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。

武汉罗家港互通主桥总体设计

武汉罗家港互通主桥采用85 m下承式简支桁架拱,为双向6车道城市桥梁。桁架拱桥横向布置2片拱肋,间距29.4 m,拱肋矢高16.9 m,矢跨比为1/6;拱肋、系杆及腹杆均采用带板式加劲肋的焊接箱型截面,拱肋间设置3道箱型截面风撑;桥面系采用密布横梁的正交异性板;桥墩采用m型门式墩,基础采用钻孔灌注桩群桩;拱桥采用支架拼装、顶推施工。

厚板转换结构拓扑优化设计

研究了高层建筑厚板转换结构拓扑优化设计问题.建立了以结构拓扑类型为设计变量、以删除体积比为约束条件、以整体结构柔度最小为目标函数的数学优化模型.基于应变能准则,采用渐进结构优化法(ESO方法)删除低应变能的单元,获取能真实反映结构内部最短传力路径优化模型.通过对竖向荷载作用下各种不同布置方式的剪力墙和柱网形式的转换厚板进行拓扑优化分析,得到其优化模型为空间拉压杆桁架模型.进一步分析了优化后厚板拉杆、压杆的受力性能,推导了拉杆及压杆承载力计算公式.结果表明本文所提出的优化方法是可行的.

拉—压杆模型法在牛腿配筋设计中的应用

钢筋混凝土结构构件的设计一般采用截面内力法进行受力分析,然后采用经验公式进行配筋设计。国际上比较常用的方法是应用拉-压杆模型法进行结构构件的配筋设计。本文以钢筋混凝土短牛腿为例,阐述拉-压杆模型的基本原理,同时通过一个设计实例说明拉-压杆模型的建立、设计准则、设计步骤等。

平潭海峡公铁大桥通航孔桥桥塔墩围堰设计

平潭海峡公铁大桥3座通航孔斜拉桥的6个桥塔墩均采用哑铃形高桩承台,元洪航道桥N04号墩承台平面尺寸为81.0m×33.0m,厚9.0m,混凝土方量为18104m3。为节省造价,桥塔墩承台施工均利用主体防撞箱作围堰侧板,增加底板、系梁桁架、单壁隔舱、内支撑等施工结构,组成双壁钢吊箱围堰。单个围堰总长96.8m(含防撞梁),宽37.32m,高16.6m,入水深度12.88m,最大波浪力约20000kN。哑铃形围堰系梁区不封底,围堰分区抽水,承台分区分步施工,围堰从吊装下放、抽水至承台施工完成共有8个控制工况,采用MIDAS Civil和MIDAS FEA软件建立各施工阶段有限元模型,分析围堰、封底混凝土及已浇筑承台受力状况。计算结果表明,围堰各部分结构及已浇筑承台应力均满足规范要求,设计方案可行。

钢纤维混凝土桩基厚承台承载力计算方法分析

根据承台试验和三维非线性有限元计算结果 ,提出了适宜进行厚桩基承台传力机理分析的计算模型。并结合文献 [1]公式 ,按该模型的传力方式提出了钢纤维混凝土桩基厚承台承载力的简化计算方法。

大跨度钢箱桁架拱桥拱肋架设施工技术

湖北香溪长江公路大桥为主跨519m(计算跨径)全推力中承式无铰钢桁架拱桥,主拱采用"缆索吊机+斜拉扣挂法"悬臂拼装架设。主拱肋分成桁片节段,在工厂加工制造预拼,船运至桥位处,进行缆索吊机吊装施工;拱脚段采用支架对预埋件进行定位,吊装至设计位置;再进行拱肋整体桁片节段吊装,拱肋整体桁片前4个节段安装完毕,封铰后,进行第一次体系转换,进行剩余节段的安装;合龙前,北岸最后一个节段(NS11)采用"倒栽葱"方式通过间隙;合龙段采用"配切+温度变化"来实现精确合龙;主拱合龙后,拆除扣锚索,完成第二次体系转换。

重庆朝天门长江大桥建造中的技术创新

主要介绍重庆朝天门长江大桥主桥钢桁架拱桥在设计、钢桁梁制造、施工技术、关键技术研究方面的技术特点与创新,施工中克服了桥梁结构复杂、施工中结构受力状态变化大、施工布置难度大等困难。该大桥为世界最大跨度拱桥;主桥中点支座为世界上承载力最大的球形铰抗震支座;在国内钢桥永久结构设计中,首次采用主桥下系杆"钢制杆件+辅助系索"的组合式预应力系杆等一系列新技术、新材料、新工艺、新设备,是我国大跨度钢桁拱桥设计创新的代表作。

哑铃形承台无辅助桩分区施工技术

平潭海峡公铁两用大桥3座通航孔桥斜拉桥的6个桥塔墩均采用哑铃形承台,桩基直径大,桩间距大,系梁跨度最大达30m,且系梁区无钻孔桩,桥址处海洋环境恶劣、地质条件复杂。根据该桥承台结构特点,为解决恶劣海况及复杂地质条件下施工难题,哑铃形承台采用无辅助桩分区施工技术,取消系梁区封底混凝土和辅助钻孔桩,设置系梁桁架和单壁隔舱,将围堰(侧板利用主体防撞箱结构)分为2个单圆区和1个系梁区,进行围堰内分步抽水、承台分区施工。施工过程中,系梁桁架区系梁底板与围堰防撞箱间不焊接,通过涂抹遇水膨胀的密封胶止水,系梁底板与两侧封底混凝土间设置伸缩板止水;系梁区浮力通过系梁桁架传递至已浇筑承台;系梁桁架两侧吊挂于已浇筑承台,将系梁区承台混凝土荷载通过系梁桁架传递至已浇筑承台。

基于多节点微桁架元的薄板锚固区拉压杆模型

目前混凝土桥梁结构D区多依据应力迹线的走向以及应力积分来确定拉压杆模型的基本构形,模型中杆件的布置存在一定的困难和随意性.针对此问题,以后张薄板锚固区为研究对象,提出一种多尺度分区渐进结构优化算法.首先,通过一种新的多节点微桁架元构建相应的等效基结构.然后利用此算法对不同偏心锚固力作用下的等效基结构进行分析,以自动生成锚固区拉压杆模型.最后,将该拉压杆模型与美国AASHTO桥梁设计规范中推荐的模型进行了对比.研究结果表明:该算法能够定量化确认拉压杆模型中杆件的位置,特别是拉杆位置与数值分析得到的受拉区合力作用线能较好吻合.

钢筋混凝土结构的拉压杆模型设计方法及现状

钢筋混凝土结构抗剪计算一直是困扰工程界的一大难题,尤其是对于平截面假定不符合的区域(D区),国内现有计算方法精度较差。国外近二三十年使用的拉压杆模型计算方法是D区最好的设计计算方法,其精度完全能满足工程应用的要求,能用于任何混凝土结构受任意荷载作用。本文简述了拉压杆模型方法的计算步骤及应加以注意的各方面,介绍了其发展的主要几个方向及其计算软件CAST。

国家会展中心(天津)工程186m大跨度桁架预应力钢拉杆张拉技术

国家会展中心(天津)一期工程展厅及交通连廊屋盖结构为四弦凹形空间桁架结构体系,结构中大量使用了多种直径钢拉杆。通过施工模拟及方案对比,小直径(D≤55mm)钢拉杆采用扭矩扳手张拉施工,大直径(D>55mm)钢拉杆采用液压千斤顶张拉施工,实现了预应力精确控制,成功完成了钢拉杆预应力施工,在确保安装质量的基础上缩短了安装时间。

大跨度拱桥边拱钢拱肋与刚性系杆连接区域试验研究

广州新光大桥主桥为预应力混凝土刚架-钢桁拱桥,受力较为复杂,尤其是边拱肋与系杆连接区域在承受拱肋与桥墩传递的轴力和弯矩的同时,还要承受系梁的拉力。对该连接区域进行1∶3.2缩尺模型试验。通过特殊设计的试验台座,准确模拟了加载与边界条件。建立了该区域的三维有限元模型。从试验和计算两方面证明了该连接部位的设计是安全合理的。

大型集群桩基厚承台空间桁架模型试验及数值模拟分析

进行4个不同厚度、不同配筋方式的34桩厚承台的模型试验,分析承台的破坏模式、开裂荷载、破坏荷载以及桩顶反力分布,基于模型试验结果,以7个厚承台模型进行数值模拟分析,研究大型集群桩基厚承台的受力特性,验证空间桁架模型的合理性,并讨论不同承台厚度和配筋形式对承台的承载性能及桩顶反力分布的影响。结果表明大型集群桩基厚承台符合空间桁架模型的受力特点,承台厚度适当增大和桩顶区域集中配筋均能增强承台的承载力,桩顶反力分布受承台厚度和配筋方式的影响较小,数值模拟的结果与试验结果基本吻合,数值模拟的结果具有一定的参考性。

承台传力机理及设计方法研究

基于对厚承台的非线性有限元分析结果,研究了厚承台的传力机理。研究发现厚承台的传力机理符合空间桁架模型理论。在分析了厚承台承载力的主要影响因素后提出斜压杆承载力和拉杆承载力的计算公式,采用拉压杆模型计算了厚承台的极限承载力,算得承台的承载力与试验结果吻合较好。

光圆钢筋混凝土梁承载力分析的修正变角桁架模型

在古旧混凝土建筑中,光圆钢筋混凝土梁在荷载作用下随着服役时间的增长将由正截面受弯破坏演变为斜截面剪切破坏,但已有光圆钢筋混凝土梁的承载性能分析模型尚不能区别这两种破坏模式。作者以光圆钢筋混凝土梁为研究对象,提出光圆钢筋粘结强度计算公式,深入分析了光圆钢筋粘结强度低对混凝土梁承载力的影响。基于拉压杆模型和标准桁架模型分别对光圆钢筋混凝土梁的承载力进行了计算,理论分析结果表明梁体承载力的试验值与理论计算值之比的平均值分别为1.460和1.309,方差分别为0.858和0.781,上述模型因未能充分考虑箍筋与弯剪段混凝土的抗剪贡献,致使计算结果与试验结果之间误差较大。进一步提出了可辨别光圆钢筋混凝土梁发生多种失效模式的变角桁架计算模型,并通过32根光圆钢筋混凝土梁的试验数据对修正后的变角桁架模型进行验证。结果表明:光圆钢筋混凝土梁承载力的试验值与理论值之比的平均值为1.034,方差为0.100,二者吻合较好,且可准确预测光圆钢筋混凝土梁的破坏模式。因此,本文建议的修正变角桁架模型可用于光圆钢筋混凝土梁的承载力计算与破坏模式预测分析。

钢筋混凝土抗剪计算模型及机理分析

在介绍钢筋混凝土抗剪计算模型种类的基础上,对各种模型的机理及分析方法进行了探讨,并对各种模型的优缺点作了比较分析,以期指导我国钢筋混凝土抗剪设计的实践工作。

塔园大桥钢桁架主拱整体提升安装与施工控制

塔园大桥工程(Tayan Bridge)主桥为75 m+200 m+75 m三跨连续刚性吊杆钢桁架系杆拱桥。根据现场施工条件和其自身结构特点,先整体提升合龙钢桁架主拱,再安装桥道系系杆,形成系杆拱结构后进行落拱;然后安装刚性吊杆,最后进行桥道系落架,完成全桥永久结构的安装。施工时,选取较为合理的体系转换顺序,通过采用有限元计算软件模拟分析施工过程中各阶段临时结构和永久结构的内力变化,并进行动态调整,以将结构杆件内力和成桥线形控制在合理范围内。

拔杆吊装、高空滑移施工技术

大跨度桁架结构可以提供宽敞的空间,是有特殊空间要求的公共建筑的理想选择。但是,在特殊场地有限、缺乏机械托架,塔吊、双机抬吊、高空拼装均无法满足施工的情况下,采用拔杆提升和高空滑移施工技术,既能满足施工方便、快捷,又能降低成本,保证施工质量、安全。经过实践证明,利用格构式拔杆吊装、高空滑移就位的方法,具有较高的安全经济可操作性。结合工程实例,对有特殊场地要求的大跨度框架结构施工技术进行了探讨,以期为今后类似工程提供借鉴。

乌兰察布游泳馆网球馆钢结构工程施工技术

乌兰察布游泳馆网球馆钢结构工程主要由桁架结构的网球馆、热身馆和张弦梁结构的游泳馆组成。通过其钢结构安装工程,系统介绍了其施工过程中的新技术应用,同时也阐述了各个单体结构的施工方案,较详细地说明了游泳馆张弦梁张拉的关键技术。