城市轨道交通混凝土抗裂防渗技术研究与应用

抑制混凝土开裂渗漏是保障城市轨道交通地下结构建设质量的重点和难点。以城市轨道交通地下车站为例,分析了混凝土开裂的主要原因,介绍了施工期混凝土抗裂性评估与设计方法,提出了混凝土材料抗裂性能控制指标,以及保障指标实现的材料、施工控制措施,结合实际工程,介绍了成套技术应用效果,为类似工程抗裂防渗建设质量提升提供指导。

预应力在我国大跨度结构中的应用研究综述

为了提高大跨度结构的正常使用性能,通常在混凝土结构中施加预应力.结果表明,预应力混凝土结构具有更好的使用性、耐久性和大跨度适用性,其中预应力混凝土空心板结构在不显著降低承载力和刚度的前提下明显减小结构自重,预应力型钢混凝土梁(板)结构采用较小的截面尺寸即可满足承载力和刚度的需求.开发城市地下空间是解决城市用地紧张的有效手段,我国地下大跨空间常用的结构形式主要包括密排框架(肋梁)结构、折板或拱形结构、变截面(加腋)板结构、预应力混凝土结构、型钢-混凝土组合结构和Y形柱结构6种形式,相比之下,跨度较大时宜采用预应力结构.

城市地下混凝土结构耐久性评估方法及工程应用分析

及时开展城市地下混凝土结构耐久性评估是确保长期稳定和安全、降低维修成本和践行绿色建筑理念的重要环节。按照技术合理、经济可行、现场容易操作的工作原则,提出一种简化的城市地下混凝土结构耐久性评估方法,包括评估程序、耐久性等级划分、耐久性调查和典型环境耐久性评估。该方法能够快速评估城市地下混凝土结构耐久性,并划分耐久性等级,为城市地下混凝土结构维修和养护提供参考。耐久性评估简化方法案例应用分析表明,该方法得到的结果与工程实际相符,具有良好的可操作性,评价结论容易得到,预测计算结果可有效指导城市地下结构维护。

混凝土智能养护系统的设计与其应用效果分析

地下混凝土结构工程中,干缩裂缝与塑性收缩裂缝可以通过有效的外部养护来减轻或避免。目前工程中的养护较多的采用人工养护,该方式存在湿度检测有误差、人工养护不规范且成本高、养护喷水量与时机不可控等问题。这导致外部养护难以充分发挥作用。设计的智能养护系统是通过单片机的方式实现养护的自动化处理分析与控制,采用图像识别技术优化养护阈值,基于试验设计配套的养护制度,实现智能养护系统在地下结构工程中的应用,对消除混凝土内外温湿度差,提升抗压强度、减少混凝土裂缝以及节约水资源有着积极的意义。

地下空间斜柱受力置换过程的监测及数值模拟

由于斜柱整体较长、自重大且受施工条件的限制,项目施工采用分批分级的临时支撑体系到斜柱结构体系的受力置换施工方法。为保证置换过程中斜柱的受力安全,运用自行搭建的斜柱置换监测平台对12和13轴斜柱在置换过程中的斜柱轴力、斜柱内型钢应变和钢筋应力进行实时监测。采用ABAQUS有限元软件模拟分析了置换作用下型钢和钢筋的应力变化,并将模拟值与监测值进行了对比分析。结果表明:12和13轴斜柱在置换过程中的轴力变量均较小;斜柱的型钢应变变量最大不超过26.99×10^(-6),钢筋应力变量最大不超过4.75 MPa;各部件应力均在较小的范围内波动且数值较小,有限元模拟计算值与监测值的变化趋势基本一致,且两者数值相差较小,表明所建立的斜柱有限元模型能较好的反映置换过程中斜柱的受力变化。

土中钢板-混凝土筒结构抗爆性能研究

为探究地下爆炸荷载作用下土中钢板-混凝土筒结构的抗爆性能,采用多物质流固耦合计算方法,揭示了冲击波在土体介质中的传播规律,分析了钢板-混凝土筒结构的动力响应与损伤机理,开展了爆炸模型试验,获得了筒体附近的土压力分布及其迎爆面的变形时程曲线,并验证了数值模拟的准确性。在此基础上,与传统钢筋混凝土筒结构抗爆性能对比,分别评价了两种结构形式的破坏模式与损伤程度。结果表明,同等用钢率下,钢板-混凝土筒体抗冲击性能更好。

地下车站主体结构混凝土裂缝控制工艺的计算分析

采取有限元分析和理论计算相结合的方法,对车站侧墙和底板内部的混凝土温度和应力进行分析,研究了车站主体结构侧墙和底板的温度、应力分布情况对混凝土裂缝控制的影响。结果表明:车站C45混凝土不采取控裂措施时,混凝土抗裂安全系数为0.96,不满足规范大于1.15的要求,开裂风险很大;在采取侧墙降温和底板升温的技术措施后,混凝土抗裂安全系数可达到1.16;与不布设冷却水管的底板和侧墙相比,布设冷却水管的底板温升和侧墙温降分别约为3~8℃和4~6℃,且布设冷却水管后拉应力在后期减少幅度可达到0.9 MPa,能有效减少混凝土开裂风险。

城市地下空间环路大体积混凝土侧墙裂缝控制研究

以武汉市某地下空间环路工程侧墙为研究对象,探究大体积混凝土施工过程中的体积变形和温度变化情况。结果表明:内掺5.4%M型MgO膨胀剂(等量取代粉煤灰)配制强度等级为C40的补偿收缩混凝土,采取有效保温保湿养护措施,可以在大体积混凝土结构内部产生一定微膨胀,补偿混凝土的内部收缩,有效降低混凝土收缩开裂风险。

大体积混凝土跳仓法施工的数值模拟分析

大体积混凝土采用跳仓法施工技术进行地下结构混凝土浇筑,可以有效控制混凝土裂缝出现、避免地下结构混凝土渗漏。以宁波国际会议中心大体积混凝土跳仓法施工为例,采用COMSOL软件对大体积混凝土水化热温度场进行模拟计算与分析,计算结果表明,采用跳仓法施工技术进行混凝土分仓分段浇筑能大大降低温度应力,使混凝土温度应力远远小于抗拉强度,有效降低混凝土开裂风险;各仓位的底板浇筑将导致相邻仓位的混凝土温度部分提高,但总体影响不大,底板最高温度位于45℃附近,不超过可能引起延迟钙矾石反应的55℃上限,满足标准要求,体现了跳仓法施工在工程中的应用效果。

低碱高硅率中抗硫酸盐水泥生产实践

通过优选碱含量低的原材料、采用高硅率生料配料、改进熟料煅烧工艺、合理控制水泥粉磨指标,研发生产了水泥碱含量<0.30%、14d线性膨胀率<0.030%,熟料铝酸三钙<4.0%、硅酸率为3.50左右的低碱高硅率中抗硫酸盐水泥,满足了水工混凝土、碱及硫酸盐含量较高地区的地下混凝土结构工程对特种水泥的质量需求。

软土地区深基坑工程绿色支护技术的应用

我国碳达峰战略目标的确定,对基坑工程提出了更高的要求。文章以上海理工大学军工路516号校区某建设项目为背景,基于校园环境敏感、文明施工要求极高的特点,创新性地采用以预制、装配、可回收支护结构为主的绿色支护技术,包括型钢水泥土搅拌墙、预应力组合式型钢支撑、混合配筋预应力混凝土管桩等绿色工艺,减少了泥浆和废弃物排放,并采用矿渣、钢渣等工业废渣制成的高性能复合型土体硬化剂代替水泥进行土体加固。该项目的顺利实施对地下工程传统行业绿色转型,实现地下空间开发碳中和、碳达峰目标等有一定的借鉴意义。

装配式混凝土地下车站结构应用与研究进展

研究目的:地铁系统是我国大中城市公共交通体系的重要组成部分。目前,我国的地铁区间隧道已普遍采用装配式混凝土衬砌结构,但在地下车站方面仍以传统的现浇混凝土结构为主。为了进一步提升地铁建设的工业化水平,有必要在地下车站中推广应用装配式混凝土结构。本文系统介绍目前工业与民用建筑中装配式混凝土结构的主要形式以及国内外有关装配式混凝土地下车站结构的应用与研究进展,并在此基础上对今后我国装配式混凝土地下车站结构的发展进行展望。研究结论:(1)在工业与民用建筑领域,我国已形成了较为成熟的装配式混凝土结构技术体系,这为装配式混凝土地下车站结构的发展提供了良好的基础;(2)国外较早开展了装配式混凝土地下车站结构的工程应用但相关研究较少,我国的应用与研究尚处于起步阶段,亟待加强;(3)为了加快推动我国装配式混凝土地下车站结构的发展,建议结合工业与民用建筑领域的已有成果,在装配式混凝土结构方案、关键连接接头受力性能、结构抗震性能与防水性能等方面开展重点攻关;(4)本研究结论可为我国装配式混凝土地下车站结构的发展提供参考和借鉴。

地下装配式大直径组合筒仓仓壁稳定性分析

【目的】为实现地下装配式大直径组合筒仓的稳定性验算,对装配式组合仓壁进行稳定性分析。【方法】先以有限元分析法验算证明地下仓壁稳定性是可靠的,再对装配式组合仓壁和现浇组合仓壁的稳定性进行分析。【结果】结果表明,装配式组合仓壁的一阶屈曲模态与现浇混凝土仓壁、现浇组合仓壁的一阶屈曲模态均呈现“椭圆形”整体屈曲。当接头抗弯刚度不小于组合仓壁截面抗弯刚度时,装配式组合仓壁的稳定承载力不小于现浇组合仓壁。通过对刚度比-荷载比曲线上的各点进行拟合,得到可用于验算地下装配式组合仓壁整体稳定性的关系式。【结论】本研究为地下粮仓装配式筒仓仓壁的结构设计提供参考。

半地下变电站建筑全生命周期碳排放与减碳策略研究

半地下变电站是城市能源供应体系中的重要设施。然而,半地下变电站在建设和运营过程中会产生大量的碳排放,对环境造成负面影响。因此,本文对半地下变电站建筑全生命周期碳排放与减碳策略进行研究,结果表明该建筑单位面积碳排放量为92.835 kgCO_(2)/(m^(2)·a),其中,运行阶段碳排放量占83.90%。通过减碳策略,在建材生产和运输阶段减碳量分别为18%~34.3%和32.17%~91.14%。在建造拆除阶段,通过拆除回收钢材可以回收钢材碳排放量的37.85%~68.13%。绿植可以产生35.295 tCO_(2)/a的碳汇量。光伏每年可以减少碳排放量为87.705 tCO_(2)/a。本文研究成果为进一步降低半地下变电站建筑的碳排放提供理论基础。

深圳岗厦北交通枢纽超大跨地下中庭结构方案研究

深圳岗厦北交通枢纽中庭结构跨度51.2m×48m,是远超常规的大型明挖地下结构;通过方案比选,确定采用主要受力构件为钢-混凝土组合梁和大直径钢管混凝土柱的平板正交主次梁框架结构体系。计算了中庭大跨结构在各种工况下的受力,验算了结构的承载力、位移、裂缝宽度等指标;分析了结构在分别拆除五种关键受力构件时的受力,评估了结构的抗连续倒塌性能;建立了大跨结构模型,对比了结构在无防火保护和采用防火措施下的抗火表现;分析了站桥合建关键转换梁节点受力状况;比较了4个临时支撑布置方案,核验了施工阶段结构内力。结果表明,结构在三向地震作用下的力学响应满足设计要求;关键受力构件失效后仍具有较高的剩余承载力;采取设计抗火方案后结构的抗火性能满足要求;关键转换梁节点构造合理,受力性能良好;按比选后方案设置的临时支撑可以显著降低施工阶段的内力,施工阶段的受力满足要求。结构设计合理,性能优良。

地下结构侧墙-底板钢筋模块化节点试验研究

为解决地下结构侧墙-底板节点钢筋间距较小、混凝土浇筑不密实等问题,提出钢筋桁架形式的2种模块化节点优化方案。为研究钢筋模块化节点与钢筋绑扎节点的力学性能及裂缝开展情况的差异性,设计3个几何相似比为1∶3的缩尺构件来进行静力单向加载试验。试验结果表明:1)相同荷载作用下钢筋模块化节点与传统节点在变截面处受拉主筋应力基本一致,甚至更小,采用模块化钢筋节点配筋能达到与传统节点配筋一致的力学性能;2)随着外荷载的增加,模块化钢筋节点与钢筋绑扎节点初始裂缝位置与裂缝宽度大致相同,即侧墙外侧出现初始裂缝,位置均出现在侧墙变截面处外侧,宽度均在0.05 mm左右;3)节点最终裂缝扩展路径基本一致,侧墙、底板外侧最大裂缝宽度均在0.25 mm左右。

郑州市主城区浅层地下水土腐蚀性评价

基于郑州市浅层地下水及浅层土的400余组水化学特征数据,开展了郑州市主城区浅层地下水土的腐蚀性评价,并用GIS技术进行了郑州市腐蚀性分区的可视化分析。结果表明,研究区地下水土对混凝土结构、钢筋混凝土中钢筋、钢结构的腐蚀性等级绝大部分为微腐蚀-弱腐蚀,少数区域对钢结构的腐蚀性为中腐蚀性。上述结论可为郑州市地下工程防腐蚀提供支持与参考。

采用装配式钢管混凝土柱的地下车站结构抗震性能研究

采用钢管混凝土中柱可明显提升地下车站结构中柱的抗震性能,其中梁柱之间采用快速连接装置的装配式中柱又可进一步减小中柱的地震损伤。基于上述已有的研究结果,本文选取某单层双跨地下车站结构,分别建立了传统现浇中柱和装配式中柱的土-地下结构非线性静动力耦合相互作用的三维有限元分析模型,对比分析了快速连接装置壁厚对地下车站结构整体抗震性能的影响规律。结果表明:在保证结构整体安全性能和经济效益的同时,连接装置壁厚取为30~40 mm可最大程度地发挥预制钢管混凝土柱及其快速连接装置的减震效能。

砖混结构地下工程渗漏治理

某砖混结构地下工程渗漏严重,导致地下室积水,影响正常使用功能。本文通过分析渗漏水源和渗漏原因,确定了侧墙部位采用回填土帷幕注浆、迎水面注浆再造防水层和背水面防渗处理相结合,底板部位采用防排相结合的治理方案,从而解决了该砖混结构地下工程长期严重渗漏的问题。

地下车库超长钢筋混凝土结构无缝施工技术研究

在地下车库施工时,超长钢筋混凝土结构的使用频率非常高。但是,由于很多超长钢筋混凝土结构设计不合理、施工技术应用不当而出现了温差裂缝和干缩裂缝,工程项目的施工质量与设计标准会有差别。因此,如何避免以上问题的产生,成为地下车库超长钢筋混凝土结构无缝施工亟需解决的主要问题。文章结合实际案例,主要探讨地下车库超长钢筋混凝土结构无缝施工技术,供相关人员参考。