扣件钢管单面支撑体系设计与施工

随着我国城市建设土地减少,新建筑大多数都紧贴用地红线而建,而且很多新建筑地下室外墙厚度越来越厚,常规双面支模无法施工,因此越来越多的地下室外墙采用内侧单面支模的方法施工。虽然扣件钢管排架斜撑在单面支模施工中有一定的应用,但相关设计计算与施工经验不足。细致剖析单侧支模支撑形式多种类型及其特点,针对某具体工程的地下室外墙单侧支模工程,创新性地引入了一种优化后的扣件排架斜撑搭设策略。通过对该单侧支撑体系的研究,构建了精细的有限元模型,并进行了深入的应力、变形及稳定性评估,可为类似单侧支模支撑体系的设计与施工提供参考。

浅圆仓超高仓顶结构支模体系施工技术

杭州市仁和粮食储备库建设工程浅圆仓仓壁采用滑模施工,仓顶结构部分属于大跨度超高支模。通过设计复核计算,采用贝雷梁钢桁架平台支撑体系和滑模整体拖带锥壳伞状钢网架平台支撑体系作为上部仓顶结构支模架支撑操作平台,大大降低了施工高度及施工难度,保证了施工安全,提高了施工效率,取得良好的经济和社会效益。

旧古建筑墙型钢组合单面支模施工技术的研究与应用

研究主要介绍古旧建筑墙新做现浇混凝土结构加固单面支模的相关施工技术,通过工程实例的应用提出了一种创新的型钢组合单面支模施工技术,成功解决了工程中的保留古旧砖墙新增现浇结构加固单面支模的施工技术难题,最大程度地保留墙体原始建筑风貌及特点,符合工程形象提升要求。

支铰与启闭杆对弧形闸门有限元计算影响分析

弧形钢闸门有限元结构计算中对支铰和启闭杆的不同简化处理方式,会造成闸门局部构件应力应变的结果差异,针对此问题,以贵州乌江某水电站溢流表孔三主横梁斜支臂弧形钢闸门为例,通过建立支铰体系间直接约束、创建柱坐标系、节点耦合和设置接触等4种连接方式,以及启闭杆结构直接约束、梁单元和实体单元等3种建模方式,综合对比了各建模方式对闸门静力计算结果的影响,在此基础上对该弧形钢闸门的静动力特性进行评价。结果表明:在支铰间设置接触连接方式的结果更为合理,建立柱坐标系约束及节点耦合方式的结果也较合理;启闭杆设置摩擦接触方法的位移结果更为合理,完全光滑的刚性域法的位移结果偏大,完全绑定的节点耦合方法的位移结果偏小。该工程表孔弧形闸门强度及刚度均满足规范要求,但各运行条件下闸门低阶振动频率与水流脉动主频较为接近。

碗扣式钢管支撑架不同构造形式节点的转动刚度试验研究

为研究碗扣式钢管支撑架不同构造形式节点的转动刚度特性,提出测定支撑架体的角节点、边节点与中间节点转动刚度的试验方案,对应分别插入2根、3根和4根水平杆的节点转动刚度试验。在利用相应扣件式节点试验来验证本方案合理性的基础上,对当地市场随机采购的碗扣式钢管的弹性模量进行测定。采用三折线模型对碗扣式节点的M-θ曲线进行拟合,分析了不同水平杆数量对其转动刚度的影响及其破坏特点。研究结果表明:(1)碗扣式钢管支撑架角节点、边节点的转动刚度分别为中间节点转动刚度的77.93%、92.14%,且均高于规范给出的建议值25 kN·m·rad-1;角节点与边节点的转动刚度相对较弱,对架体整体稳定性的影响不可忽略;(2)当地市场随机采购的碗扣式钢管的弹性模量较新构件有不同程度的下降,最大降幅约为30%;(3)碗扣式节点的破坏先后顺序为水平杆、上碗扣、立杆和下碗扣;节点的破坏发生在水平杆接头处,应对此处加强质量监管。相关结论可为同类半刚性节点的转动刚度确定提供参考。

狭窄空间混凝土结构制式张弦预应力外置钢支撑架单侧支模施工技术

针对狭窄空间混凝土结构施工中传统单侧支模体系植筋数量大、加固钢支架笨重、不便安装等问题,结合上海交通大学医学院附属瑞金医院消化道肿瘤临床诊疗中心项目,采用制式张弦预应力外置钢支撑架施工技术。制式张弦预应力外置钢支撑架通过调节顶撑机构的长度,使顶撑机构两端分别撑紧工字钢和组合式连接件,预应力张拉弦杆产生拉应力,工字钢受到顶撑的水平作用力抵消了混凝土浇筑时的水平作用力,从而大幅度提高施工效率、降低成本,并消除因大量植筋造成渗漏的质量隐患,确保了竖向结构的平整度垂直度。该施工技术简化了传统单侧支模架体结构、降低了钢外架整体质量、安装便利,同时钢支架设计成制式可拼拆构件,易于安拆及保存,多次循环周转使用得以实现,可为其他类似项目实施提供借鉴。

新型风管抗震支吊架力学性能研究

抗震支吊架作为非结构构件,具有保障建筑附属机电设备在地震中正常工作的作用。为提升风管抗震支吊架抗震能力并减少钢材用量,提出主要由丝杆、竖向C型钢、上下横向C型钢、抗震连接件、限位件和钢索组成的新型风管抗震支吊架,通过与传统风管抗震支吊架进行对比分析,研究风管高度和宽度、丝杆和钢索直径、风管上部悬吊长度对传统和新型风管抗震支吊架力学性能的影响。研究结果表明,新型风管抗震支吊架力学性能优于传统风管抗震支吊架,且其用钢量略低,具有较好的实用性和经济性。

千吨级受荷转换梁加固施工技术

在大型公共建筑中,千吨级受荷转换梁的加固和改造施工难度较大,对于构件的卸荷、梁柱节点部位钢筋的安设、大体积混凝土的浇筑和养护都提出了较高的施工要求,通过运用预应力钢支撑系统、高大支模架、大体积混凝土浇筑等多项施工技术,顺利完成了该梁的加固施工且效果良好,后续提炼分析了相关施工数据,积累了施工经验,以期能为类似案例的实施提供参考。

既有网架受拉球节点托板加固技术试验研究

针对既有网架结构下弦受拉球节点加固问题,提出一种基于临杆焊接托板的加固方法。该方法综合考虑了受拉球节点与杆件的材质、空间结构以及尺度效应的影响,通过将球节点周围相邻杆件焊接托板进行加固,使得该方法便于施工,且能够普遍适用于各类受拉球节点的加固工程,并通过模型试验验证和仿真研究,焊接托板后的节点域承载能力大幅提升,加固效果良好,为既有网架受拉球节点加固提供了新思路。

既有网架受拉球节点托板加固技术试验研究

针对既有网架结构下弦受拉球节点加固问题,提出一种基于临杆焊接托板的加固方法。该方法综合考虑了受拉球节点与杆件的材质、空间结构以及尺度效应的影响,通过将球节点周围相邻杆件焊接托板进行加固,使得该方法便于施工,且能够普遍适用于各类受拉球节点的加固工程,并通过模型试验验证和仿真研究,焊接托板后的节点域承载能力大幅提升,加固效果良好,为既有网架受拉球节点加固提供了新思路。

住宅楼外墙间凹空间顶部悬空楼板模架搭设技术

当高层塔式住宅楼每层户数相对较多时,为最大限度地保证每个住户均能获取较好采光、通风,设计单位通常在平面布局方面布置外墙间凹空间。但是当将屋面设备用房布置在外墙间凹空间上方时,该区域悬空楼板的模架将会给施工带来一定的难度。以北京市某住宅项目的高层塔式住宅楼为例,通过实践总结提出一种设置通长型钢梁,并在型钢梁上搭设悬空楼板模板支撑体系的方案,以解决外墙间凹空间悬空楼板模架的搭设问题。

隧道顶板盘扣式钢管支架轴力安全监测试验研究

近年来盘扣式钢管支架在隧道顶板施工中的应用越来越普遍,常规方式采用后装法监测立杆轴力,安装传感器时调节立杆顶托导致轴力重新分布,监测轴力精度不足。本文提出先装法进行监测,通过实际监测案例,分别采用先装法和常规后装法进行监测对照试验,对比规范理论计算轴力值,对监测结果进行对比分析,探究盘扣式钢管立杆轴力监测方法。研究结果表明:(1)与常规后装法比较,本文提出先装法更接近高支模立杆轴力实际受力情况(2)JGJ231-2021规范对高支模轴力的理论计算值大于本次试验实际监测轴力值,验证了规范计算轴力值偏安全(3)采用后装法和先装法得到立杆轴力值,存在较大差异,后装法得到的轴力值结果偏小,相比对照组偏小15.64%和相比参考点偏小37.8%(4)采用先装法对比后装法轴力值更接近理论轴力值。先装法的轴力值和理论值的比率MA/N为0.49,常规后装法的轴力值和理论值的比率MB/N和Mc/N分别为0.419和0.309。本文提出先装法更接近于实际受力情况,研究结果可对常规高支模监测和施工进行校正和补充。

花篮拉杆附着式钢管脚手架受力节点性能研究

花篮拉杆附着式钢管脚手架利用附着在建筑主体结构外侧的型钢支承架,将上部钢管脚手架的自重及施工荷载传递到附着的主体结构侧面。在传力体系中,花篮拉杆及其附着的主体结构梁锚固节点受力最大。采用有限元模拟及足尺实体节点试验,研究花篮拉杆各项物理性能在整体实体节点中的表现,比较其整体实体节点与单项物理性能测试结果的差异,研究其综合受力性能,为制定花篮拉杆附着式钢管脚手架相关技术标准,以及推广相关类型的脚手架的应用提供有效依据。

隧道顶板盘扣式钢管支架随立杆顶升轴力变化试验研究

近年来盘扣式钢管支架在隧道顶板施工中的应用越来越广泛,常规方式安装轴力监测器时,监测人员无法准确判断监测器与主龙骨之间是否存在虚位,导致相邻立杆轴力值差异较大,轴力监测精度不足。本文提出随着混凝土浇筑提升立杆调节对应的轴力值。通过实际监测案例,取得盘扣式钢管支架监测立杆顶升过程中对应轴力值的变化,并与立杆理论计算轴力值进行对比,探究盘扣式钢管立杆轴力监测方法。研究结果表明:(1)与常规的监测方法相比,本文提出通过顶升立杆主动调节对应立杆轴力值,能够实现主动控制各个立杆轴力实际受力情况。(2)实际轴力监测值小于根据荷载理论立杆轴力理论计算值,验证了架体实际轴力监测值偏安全。(3)立杆顶升H值与立杆轴力增加值FX之间存在线性关系。研究结果对常规高支模监测和施工具有参考价值。

钢管扣件节点抗滑性能研究

指出目前通过考虑单根立杆的稳定性和构造措施来分析超高大跨模板支撑体系是不够安全的,而必须对其进行整体稳定性计算。对施工现场直角扣件、对接扣件拧紧扭矩进行抽检,发现80%以上的扣件拧紧扭矩不能达到规范规定40～65N·m的要求,平均值不到20N·m。若要考虑高支撑体系的整体稳定性,如何合理地考虑扣件的连接性能尤为重要。为此,通过对直角扣件连接节点进行抗滑移的试验研究,探讨影响扣件抗滑承载力的因素,试验参数主要有:拧紧扭矩的大小、新旧扣件的差异等。最后在试验结果的基础上,分析各因素对钢管扣件抗滑承载力-滑移关系曲线的影响,并与现行规范进行比较,提出在超高、大跨模板支撑稳定计算中,扣件拧紧扭矩大小和新旧扣件的影响必须针对不同项目具体考虑。结论可为模板钢管支撑整体受力分析模拟提供依据,并为实际工程模板钢管支撑设计提供参考。

钢管扣件式独立高支模架抗倾覆计算方法研究

钢管扣件式高支模架在土木工程领域应用面广量大,造成重大伤亡的坍塌事故也屡见不鲜。结合《混凝土结构工程施工规范》GB50666—2011中钢管扣件式高支模架抗倾覆的相关规定,参考钢管扣件式脚手架抗倾覆性能的计算方法,考虑高支模架顶部的水平荷载作用效应、支模架顶部的水平位移、支架的垂直搭设偏差等,提出了钢管扣件式独立高支模架的整体抗倾覆性能计算方法。

超长悬挑支撑架的应用研究

结合某工程,对大跨度型钢悬挑梁的计算进行了分析,特别是钢丝绳对悬挑梁作用力的简化。大跨度型钢悬挑支撑架主要有3种:斜拉式、斜撑式和撑拉结合式。所介绍工程是混凝土现浇悬挑屋盖,荷载较大,工期紧,考虑到工期和经济性,该工程采用的是斜拉式型钢悬挑支撑架,3道钢丝绳斜拉,2道受力,1道保险。重点解决了钢丝绳的作用力简化为弹性支座的问题,以及弹性支座刚度的计算。

承插型盘扣式模板支架体系试验研究

为了研究一种新型承插型盘扣式速接架的力学性能,模拟现实的模板支架体系进行足尺试验研究,得到了荷载-位移曲线及受力实测数据,分析总结出模板支架各杆件的受力规律及特性。试验采用河砂和小钢板加载,充分考虑实际浇筑混凝土的加载特点,加载顺序仿照混凝土流动过程,使得模板支架受力更接近真实状态。试验证明承插型盘扣式模板支架具有较高的承载力,结构整体刚度好,满足超高大跨度模板支架体系设计承载力的要求。

钢混凝土叠合梁模板支架施工技术

近年来,钢混凝土叠合梁作为桥梁的一种结构形式,在新建桥梁跨越现有道路、河道施工得到越来越广泛的应用。但这种结构存在混凝土面层浇筑过程中如何确保钢结构均衡受力的难题,混凝土面层支模体系选择不恰当,将会引起桥面混凝土面层开裂,产生质量事故,甚至结构倾覆。笔者结合工程实际,对钢混凝土叠合梁混凝土面层支模体系的施工技术进行设计和介绍,依托钢梁作为支撑体系的自承式支架体系,能够满足结构工程质量、安全及现场交通的要求。

扣件式钢管支模架稳定承载能力研究

在直角扣件抗扭刚度试验基础上,考虑扣件连接的半刚性,建立了扣件式钢管支模架稳定承载能力分析的三维有限元模型。采用线性屈曲和非线性屈曲分析方法计算支模架的稳定承载力,结果表明线性屈曲所得的稳定承载力要大于非线性稳定计算结果,尤其是在有初始缺陷时由线性屈曲所得的稳定承载力是不尽合理的。然后采用非线性屈曲方法,计算了不同搭设变量下的稳定承载力,并表示为工程上常用的计算长度系数。对稳定承载力的影响因素进行了分析,指出支模架的初始缺陷、扣件半刚性对支模架稳定承载力的影响比较显著,扣件螺栓拧紧力矩定为40N.m是经济合理的。本文的研究成果可作为扣件式钢管支模架稳定性设计的依据。