大跨径覆土管拱形波纹钢板桥涵加强效果分析

相比于传统的钢筋混凝土和圬工涵洞工程,波纹钢管涵结构具有优良的施工和使用性能。随着覆土波纹钢管涵的发展,其跨径也越来越大,但境内对跨径10m以上的大跨径波纹钢管涵结构的研究目前还未开展。依托一座跨径15.3m的覆土管拱形波纹钢板桥涵实际工程,提出两种对大跨径覆土波纹钢管涵的加强方案,并使用通用有限元分析软件ABAQUS对未加强和加强的工况分别建立模型进行数值模拟,分析了各工况下波纹钢管涵的应力和变形情况。结果表明,当在大跨径桥涵工程中采用深波纹、大壁厚的波纹钢管涵时,在结构下部采用细石混凝土进行加强能够大幅改善结构的受力性能,加强后的大跨径覆土波纹钢管涵的变形和应力均能较好地满足设计使用要求。     

装配式混凝土结构综合管廊桥设计

基于某工程实例,提出了装配式混凝土综合管廊桥的结构形式.针对其受力特点并考虑施工要求,在综合管廊的基础上进行了断面调整,衍生出此次综合管廊桥设计断面.从有限元实体单元分析出发,着重研究了装配式混凝土综合管廊桥的屈曲稳定及受力性能,并进行了结构的纵横向计算.结合该工程给出了一些设计建议,研究结论和建议可为类似工程的设计提...     

城市轨道交通明挖装配式地下结构设计技术及方法

通过多年装配式地下结构建造技术的理论和试验研究，结合实际工程应用，对明挖条件下的城市轨道交通等市政工程预制装配式地下结构的设计技术和方法进行系统性总结。1）从全方位体现装配式技术的工业化建造理念的角度，提出装配式地下结构的设计基本原则和基本规定，并结合明挖装配式结构的特点提出主要设计内容； 2）针对装配式结构设计的重要环节，包括结构体系的确定、基坑工程和结构防水等方面进行论述，提出接头选型、结构拆分及内部结构的设计方法，以及基于装配式结构的基坑工程设计技术要求和设计方法，涵盖支护选型、基坑宽度的确定、桩墙+内支撑体系技术设计要点、基坑回填技术设计要点等，并总结装配式地下结构的防水关键技术。     

装配式空心板梁榫卯结构设计研究

针对装配式空心板梁桥铰缝横向连接易破坏的问题,取消企口式现浇铰缝构造,设计将榫卯连接应用于装配式空心板梁横向连接中,利用相邻空心板梁间的摩擦力和机械咬合力传递剪力,提高横向整体性.榫卯结构尺寸决定空心板梁的受力性能和连接效果,以某高速公路上空心板梁桥为工程背景,采用ANSYS有限元软件进行数值模拟,分析榫卯倾角、宽度、...     

基于TRIZ理论的高海拔严寒地区重力式挡土墙方案研究

根据川藏铁路高海拔严寒地区的工程特点,基于现代TRIZ理论对重力式挡土墙遇到的关键问题进行分析,提出了装配式重力式挡土墙的结构方案,并采用理论及数值模拟进行验证。     

波纹钢管涵洞通用图设计及应用案例调查

波纹钢管是工厂预制的定型产品,具有安装方便、工期短、绿色环保等优点,文章对波纹钢管涵洞在公路工程中的应用进行了研究,完成了通用图设计,设计管径范围1.0m～8.0m,并对应用于实际工程的6道波纹钢管涵洞使用状况进行了现场调查并反馈设计。     

装配式市政隧道结构轻量化、标准化设计研究

装配式建筑所受的期望越来越高,装配式轨道交通车站和综合管廊已经取得较大发展,但装配式市政隧道的设计及施工发展却严重滞后,主要原因是装配式隧道预制件吊装重量大、远程运输净高受限、非标构件多、模板成本高等。因此,如何实现结构的轻量化、标准化犹为突出及紧迫。现以开创大道与萝岗新城外环路交叉口立交工程为例,分析了装配式隧道结构形式的选择、结构的模板分解方式、地下结构预应力的设计及应用及隧道平纵曲线段的调节方式和预制模板的统一,并应用了新材料、新产品和新工艺。案例工程采用肋板式结构及湿拼法的拼接方式使得预制构件尽可能轻量化、标准化,成功实现隧道全预制拼装市政隧道与现浇隧道工程造价相当,为装配式市政隧道设计提供一定的参考价值。     

波纹钢腹板混凝土箱梁的扭转振动分析

在分析箱梁扭转振动的基础上,根据波纹钢腹板混凝土箱梁的特点,推导了波纹钢腹板混凝土箱梁扭转振动的理论计算方法,并考虑了横隔板对扭转振动的影响。制作了波纹钢腹板混凝土箱梁模型,对其进行了动力试验和详细的空间有限元分析,并采用所推导的理论计算方法进行了计算。对理论分析结果、有限元数值计算结果以及动力试验结果的对比表明:推导的理论计算方法具有较高的精度;在波纹钢腹板混凝土箱梁跨内合理设置横隔板能够有效提高箱梁的抗扭刚度,改善其动力性能。     

波纹钢腹板组合箱梁桥应力集中系数分析

为进一步深化现有波纹钢腹板组合箱梁桥应力集中效应研究理论,优化现有工程设计,以某波纹钢腹板组合箱梁桥为工程背景建立节段空间有限元模型,分别对腹板与顶底板倾角、波纹钢腹板尺寸参数等进行分析。通过多组设计参数,研究应力集中变化情况,找出不同设计参数对应力集中的影响规律,并进行相应的敏感性分析。     

装配式混凝土结构在竹园污水处理厂四期工程建设中的应用

竹园污水处理厂四期工程为新建120万m³/d的污水处理设施及配套污泥设施,工程分为50万m³/d和70万m³/d两个厂区,为达到提高工程质量、缩短工期、减少环境影响等工程目标,同时突出技术创新的目的,工程中两个厂区生物反应池的缺氧区段采用了不同形式的预制装配技术。对工程中不同形式的预制装配技术进行介绍,并利用BIM技术对预制装配式结构从设计到施工进行全过程模拟,从工程的运输、吊装、受力体系以及功效等方面分析其优劣,总结预制装配式结构与现浇结构之间以及不同装配式结构之间的差异。期望通过竹园污水四期工程中装配式混凝土结构的实施,为我国污水处理厂装配式技术提供技术积累和工程经验。     

昌九高速改扩建项目装配式箱涵设计研究

以昌九高速改扩建工程项目为依托工程,提出了门形装配式箱形涵洞结构形式,首次利用美国涵洞计算软件ET Culvert,结合中国荷载标准进行装配式箱涵截面尺寸和配筋设计,并通过现场标准试件试验研究和ANSYS有限元三维实体模型的研究分析,验证了设计的装配式箱涵满足承载能力和正常使用的要求,可广泛应用于昌九高速改扩建项目,并可推广应用于其他工程项目。     

装配式梁桥同步顶升及同类桥梁设计建议

以某新旧桥拼宽装配式空心板梁桥同步顶升支座更换工程为实例,采用梁格法建模计算了其顶升支反力,讨论了装配式梁桥同步顶升工程中千斤顶及临时支撑的布置问题。通过工程实例,指出新建桥梁下部及支座布置设计时应考虑运营期间的支座更换问题,并提出了相关的设计建议。     

装配式格梁护坡新型节点结构设计与试验

钢筋混凝土格梁是边坡防护及加固的重要工程措施之一,针对现有装配式格梁结构自重大不利于装配式施工,影响施工效率及施工安全等问题,提出了装配式轻型化格梁设计方案,并采用物理模型实验进行了验证。在节点设计方面,格梁构件节点分为上下两层来实现施工现场的高效安装;在构件连接方面,提出采用“阴阳锁”构件,通过特制的扳手插入锁中的定位孔,使螺栓自动滑入“阴阳锁”中心,完成自动锁紧。此外,在材料方面,采用陶粒混凝土进行轻质混凝土的配置,实验采用“强度弱化”原理来达到减轻重量同时满足强度的要求。结果表明：采用格梁节点分层设计和高强轻质混凝土的方法开发的轻型化装配式锚索格构梁,不仅能保证结构强度需求,还能使其重量在现有的基础上减轻约50%。相比于传统的现浇钢筋混凝土防护及加固技术,该装配式格梁具有容错能力强、安装速度快、有效锁紧接头等优势。     

波纹钢管廊结构设计关键技术分析与问题探讨

波纹钢管廊结构具有受力性能优、施工时间短、造价低、环保性能好等优点。为深入了解波纹钢管廊结构的承载机制、破坏特征及装配化技术、规范化断面形式、土体加固方法及措施等关键设计方法，对美国、加拿大、澳大利亚等公路、铁路工程中的排水沟、地下通道、立交工程中波纹钢管道结构的应用情况进行介绍，分析梳理波纹钢管道在国外的工程应用、规范编制、技术特征和设计施工方法，并对波纹钢管结构的荷载计算、强度验算、设计流程和方法进行详细分析。结合国内波纹钢管廊建设技术的发展需要，从建设环境、结构断面形式、装配化、围护土体加固、最小埋置深度等方面探讨波纹钢管廊建设中存在的问题及发展趋势，提出对波纹钢管廊建设关键技术的研究建议。     

深基坑桩锚支护三维应力应变数值分析

以某商业区建筑的深基坑工程为研究对象，对该深基坑的支护设计及其开挖施工方案进行了研究。通过方案比选，该基坑采用自然放坡，钻孔灌注桩加锚杆作为支护结构型式。运用三维数值方法建立了该工程的桩-锚支护深基坑三维数值模型，对基坑开挖全过程进行了三维非线性数值模拟，将数值模拟结果与其他方法的结果进行了对比分析，结果表明:三维数值模拟结果与经典方法的结果较为吻合，验证了设计方案的合理性与可行性。并运用有限差分法对深基坑工程分步开挖进行三维数值模拟分析，探讨了基坑支护结构的变形机理、特点及工作机理，并将数值模拟结果与理正软件计算结果进行对比分析，讨论两者的异同点。     

Krupp型装配式公路钢桥的研究

现有的装配式公路钢桥主要有321型和HD200型,但是其跨径最大只能达到60m,无法满足大跨径的应急抢修工作,因此有必要开发一种新的大跨径装配式公路钢桥以满足现有的需求。德国Krupp桥是一种以三角形桁架为拼装单元的装配式公路钢桥,文章重点对其构造细节、截面尺寸进行选型分析计算,并通过Midas Civil软件建立最优方案的杆系模型,并对其强度、位移值、稳定性、施工可行性进行分析计算。结果表明:Krupp装配式公路钢桥是一种承载能力高、尺寸设计合理、拼装简便快速、结构轻巧的装配式公路钢桥产品,在施工时需对个别杆件进行补强设计,该产品分析方案为大跨径装配式公路钢桥提供了一种新的研究方向。     

不同断面形状的装配式波纹钢管隧道受力特性对比

为了明确装配式波纹钢管隧道(FCSPT)在不同断面情况下的受力特性，设计了3种断面形状(圆形、管拱形、半圆形)的跨度均为10.4 m的波纹钢管(明挖)隧道，并借助ABAQUS有限元软件建立二维平面应变模型，对不同断面形状的装配式波纹钢管隧道在覆土荷载作用下的变形、内力、应力以及管周土压力分布情况展开研究。研究结果表明：相同覆土情况下，半圆形波纹钢管隧道变形远远小于圆形及管拱形；3种断面隧道内力最大处有所不同，圆形隧道在仰拱及起拱线位置，管拱形隧道在拱腋及其下方曲率变化较大处，而半圆形隧道集中在拱脚位置；3种断面形状的波纹钢管隧道起拱线以上区域管周土压力分布非常接近，而圆形与管拱形隧道之间管周土压力的差别主要出现在起拱线以下的拱腋及仰拱区域。     

波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥

本文首先对波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥的发展概况进行了回顾。并对其结构特点进行了介绍和分析。     

数值分析中埋置式波纹钢板的刚度等效方法研究

为研究数值分析中埋置式波纹钢板的刚度等效方法,基于波纹钢板的实际波形提出刚度表达式、材料常数换算方法及截面内力换算方法,并采用数值分析方法建立4种模型验证刚度等效方法的正确性。结果表明,采用刚度等效方法建立壳单元和实体的三维数值模型可很好地模拟波纹钢结构在外荷载作用下产生的变形与内力,与波纹钢壳模型的误差不超过±10%,不同模型的分析结果可相互换算;土体与波纹钢相互作用产生的轴力与弯矩的分析精度稍差,与波纹钢壳模型的比值为0.73～2.61;波纹钢拉压刚度的等效方法及与土体的相互作用需进一步研究。     

装配式桥梁上部结构选型探讨

从钢板组合梁、钢混组合箱梁、钢混组合桁架梁、波纹钢腹板钢混组合梁几个方面详细阐述了装配式桥梁的上部结构选型,以应对蓬勃发展的绿色城市理念提出的经济、低碳、工厂化程度高、标准化的装配式桥梁需求。对几种可供装配式桥梁选用的上部结构形式的构造、特性及注意要点进行深入探讨,为装配式桥梁的发展提供借鉴。