实例分析结果表明,对钢桁架拼装施工质量控制后,钢桁架跨中垂直度和侧向弯曲矢高偏差均在允许范围内,符合规范要求,该施工技术能够有效控制站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工质量,具有良好的应用前景。

大跨度钢桁架整体吊装施工技术研究与应用

随着我国钢结构建筑的不断发展,涌现出了大量钢结构施工技术,以某中学大跨度钢桁架大门项目施工为依托,对工程概况、钢柱安装、钢桁架梁拼装、组合、整体吊装、过程质量控制等内容进行了阐述。经过实际施工,采用地面小单元拼装组合以及整体吊装施工技术,不仅施工快、效率高、费用低,而且保证了施工安全和质量。

大跨度钢桁拱桥运输及海上吊装关键技术

外海大跨度钢桁拱桥吊装极易受到恶劣海况影响,导致吊装施工可作业时间短、安全风险高、成本压力大。针对外海大跨度钢桁拱桥施工难题,广东石化2000万t/a重油加工工程原油码头钢引桥安装工程开发了钢桁拱桥的自行式模块平板车运输上驳技术、下主桁起吊技术、恶劣海况快速精确吊装技术和复杂地形旋转安装技术。该技术有效地保障了大跨度钢桁拱桥海上吊装施工的安全、质量、进度和成本,为今后类似工程的施工提供了参考和借鉴作用。

大跨度钢桁架无支撑分段吊装卸载分析

针对沙特国王港项目D201建筑屋面大跨度轻型钢桁架吊装,为满足沙特当地政府监管要求,同时为降低成本和保证工期,结合钢桁架矢高大、自身结构刚度较差等特点和施工现场情况,通过对比分析,优选出无支撑分段吊装方案。钢桁架采用3台吊机同时吊装,并在高空进行拼接。通过对卸载分析理论的探讨,选择采用了支座位移法模拟分析吊装卸载过程。将3台吊机吊钩视为支座,通过对支座施加不同的向下位移量,模拟吊钩下降过程,完成卸载过程。并获取了钢桁架杆件在各阶段的应力值,提前预判吊装过程的安全性,保证了后续吊装卸载工作的顺利进行。同时指出了支座位移法在模拟分析吊装卸载过程存在的不足之处,为类似大跨度轻型钢结构吊装卸载提供了有益的参考。

大跨度钢桁梁跨既有线桥梁工程箱梁顶推施工技术研究

以重庆市新九中路主线桥为研究对象,提出大跨度钢桁梁跨既有线桥梁工程箱梁顶推施工技术。考虑到箱梁顶推过程中临时墩受力情况,得出最优的临时墩布置方案,并采用钢管立柱形式连接临时墩。按照最大顶推跨径的0.6~0.8倍,加工具有变高度工字形断面的导梁结构,并通过预埋段浇筑、导梁横连、高强螺栓拧紧等方式实现导梁整体安装。在临时墩上方放置滑道和滑块,完成顶推滑动装置的整体搭建。借助多台智能步履式千斤顶和电子计算机自动控制平台,进行多点同步箱梁顶推施工,并通过带有纠偏导向轮的限位装置实现顶推施工纠偏处理。根据施工结果,运用该顶推技术建设完成的箱梁梁体中线偏差总是低于2 mm,很好地满足了大跨度桥梁工程箱梁施工要求。

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。

大跨度钢结构滑移施工技术研究

在大跨度场馆建造过程中,钢结构工程更具代表性。某会展中心项目最大跨度58.2 m,为切实保证工程质量、快速推进施工进度,项目钢桁架采用滑移施工工艺。该滑移轨道由滑移结构、滑移支撑结构、动力系统、计算机控制系统以及滑轨等组成,项目通过框架结构安装、滑移轨道调校及桁架吊点设计等一系列研究,有效保证了桁架的施工质量及进度,为项目带来了较好的社会效益及经济效益。

狭小空间的大跨度屋盖桁架施工关键技术

以某休闲娱乐综合度假城项目中剧院为例,介绍了钢结构屋盖的施工关键技术。首先,通过对本工程的重、难点进行分析,确定整体施工思路;其次,通过搭建临时作业钢平台、应用有限元分析以及三维模拟吊装技术,论证了实施方案的可行性。最后,实施效果表明,应用该技术不仅提高了屋盖桁架结构的安装质量和安全性,也保证了施工效率,为狭小空间的大跨度屋盖钢结构施工提供了技术指导。

漳浦县文体中心体育场对拉非对称双拱大跨度屋盖结构设计

对漳浦县文体中心体育场对拉非对称双拱大跨度屋盖结构设计的难点、关键点进行了介绍。大屋盖双巨拱跨度达132m,非对称布置,与水平面呈1488°夹角,前拱中段无支承,受力机制复杂。为解决该问题,前、后拱之间设置对拉钢桁架,将“树杈”状拱脚、前拱、后拱、看台V形混凝土斜柱等组成一个自平衡体系。为满足建筑自然采光,大屋盖上覆膜材选用高透光率的ETFE膜材,通过沿钢桁架方向的预应力拉索保证其受力及稳定性。采用SAP2000和MIDAS Gen软件对该创新体系进行了弹性计算与屈曲分析,并利用ABAQUS软件进行了罕遇地震下的弹塑性动力响应分析和整体稳定临界荷载分析。分析结果表明,该体系的各项指标基本满足规范要求,具体良好的整体稳定性和抗震性能。

西北某高校体育馆大跨钢屋盖结构方案比选与设计

针对西北某高校体育馆钢屋盖结构方案比选,对比分析了两种屋盖方案布置的合理性和用钢量指标。采用3D3S软件对钢结构屋盖进行单独分析与设计,并采用YJK设计软件对比赛场馆上部钢结构与下部混凝土结构进行整体建模分析。最终选用双层(局部3层)正放四角锥螺栓球网架结构体系,支座四周采用3层网架变截面轻盈出挑,以实现建筑造型要求。对关键支座节点采用midas FEA进行了有限元分析验算。结果表明:采用网架变截面悬挑体系能更好地实现建筑造型,节点受力更合理且用钢量更低;支座选用双向抗震球铰钢支座,能有效减小温度应力的不利影响;关键节点采用有限元辅助分析是有必要的。

基于大跨度双坡梯形钢屋架整体吊装施工技术

以随州新能源项目的石墨化车间为例,对钢屋架整体吊装的主要做法和技术措施进行了研究,提出了通过优化设计吊点的位置,采用双目识别技术监测钢屋架两台吊车整体吊装中的同步性,解决了现有技术中施工工作量大、安全隐患大的问题。进一步介绍了大跨度双坡梯形钢屋架包括左端钢屋架、中间钢屋架、右端钢屋架、连接腹杆等,详细说明了新技术的特点、工艺流程、操作要点等,总结了新技术与现有技术相比的有益效果,为大跨度双坡梯形钢屋架整体吊装提供了施工经验,可在类似工程中借鉴和推广。

大跨度楼面桁架整体提升技术研究

液压整体提升技术在大跨度连廊、网架、桁架结构中已得到广泛应用,提升方法也越来越灵活。文章以洛阳市科技馆新馆项目为例,介绍了该工程应用大跨度楼面桁架整体提升技术的特点,以及在设计阶段和提升施工阶段的主要工作内容和注意事项,阐述了该项目在提升后的对接口的焊接技术,分析了该项目大跨度楼面桁架整体提升施工过程模拟和结构监测,旨在保证施工过程和后期结构在使用过程中的安全性。

大跨度异形空间钢桁架安全吊装施工技术

钢桁架具有结构跨度大、异形、施工复杂且常规设备难以完成整体吊装等特点,制定合适的吊装方案是保证钢桁架结构质量和安全的关键。吊装方案的选取需要综合考虑钢桁架吊装过程中结构的应力比和变形、运输难度、高空焊接量、安全性等因素。该文以“中国传感器十大园区”——重庆市传感器特色产业基地暨西部(重庆)科学城北碚园区主出入口大跨度钢结构桁架安装为例,对比分析了各种吊装方案的优缺点。对比发现分三段吊装方案对吊装设备和场地要求低,吊装危险性较低,可实施性较好。在此基础上,结合现场施工环境和工期成本,对大跨度异形钢桁架分段吊装的整体施工流程、施工工艺、技术要点等进行了详细介绍。该工程对大跨度异形钢桁架吊装方案的尝试,为相关复杂工程的吊装方案提供了一定的借鉴。