双向密肋楼盖的计算及设计探讨

在双向密肋楼盖的设计中采用弹性板对楼板进行计算分析,但与实际密肋楼盖结构相比,常用软件的计算模型在柱帽区域的计算假定存在重复考虑柱帽厚板与框梁重叠区域、板柱连接区与梁柱连接区重叠区域的问题。针对该问题,对密肋楼盖柱帽区域建立了多种不同计算假定的计算模型,分析了各模型对楼盖构件内力的影响,结果表明:考虑这些计算假定上的差异后,会导致与柱帽区域相连接的构件内力计算结果产生极大的变化。设计中应充分关注这些差异带来的影响,避免出现结构安全问题。此外,对密肋楼盖采用将柱帽格构化为等代梁的分析方法,能够避免过高估计柱帽承载能力,计算结果合理,且能方便对柱帽进行配筋设计。

偏心作用下预制拼装桥墩-盖梁体系抗震性能研究

目的 研究不同盖梁节段和盖梁-桥墩连接方式对预制拼装双柱墩偏心作用下的抗震性能的影响。方法 采用有限元软件ABAQUS建立7组预制拼装双柱墩,对其进行偏心作用下拟静力模拟研究,改变桥墩的盖梁节段连接和盖梁-桥墩连接方式,对比分析拼装桥墩和现浇桥墩的滞回曲线、骨架曲线、破坏形态、耗能性能和延性,研究不同盖梁节段连接和盖梁-桥墩连接方式的桥墩抗震性能。结果 盖梁节段键齿连接桥墩,采用灌浆套筒和预应力连接的承载能力与现浇桥墩相比均有小幅度提高,提高幅度在10%以内,抗震性能参数几乎一致。结论 盖梁斜键齿连接,盖梁-桥墩灌浆套筒和盖梁-桥墩预应力连接的预制拼装桥墩与现浇桥墩性能基本一致,同样具有良好抗震性能和整体性,满足抗震要求。

G3铜陵长江公铁大桥桥塔基础设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m的斜拉-悬索协作体系桥,桥塔采用钢筋混凝土门形结构。3号桥塔基础比选了钻孔桩基础与沉井基础方案,4号桥塔基础比选了钻孔桩基础与地下连续墙基础方案,综合考虑基础受力性能、经济性、施工风险等,均推荐采用钻孔桩基础方案。3号、4号桥塔塔座高4.5 m,承台分别为厚7 m的圆形-哑铃形和矩形-哑铃形结构,基础分别采用68根和64根φ3.0 m钻孔桩,桩长分别为95 m和79 m,按摩擦桩设计。承台系梁采用ANSYS软件进行实体有限元分析,系梁横向受力主筋、竖向抗剪箍筋采用优化分区配置,满足受力要求。

大型梁式承台模型试验及跨中挠度简化计算方法研究

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。结果表明:在跨中荷载作用下,梁式承台受力大致可以分为线弹性阶段、裂缝发展阶段和屈服阶段3个阶段;线弹性阶段截面应力分布已不满足平截面假定,剪切效应对结构变形的影响不可忽略;模型最终破坏模式为弯曲破坏;裂缝主要表现为跨中弯曲裂缝和斜裂缝;跨高比越小,梁式承台剪切刚度越大。为考虑剪切效应对梁式承台变形的影响,拟合得出梁式承台跨中挠度的简化计算方法,将该方法计算值及规范计算值与试验值进行对比,可得在裂缝发展阶段,规范计算值与试验值偏差较大,所提方法计算值与试验值偏差较小,该方法可用于线弹性阶段及裂缝发展阶段梁式承台跨中挠度的初步估算。

嵌入式钢管混凝土墩柱-盖梁承插节点抗震性能研究

预制装配桥梁采用工厂化预制、现场拼装的施工方法,具有施工质量高、建设周期短和环境扰动少等优点。为满足预制装配桥梁下部结构的建造需求,结合了超高性能混凝土(ultra high-performance concrete,UHPC),提出一种新型的嵌入式钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)墩柱-盖梁承插连接节点。开展1∶3缩尺的拟静力试验,揭示节点的损伤发展和失效模式,探究承插深度对节点抗震性能的影响规律,并基于ABAQUS建立节点的精细化数值分析模型。研究结果表明:1.2倍CFST直径的承插深度可保证损伤发生在节点区域以外,盖梁保持弹性状态,通过分析滞回曲线、承插能力和耗能能力等抗震性能指标,验证了新型节点良好的抗震性能;基于试验结果验证了节点数值分析模型可以合理精度预测节点的整体地震响应和承载能力。研究工作可为预制装配桥梁下部结构在中高烈度区的工程应用提供参考。

BFRPC盖梁模壳结构参数数值分析

为了探讨玄武岩纤维活性粉末混凝土(BFRPC)盖梁模壳结构的可行性,采用Abaqus软件建立有限元模型,分析了模壳厚度、纵筋配筋率和U形箍筋配筋率等参数对模壳后浇混凝土阶段受力特点的影响。结果表明:1)后浇混凝土阶段,20 cm厚的BFRPC模壳承载能力极限状态下的最大主应力和正常使用极限状态下的最大位移均满足规范要求,证明了半预制盖梁施工方式的可行性;2)在其他条件不变的前提下,模壳厚度对结构施工阶段受力的影响最大,纵筋配筋率和U形箍筋间距对其影响较小;3)根据所得应力与位移随结构参数的变化曲线,推断出各参数的合理区间,为实际工程应用提供基础。

既有办公建筑绿色改造关键技术

为有效利用城市土地资源并提高既有建筑使用价值,在既有建筑的基础上进行加层扩建,符合绿色低碳改造要求。某办公建筑在既有7层框架结构的基础上加层至18层,通过破除加层区域地下室底板,新增钢管桩并浇筑新的筏板基础,提高基础承载力。三桩承台与钢管桩采用环梁加固,确保新增筏板基础与既有基础能够共同工作。通过涂刷水泥基渗透结晶防水涂料和遇水膨胀止水胶,解决新旧混凝土结合面渗漏问题。通过采用改变荷载传递加层法、加大截面法及粘贴钢板法进行加固,确保改造后结构承载力和稳定性。

基于模板库动态适配的混凝土盖梁快速设计方法

为了提高盖梁设计效率和质量,针对常规钢筋混凝土盖梁设计流程的特点,总结了参数化的模板数据库和快速设计流程方法,结合钢筋骨架形状及布置特点、力学计算、构造要求,提出多种盖梁参数化方法,设计出钢筋混凝土盖梁快速设计程序。在实际项目应用中,设计人员只需改变少量可视化、易理解的参数即可适配不同构造形式、不同配筋形式的混凝土盖梁设计需求,实现了钢筋混凝土盖梁快速设计。

液压支架顶梁柱帽钻孔用多功能定位钻模组合胎具的设计

为了解决传统钻孔方法在液压支架顶梁柱帽钻孔过程中出现的问题,设计了一种多功能定位钻模组合胎具。该胎具能够在钻孔时稳定支撑顶梁柱帽,同时能够实现多种位置的定位,确保钻孔精度。在实际使用中,该胎具能够提高钻孔效率和钻孔精度,极大地提高了液压支架的安装效率和安全性。

基于整体节点理念的钢盖梁与混凝土墩柱连接结构优化设计

针对传统钢盖梁设置套筒外包混凝土墩柱方案墩梁连接位置刚度突变、应力集中及施工定位精度要求高的问题,基于梁柱整体节点理念,以门式框架墩为例,提出一种钢盖梁与钢套筒连接结构优化方案。该方案将连接位置处钢盖梁和钢套筒腹板设计为整体节点板,钢盖梁和钢套筒翼缘板加劲肋一一对应,并将现场接头设置在钢盖梁侧。以某公路工程匝道桥为背景,采用有限元软件分析其门式框架墩采用传统方案与优化方案的受力性能,并将优化方案应用于实桥。结果表明:该优化方案传力顺畅,结构应力集中程度较低,构造合理;该优化方案施工较为简单,容错性更好,具有良好的推广应用前景。

公路桥梁工程施工中装配式盖梁施工技术研究

在开展公路桥梁工程建设活动时,通过对装配式盖梁施工技术进行科学运用,能够大幅度提高公路桥梁工程的整体施工效率与质量。为提高此类技术的运用成效,主要以某公路桥梁工程为例,分别从生产台座建设、钢筋及波纹管施工、盖梁运输、吊装等方面针对公路桥梁工程施工活动中的装配式盖梁施工技术展开了深入探讨,以此助推公路桥梁工程不断向好发展。

不中断交通下既有桥梁墩柱置换技术

广东中江高速公路扩建主线路基下穿四村立交C、E匝道桥,两匝道桥各有1个桥墩(C18号墩、E12号墩)位于下穿高速公路扩建的主线路基上,需对该2个桥墩进行置换,为下穿高速公路扩建主线路基提供建设空间。既有2个桥墩均为圆柱式双柱墩,且均为上部前、后两联连续箱梁的交接墩。考虑扩建路基空间需要及既有桥梁结构安全,在不中断交通的条件下,分别采用普通大跨径横梁和隐形横梁的门架墩置换原桥墩,并分析墩柱置换施工对匝道桥主梁受力的影响,结果表明墩柱置换后桥梁结构仍满足承载要求。置换施工时,先施工新建置换墩,待新建置换墩具备承载能力后,再切除既有桥墩,实现体系转换。为降低墩柱置换施工对桥梁运营的影响以及减少体系转换次数,C18号墩门架墩横梁包围既有桥墩立柱上部;E12号墩门架墩隐形横梁与上部主梁固结,并在伸缩缝两侧分别单独设置门架墩。

大悬臂盖梁现浇施工支撑体系的设计与选型

本文探讨在温岭市既有国道中央分隔带中新建大悬臂高架桥的施工策略,提出两种具有针对性的施工方案:门式支架与无落地支架。通过结构体系分析、截面设计和有限元模拟,揭示各自的优劣所在。门式支架刚度大,但会对地面通行能力产生一定程度的挤压和限制;无落地支架劣势是梁端变形较大,但其在施工过程中不会影响地面通行。实际施工时,工程人员可以根据现场实际情况灵活选择最适合的施工方案。

基于拓扑优化和缩尺试验的小宽厚比独柱式桥墩帽梁力学性能研究

由于小宽厚比独柱墩帽梁属于典型的应力扰动区构件,内部受力较为复杂,普通独柱墩帽梁的设计方法可能对其不适用。对小宽厚比独柱墩帽梁模型进行拓扑优化,分析小宽厚比独柱墩帽梁的空间受力特征,根据拓扑优化结果建立小宽厚比独柱墩帽梁的空间拉压杆模型基本构形,并根据最小应变能准则提出了确定其最优构型的方法。针对目前对小宽厚比独柱墩帽梁试验研究较少的现状,进行缩尺模型试验,研究其竖向静载作用下的受力特性。结果表明:在横桥向,帽梁顶部在双支座荷载下具有最大拉应力;在顺桥向,帽梁中间位置拉应力最大,帽梁的顶部拉应力低于中部,帽梁底部则表现出受压的趋势。由于未考虑顺桥向的力流扩散,根据相关规范中拉压杆模型设计方法计算得到的内力值与试验结果相差较大,说明规范法不适用于小宽厚比独柱墩帽梁的设计。试验结果的应力分布情况与根据拓扑优化结果提出的空间拉压杆模型一致,并且采用空间拉压杆模型计算得到的拉杆应力值相比规范法更加合理,证明本研究所提的空间拉压杆模型基本构形以及确定最优构型方法的合理性。

铁路全钢结构框架墩设计与施工关键技术

针对传统钢横梁-混凝土立柱框架墩邻近营业线时,混凝土立柱施工周期长、钢横梁吊装难度大的问题,提出钢横梁-钢立柱全钢结构框架墩方案。以宣绩高铁跨越既有皖赣铁路工程为背景,对全钢结构框架墩进行设计及应用研究。全钢结构框架墩立柱与横梁均为钢结构,提升了结构整体性;采用轻量化设计降低吊装难度和工程投资;通过柱底混合连接构造连接框架墩钢立柱和混凝土基础,提高了安装精度和连接可靠性。对结构稳定、局部承压、疲劳强度、刚度变形等各项指标进行验算,结果表明均满足规范要求。全钢结构框架墩采用旁位拼装、整体吊装、柱底对位连接的施工方案,施工阶段采用吊装变形控制和对位引导等施工关键技术,有效提高了施工工效和安装精度。对比传统钢横梁混凝土立柱框架墩,全钢结构框架墩工程投资相当,但减小了对既有铁路运营的干扰,施工难度和施工风险均大幅降低。

基于不同支架体系的盖梁施工研究

为保证盖梁施工安全,需要更合理地选择盖梁支架体系。依托昆山黄浦江路南段改扩建工程施工项目H2-SG标段,介绍盘扣支架体系、普通扣件式钢管支架体系及抱箍法支架体系的设计要点、堆载预压、施工控制措施等,总结不同情况下盖梁施工所需支架体系的选择思路,为后续类似项目施工提供有效参考。

预制拼装盖梁反拉法施工偏差分析和评价

依托工程盖梁节段反拉法的施工过程,提取所有可能影响盖梁高程偏差的因素,形成盖梁高程偏差随机函数。采用蒙特卡罗模拟法分析盖梁高程偏差,通过考虑概率系数,最终形成反拉法施工盖梁高程偏差的实用计算公式和高程控制要求,为今后类似预制拼装构件的偏差研究提供参考。

新建铁路钢盖梁门式墩设计

以皖赣宁国改线工程上跨既有皖赣铁路为例,通过对多种上跨方案比选探讨,推荐采用钢盖梁门式墩方案。通过建立有限元模型验证钢盖梁门式墩上跨方案的合理性。

大悬臂预制盖梁分节安装关键技术

S3公路3标段主线高架采用预制装配式工艺,综合考虑构件运输及现场吊装能力,将标准段盖梁分为2节,中间预留2 m湿接段,分节安装后浇筑成整体。分节后大悬臂盖梁安装时重心不在立柱正上方。由于分段盖梁安装后存在偏心,需要采取有效、稳定的临时措施来抵抗盖梁长悬臂下沉带来的安全、质量风险。本工程对分节盖梁安装的2种常用措施:支架法和反拉法进行了实践,对两种工艺的施工难度、受力特点进行了分析,两种方法各有其优缺点,在不同场景下能分别发挥出其特色优势。

预制装配式大悬臂UHPC空心盖梁受力性能分析研究

盖梁在桥梁结构中起着承上启下的重要作用,城市桥梁的盖梁大多采用大悬臂结构形式,而预制装配式大悬臂盖梁的体积大、质量大,这对运输和吊装提出了非常高的要求。为了减轻预制装配式大悬臂盖梁自重,促进预制装配式下部结构的工程应用,文章以预制装配式大悬臂盖梁的轻量化为研究目的,对采用UHPC材料的Π形空心盖梁、C80实心盖梁和C80倒U形盖梁,开展相关力学性能分析研究。研究结果表明:UHPC材料具有优异的力学性能,虽然UHPC-Π形盖梁的空心段壁厚比普通混凝土倒U形盖梁更薄,但其抗弯和抗剪承载力基本能够与普通混凝土实心盖梁以及普通混凝土倒U形盖梁保持在相同水平。UHPC材料的强度对Π形盖梁抗扭承载力的影响很小,而顶板厚度的影响较为显著,可通过增大顶板厚度的方式提高Π形盖梁的抗扭承载力。