预制装配式地下车站结构施工阶段力学行为分析

为确保预制装配式地下车站结构在施工过程中的安全与稳定，了解预制装配式地下车站结构施工阶段的力学规律，以长春地铁2号线捷达大路站装配式车站为工程背景，通过数值模拟和现场实测相结合的方式，对预制装配式地下车站结构的施工全过程展开分析。研究结果表明： 1）顶部回填和水位恢复2个阶段对结构内力和变形影响较大； 2）丝杠设置、混凝土分层回填等特殊施工节点对拼装成环和侧壁回填阶段结构的内力和变形有较大影响； 3）通过将数值计算结果与现场实测结果进行对比分析，验证了模型分析的可靠性。     

长春地铁2号线车站主体结构“搭积木”拼装

<正>日前,长春地铁2号线袁家店站施工工艺取得了重大突破。工人们将在工厂预制好的主体结构像搭积木一样一块块"搭"上基础,然后连接、加固,最终完成2阶段共24环(每环长度2 m)的装配式结构预制和拼装工作,这是国内首次将装配式结构预制和拼装用于地铁工程建设。目前,我国北方地区地铁标准站建设周期为14~16个月,采用装配式结构施工工艺可以缩短工期4~6个月,从而解决了地铁车站结构在1年内无法完工的难题。由于采用工厂化预制,所以不消耗木材,现场也基本没有建筑垃圾,同时,     

基于原位监测的装配式地铁车站结构拱顶接头力学性能分析

为研究对装配式结构承载起到关键作用的拱顶接头力学性能，基于长春地铁装配式车站长期原位监控量测，对承受弯矩较大的拱顶接头进行整个施工期的力学行为分析，讨论拱顶接头应力、相对变形量以及相对转角随施工进程的变化趋势，分析拱顶接头在不同施工阶段的性能表现，并与数值计算结果进行比较。研究表明： 1）顶部构件落拱拼装成环刚开始，结构有一段时间的自适应期，接头应力和变形较大； 2）覆土回填以及水位恢复之后，接头所受轴力增大，应力和变形减小，对接头承载起到正向作用； 3）接头应力整体变化幅度不大，施工期间双榫接头的2个榫头依靠彼此的咬合作用承担外力，并表现出一拉一压2种不同的性质，施工结束之后最终都稳定在压应力状态； 4)拱顶接头整体变形较小，安全余量较大。     

预制装配式UHPC站台板结构技术研究

为解决地铁车站站台板施工工序复杂、工期长的问题，以广州地铁14号线2期某标准车站为工程背景，提出一种以超高性能混凝土为材质的预制装配式站台板，重点研究站台板的分块设计、接头连接、施工方案，采用数值模拟计算进行站台板结构应力变形分析和室外拼装试验进行效果检验，并从技术经济方面与常规的站台板进行对比分析。结果表明： 1）预制装配式UHPC站台板结构受力合理，各项应力变形指标远小于规范限值； 2）单块预制构件尺寸小，质量小，施工简单，安装精度高，拼装工期短； 3）单个标准车站的站台板装配率可达78%，结构质量相对于预制混凝土站台板减少约50%，技术方案可靠。     

明挖装配式隧道结构整体作用效应计算分析方法

明挖装配式隧道结构力学行为复杂、影响因素多、施工过程内力转换频繁，且尚无成熟的结构整体作用效应分析方法可借鉴。从影响结构体系受力、变形和稳定性的因素入手，提出主要分析思路、荷载作用和关键分析工况； 针对接头刚度、地层约束、基坑支护体系、基坑肥槽回填、拼装误差等主要影响因素，论述计算模型的确定方法和计算分析要点，并强调从施工到使用期间各阶段的实际工作状况逐一展开作用效应分析，是获取结构趋于实际受力特征的必要过程; 实际工程设计中，应采取合理的手段和方法计入各要素和施工过程的影响。提出的多次迭代分析方法用于变刚度接头的装配式隧道结构的整体作用分析准确、快速。     

川藏铁路色季拉山隧道装配式仰拱方案研究

为提高钻爆法单线铁路隧道仰拱施工质量,改善洞内作业环境,推进装配式结构绿色建造等,以新建川藏铁路色季拉山隧道工程为依托,对装配式仰拱的结构形式,环向、纵向连接,防水,拼装设备,隧底填充,施工工艺及经济性等进行研究。主要研究结论有:1)仰拱与填充层整体预制成单块空心结构,结构受力条件好,洞内拼装方便; 2)预制块与现浇二次衬砌采用方形榫槽或方形榫槽+预埋钢筋的连接方式,预制块纵向通过张拉精轧螺纹钢进行挤紧,预制块底部采用碎石+回填注浆的垫层进行基底处理。装配式仰拱应用于川藏铁路色季拉山隧道,可实现轨下结构机械化快速施工,有利于提高山岭铁路隧道机械化施工整体水平。     

新型装配式衬砌在矿山法施工铁路隧道中的应用研究

为解决矿山法施工铁路隧道二次衬砌拱顶易出现的空洞、厚度不足、裂缝、掉块等病害，以重庆铁路枢纽东环线胡家沟隧道为依托，采用拱部预制衬砌替换现浇衬砌的方法，研究拱部衬砌预制工艺、高精度悬臂侧墙施工工艺、拱部预制衬砌运输及拼装施工工艺和拼装配套设备，并阐述装配式衬砌在施工中需重点解决的技术难题及对策，如采用高精度衬砌模板台车解决接头直线度的问题、采用全环通长定位筋解决悬臂侧墙钢筋骨架稳固的问题等，形成一套完整的新型装配式衬砌拼装技术。经现场应用表明： 1）采用“拱部预制衬砌+侧墙现浇”的装配式衬砌施工技术是可行的，可以有效解决矿山法施工隧道拱部质量缺陷问题，提高拱部衬砌质量； 2）新型装配式衬砌采用“L”型榫接头及大球形接头，大球形接头较“L”型榫接头更易控制施工质量，更易于拼装； 3）通过采用拱部预制衬砌高精度定制钢模、高精度悬臂模板台车、悬臂侧墙在混凝土浇筑过程中进行二次精调等关键技术，保证了接头施工精度，满足了拼装要求； 4）通过分析衬砌结构受力变形监测数据，得出隧道衬砌结构内力的受力变形规律； 5）新型装配式衬砌施工技术机械化程度高，施工过程中结构稳定可靠，安全性较高。     

地铁车站与立交桥施工顺序对车站主体结构的影响研究

针对太原地铁西涧河车站和立交桥实际工程案列，为了探明二者施工顺序对车站主体结构楼板、车站框架柱的受力与变形的影响。运用大型有限元软件MIDAS/GTS建立精细化的三维模型，模拟“先桥后站”与“先站后桥”施工全过程，分析主体结构楼板及格构柱的力学特性。结果表明:底板竖向位移对站桥的施工顺序较中板和顶板更为敏感，“先桥后站”底板位移显著小于“先站后桥”施工的底板位移，两种方案施工下中板、顶板变形均表现为格构柱处隆起，柱点周围下沉；两种施工顺序下车站底板弯矩差别最大，顶板次之，中板变化最小，施工顺序对底板横向弯矩、纵向弯矩差异百分比分别为88.41%，89.73%；“先桥后站”格构柱的受力及变形均小于“先站后桥”施工工序，其中变形更加敏感，格构柱最大水平位移的差异百分比达到53.02%。     

35m预制T梁开裂后的承载力性能评估

针对某大桥引桥40m预制T梁在预制施工过程腹板出现开裂的现象,采用荷试验的方法对开裂后T梁的承载力性能进行了评估。通过试验结果可知:试验荷载作用下,结构处于弹性受力阶段,且结构恢复能力良好;荷载作用下T梁早期裂缝主要表现为对裂缝局部位置受力的影响;荷载校验系数和相对残余率均满足规范要求值,裂缝对T梁的整体受力性能影响较小。     

装配式地铁车站预制构件加工质量检验与安装精度预测

为解决装配式地铁车站工程预制构件常因质量检验工作任务繁重且误差较大而造成质量不合格及无法精准安装的问题，将BIM+三维激光扫描技术应用于装配式地铁车站工程预制构件生产质量检验中，通过建立预制构件BIM模型与三维点云模型进行虚拟预拼装，检验加工精度，避免现场安装过程中因构件质量问题而造成浪费。运用灰色预测方法构建GM（1，1）灰色预测模型，预测装配式地铁车站多个预制构件拼装后的累计误差，并以此对虚拟预拼装检验结果进行对比验证。结果表明： 1）本次质量检验的7块构件加工误差均在规范允许范围内； 2）整环累计拼装误差为13.920 mm，其中，C1块与D块间拼装误差达4.150 mm，其他相邻块纵缝间隙均小于3 mm； 3）虚拟预拼装误差检验结果与GM（1，1）模型灰色预测结果拟合较好，最大偏差仅为0.407 mm。     

超大断面装配式明挖隧道结构及其施工方法研究

为提高隧道工程建设质量，针对国内明挖隧道装配式结构发展不成熟问题，以新森大道隧道为依托对超大断面明挖隧道装配式结构体系及施工方法展开研究，同时建立适用于公路、市政超大断面隧道装配式明挖结构体系，即“全预制”“仰拱现浇+上部预制”，并提出结构构造厚度建议值及多道防水构造方案。通过分析总结和数值模拟得出： 1）“仰拱现浇+上部预制”4分割方案在回填工序下的结构力学响应动态分析结果表明，该分割方案在施工过程中，结构应力、位移以及连接部位接头的张开角等均满足规范要求，且具备一定安全储备； 2）结合依托工程，提出一种适应于超大断面明挖隧道装配式结构的“边墙安装—仰拱现浇—拱顶拼装—细部作业—覆土回填”的施工方法及步骤。     

预制装配式盖梁在无锡凤翔路高架桥中的应用

随着国家大力推行预制装配式建筑,桥梁下部结构的预制拼装技术得到了快速发展。结合无锡市凤翔路快速化改造工程,对盖梁的施工方法进行介绍,通过对比分析各种施工方法的优缺点,最终选取分段式的预制装配式盖梁方案。介绍预制装配盖梁分段方法及详细的拼装流程,总结各步骤中的施工要点。预制装配式盖梁在无锡凤翔路高架桥中的成功应用可为同类工程盖梁结构选型与设计提供参考。     

矿山法隧道拱部装配式衬砌结构设计研究

为解决矿山法铁路隧道施工拱部常出现的衬砌背后脱空、二次衬砌厚度及强度不足等质量缺陷问题，提出矿山法隧道拱部采用装配式预制管片结构的新思路，并基于时速350 km双线铁路隧道，采用数值计算分析研究拱部装配式衬砌结构的系列设计参数。主要研究结论有： 1）提出拱部装配式衬砌环向不分块的整体预制形式，综合考虑理论计算结果、行车安全分析、机械设备运输及拼装能力、拱部衬砌承载能力等，确定拱部管片环向弦长8.6 m、纵向幅宽2 m、衬砌厚度50 cm的结构尺寸及配筋设计参数； 2）提出拱部预制管片之间环缝采用螺栓连接、拱部预制管片与现浇边墙采用“L”型榫接头的接头形式及其设计参数； 3）为保证拱部管片的顺利安装，“L”型榫接头应考虑一定的施工误差，同时拱部预制管片与初期支护间应预留安装空间，后期通过管片背后纵向注浆填充密实。隧道拱部装配式衬砌技术成功应用于重庆胡家沟隧道，总体实施效果较好。     

大悬臂盖梁节段拼装施工及应用

大吨位大悬臂盖梁的快速拼装施工是桥梁下部结构预制施工的关键问题。提出了一种直接利用地面吊机实现盖梁悬臂节段架设的挂锁施工法,介绍了挂锁系统的基本组成及挂锁法施工流程,并根据节段接缝面应力状态要求,给出了锁定次序和锁定力的约束条件。基于试验盖梁的施工阶段及运营阶段荷载试验监测数据,对挂锁法施工用时,接缝面应力状态、拼装精度和刚度、以及抗裂性等施工和使用阶段性能进行了分析和评估,可为同类结构施工和评估提供借鉴。     

预制混凝土箱涵装配式综合管廊设计

基于整体预制装配式混凝土综合管廊技术,阐述了其优势及总体设计要求。在对装配式混凝土综合管廊结构设计的介绍中,较深入地探讨了综合管廊舱室设计、节点拼接、防水及拼装技术等方面的内容,为提高预制装配式混凝土综合管廊的设计水平提供参考。     

盾构法隧道管片环缝面不平整对结构受力影响研究

为了解环缝面不平整导致管片产生渗漏裂缝的具体影响,对衬砌环不同错缝拼装角度、环缝面不同传力方式、环缝面不同不平整度等因素对管片纵向受力及开裂的影响进行研究。主要研究结论如下: 1)因管片制作尺寸误差不可避免,设计中必须考虑环缝面不平整对管片结构受力的影响。由环缝面不平整产生的纵向不均匀接触荷载既可能是施工荷载,也可能是使用阶段的一个可变荷载。2)因管片环缝面不平整产生的纵向荷载与衬砌环分块、拼装方式及传力方式等有关,1/3 或1/4 标准块错缝拼装角度产生的最大纵向荷载要大于1/2 标准块错缝拼装角度,凸台传力方式产生的最大纵向荷载要大于垫片传力方式。当管片分块与拼装方式相同时,凸台传力方式更容易使管片产生开裂。3)在采用最不利纵向荷载时,建议取1. 0Δ(Δ 为环宽允许偏差)作为环缝面不平整度设计值,计算所得管片纵向弯矩与管片横向内力组合后按双向偏压构件对管片进行配筋,且纵向弯矩产生的裂缝开展宽度不应大于0. 1 mm。     

地铁明挖车站-市政桥梁合建结构的关键技术研究

地铁明挖车站和市政桥梁合建时,为同时满足2种不同类型构筑物的安全和使用功能要求,需对其中的关键技术难题进行分析研究,以采取合理可行的结构形式。依托成都地铁白佛桥明挖车站与其上部市政桥梁的建设,总结国内类似工程经验,根据工程特点确定桥梁承台与地铁车站顶板进行固结连接,桥梁跨度与地铁车站框架柱跨进行匹配,同时桥墩避开地铁车站端头井、换乘节点等复杂结构受力区域进行布设; 建立三维荷载-结构模型,计算分析上部桥梁荷载对地铁车站结构构件内力及变形的影响,并根据计算结果,对桥墩影响范围内的车站顶底板和侧墙的厚度及配筋进行增强,桥墩轴线下方的地铁车站框架柱采用型钢-混凝土组合结构,以满足合建结构的承载能力、变形、裂缝控制等要求。另外,选取LS-DYNA软件,采用非线性时程分析法对合建结构进行抗震计算分析,计算结果显示： 车站板、墙、梁等构件在支座处出现应力集中现象,各结构构件的承载力强度及变形均满足规范要求。     

某地铁车站半盖挖法设计研究

为在狭窄的城市道路空间快速进行施工,并尽可能多地提供市政道路交通,结合黄忠路口站提出结构顶板半盖挖的施工方法。在比较以往地铁车站利用临时便桥结构盖挖的基础上,通过设计方案比选,对半盖挖结构主要工况作受力计算,并对半盖挖设计方案作综合研究和详述分析。结果表明,在城市地铁建设中结构顶板半盖挖法在城市交通、提高施工进度等方面切实可行,具有一定的社会和经济效益。     

城市节段预制拼装箱梁桥结构设计的技术特点与创新

介绍了城市桥梁采用分箱式主梁、整体大悬挑横梁墩梁固结的新型节段预制拼装箱梁结构形式。针对城市预制拼装桥梁的特点,从结构体系、结构构造及施工方法等方面系统地提出了分箱室节段箱梁、半固结结构体系、基于施工效率的混合配束预应力体系、预应力转向锚固构造集成设计、横断面标准化、剪力键标准化、耐久性设计以及双幅同步架设施工等技术措施,深入研究多主梁空间受力性能,探索城市高架桥梁新型节段预制拼装箱梁结构设计的标准化,详细论述了设计所考虑的技术要点与创新。     

灌浆波纹管装配式桥墩双向拟静力试验

为了解决桥墩与承台的装配式连接问题,提出金属波纹管和超高性能灌浆料的预制拼装桥墩方案。首先考虑施工方式和加载方向参数的影响,以某地铁高架桥为工程原型设计4个试件,然后采用水平单向和双向拟静力试验方法,对比分析金属波纹管节段拼装桥墩和整体现浇桥墩抗震性能的差异,最后探讨双向压弯作用下的极限承载能力验算方法。试验结果表明：灌浆波纹管试件塑性铰区纵筋出现拉断而不是纵筋拔出,说明灌浆波纹管的钢筋连接方式可靠;灌浆波纹管连接节段拼装桥墩损伤过程、破坏模式与整体现浇桥墩总体上接近,主要抗震性能指标的差异较小,认为抗震性能与整体现浇试件的抗震性能接近,表明灌浆波纹管连接是一种可行的装配式桥墩与承台的连接方式;相对于单向加载试件,双向加载的钢筋混凝土试件RC,最大水平力下降11%,极限位移下降18%,双向加载的预制拼装试件最大水平力降低11%,极限水平位移降低15%,残余位移增大了20%,试件损伤程度更为严重,说明在水平双向荷载受力下,整体现浇试件和节段拼装试件有着明显的双向荷载耦合效应;双向压弯作用下截面的弯矩计算方法能够较准确地校核节段拼装墩的极限承载能力。研究成果可为节段拼装桥墩的抗震设计和抗震分析提供参考。