大吨位先张预应力U型梁建造关键技术研究

市区与城郊之间的轨道交通大都采用高架桥梁结构,其中U型梁具有造型美观、造价低廉等优点而被大量采用。为满足深圳市轨道交通6号线高架桥梁工程先张预应力混凝土U型梁张拉生产的需要,本文设计了张拉吨位高达1 800~2 500 t的先张薄壁U型梁施工工艺以及制梁台座和张拉钢横梁,采用有限单元法对制梁台座进行了偏心受压稳定屈曲分析。结果表明,设计的U型梁张拉工艺技术先进,张拉台座结构经济、合理。

索杆张力结构刚度监测的静力位移扩展法误差控制策略

贡献模态法是一种适用于既有索杆张力结构刚度监测的静力位移扩展方法。为了提高静力位移的测试精度,提出一种针对每一阶贡献模态广义位移进行专门测量的误差控制策略。采用蒙特卡洛法分析贡献模态广义位移的误差上界分布规律,发现贡献模态广义位移越大其估计误差上界越小。以最大化指定荷载某阶贡献模态的广义位移作为优化目标,采用Jaya算法寻找包含该阶贡献模态的最优测试荷载(包括作用位置和大小)。将最优测试荷载施加于实际结构进行静力测试,得到最优测试荷载作用下该阶贡献模态广义位移的估计值,再采用间接测量的方式进一步计算出指定荷载作用下该阶贡献模态的广义位移。针对指定荷载各阶贡献模态依次展开测试荷载优化以及广义位移间接测量,可实现指定荷载作用下静力位移的测试及其误差控制。某索穹顶数值分析结果表明,文中方法可以大幅降低竖向荷载作用下静力位移的测试误差上界,从而为索杆张力结构的挠度校核、模型修正、预应力识别等后续工作提供较多的高质量测试数据。

轮辐式张拉结构几何形态及其受力分析

轮辐式张拉结构因其优良的受力性能,在大型体育场馆结构体系的应用中具有独特的优势。为了适应建筑形态的变化,对轮辐式张拉结构几何形态进行了系统分析和研究,以达到结构型式与建筑形态的融合。分别对轮辐式张拉结构的平面形态、屋面形态和飞柱高度等进行了研究,并针对轮辐式张拉结构内拉环边界和建筑内环不重合情况,提出了内拉环作为建筑椭圆边界的内切圆和外切圆两种处理方法。通过分析可知,对于EC型（内环平面为圆形,外环平面为椭圆形）结构,外压环短轴与长轴之比应大于0.8,对于CE型（外环平面为圆形,内环平面为椭圆形）结构,内拉环短轴与长轴之比应大于0.8;屋面马鞍形高差小于15 m时,宜采用双层轮辐式张拉结构,且高差越小结构的受力性能越好,屋面马鞍形高差大于15 m时,宜采用单层轮辐式张拉结构,且高差越大结构的受力性能越好;对于体育场跨度为230～250 m,屋盖悬挑长度为55～60 m,内拉环飞柱的高度宜取14～18 m,飞柱高度12 m以下的结构,其受力性能较差,不建议采用。

内凹形轮辐式张拉结构基本体系找形与关键参数分析

为了解内凹形轮辐式张拉结构的受力性能,建立内凹形结构体系的初始预应力与构型的近似关系,实现结构的初始预应力快速估算,采用参数化设计软件并编制的找形分析插件,找到合理的结构形态和预应力分布。同时对结构基本体系的关键参数进行分析,得出关键参数的合理取值范围。分析结果表明,索桁架的上、下径向索在控制矢跨比的条件下可以采用悬链线、抛物线和圆弧线;根据建筑造型和受力性能分析,在实际工程中建议索桁架的上、下径向索采用抛物线;结构上径向索的矢跨比合理取值范围为1/40～1/20,下径向索的矢跨比合理取值范围为1/40～1/30;内凹形轮辐式张拉结构径向索桁架合理取值为32～44榀;结构外压环与上、下内拉环的高差比值c1/c2合理取值范围为1.0～1.5,在该取值范围内,上、下径向索的预应力值相差在30%以内,结构内力分布比较均匀,刚度较好。

可展开天线中索网结构的形态分析与设计

针对可展开天线这一大跨度索梁组合结构体系,提出了一种可以考虑体系中梁单元影响的天线索网结构形态设计方法。该方法将可展开天线中的索网结构划分为具有确定形状要求的内部索网及与刚性外框相连的边界索网两部分。对于内部索网采用平衡矩阵分析法优化计算出索网中各索段的合理预张力值;对于边界索网则通过跟踪其与天线梁单元连接节点在预张力作用下的位置变化来计入天线刚性外框对索网的影响,并通过对形状变化后的索网进行迭代计算来得到各索段的预张力分布值。依据该文方法编制了相应的迭代计算程序,并通过算例分析验证了上述方法的正确性。

三层赋形网状天线预张力设计方法

随着航天技术的不断发展,卫星通信、深空探测等领域对星载天线提出了更高的要求。网状天线作为星载天线的一种,其大口径、高收纳比和质量轻的特性使其成为星载天线重要的一种形式。但受限于网状天线的固有的结构形式,对传统的网状天线进行反射面赋形是不可实现的。为了实现网状天线赋形目标,设计了一种三层网的索网结构,提出了一种针对三层网的赋形网状天线预张力设计方法,能够在已知电磁波反射网节点坐标的情况下,求解出三层网结构的赋形网状天线的预张力,利用有限元软件进行验证,结果表明,利用该方法计算得出的预张力可以使三层网结构节点稳定在设计位置,达到平衡状态,证明该方法正确、可行。