拼装式锚杆(索)框架结构力学特征数值模拟与试验研究

为快速治理灾后边坡病害,研发了2种新型拼装式锚杆(索)框架结构。通过数值模拟进行比选,可知横梁为单向变截面矩形梁时,拼装式锚杆(索)框架在应力分布、变形协调及施工难度上优于横梁为单向变截面倒T形梁时。对优选框架在全风化砂岩边坡的力学分布特征进行数值模拟,结果显示,框架在节点处弯矩和剪力最大,锚固点下部土体在集中力作用下发生较大沉陷变形,跨中部位出现挤压变形。现场试验表明,框架在节点处出现破坏。由数值模拟和现场试验结果可知,框架结构可以满足一般锚固工程对反力构件承载能力的要求。     

预应力锚索框架的原型试验研究

预应力锚索框架现已广泛应用于边坡治理工程中,而其作用机理仍处于探索阶段。根据预应力锚索框架现场原型试验,给出了锚索拉力和坡体反力的现场测试结果并进行分析研究,归纳和总结锚索和坡体反力的变化规律,进一步完善了锚索框架的作用机理。     

预制拼装桥墩在铁路桥梁中的应用北大核心

预制拼装桥梁施工技术有利于桥梁工程快速施工。为了研究预制拼装桥墩受力性能,在和若铁路开展了灌浆套筒连接、承插式连接和预应力连接三种连接形式的预制拼装桥墩现场实尺拟静力试验。通过冲击振动试验确定了试验墩动态特性参数,并与建模计算固有频率进行对比分析;通过拟静力试验,得到了试验墩混凝土开裂强度、钢筋屈服强度及荷载-位移曲线,分析了预制拼装桥墩受力性能和破坏形式。结果表明:灌浆套筒连接和承插式连接(有后浇填芯混凝土)的墩柱由于存在刚度突变,在交界面有较多裂缝;三种连接方式试验墩在6~9度地震工况下能满足受力要求。研究结果可为优化拼装式桥墩设计提供参考依据。     

双U箱形变截面节段梁预制技术研究

依托上海轨道交通17号线20座悬拼节段梁桥的节段梁预制工程实践,介绍了异形变截面节段梁的短线匹配预制方法、节段梁的梁场规划布置、变截面节段梁生产质量控制要点等,节段拼装梁不仅适用于等截面箱梁,同样适用于异形变截面梁,对类似工程有一定的借鉴意义。     

考虑降雨影响的框锚支护结构稳定性动态分析

研究目的:现有的框架预应力锚杆柔性支护结构(简称"框锚支护结构")的整体稳定性分析方法均未考虑降雨入渗的影响。为探索降雨入渗对框架预应力锚杆柔性支护结构稳定性的影响规律,基于Geo Studio软件,采用Van Genuchten模型对非饱和黄土的土-水特征曲线和渗透系数特征曲线进行拟合,进而对降雨条件下非饱和黄土边坡内部渗流场进行模拟,采用非饱和土强度理论确定黄土的强度,提出一种土体含水率变化时摩擦型灌浆锚杆极限抗拔承载力的计算方法,对降雨入渗条件下的框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性进行动态分析。研究结论:(1)锚杆锚土摩阻力和极限抗拔承载力随着土体含水率增大迅速降低;(2)降雨持时超过12 h后,雨水入渗对锚杆承载力的影响比较明显;(3)不考虑和考虑含水率变化对锚土摩阻力的影响,边坡安全系数变化差异较大;(4)降雨入渗对框架预应力锚杆柔性支护结构的整体稳定性影响不容忽视,分析时应考虑含水率变化对锚杆极限抗拔承载力的影响;(5)本研究成果能为非饱和黄土地区框架预应力锚杆柔性支护结构考虑降雨影响的设计和施工提供指导。     

客运专线(76+160+76)m连续梁拱拱肋架设施工技术

结合广深港客运专线沙湾水道特大桥跨骝岗涌水道(76+160+76)m的连续梁拱钢管拱肋的矮支架拼装、竖向转体合龙的施工方法,详细介绍了拱肋拼装用钢管支架、竖转体系中贝雷索塔、扣索及锚点、锚碇及背索的设计,并介绍了钢管拱肋的拼装、竖转架设的工艺流程和关键施工工艺。     

基于BOTDA的岩质边坡锚杆变形规律分析

根据崂山路边坡现场情况,基于分布式光纤传感技术,设计一套监测网络,在锚杆上布设光纤,使用BOTDA设备进行长期监测,分析锚杆应变随时间的发展状况,研究同一断面不同锚杆的应变分布规律。研究成果表明,施工完成1 a后锚杆主要受拉力影响且多数锚杆拉力减小,在锚头处存在应力集中效应,而在锚杆中部至锚端应变变化较小。在同一边坡断面上靠近坡顶位置的锚杆应力降低较大,不同断面、不同高度的锚杆应变不同但主要呈现收敛的趋势,边坡趋于安全。     

轨道交通复合截面连续 U 梁桥 设计与施工

上海市轨道交通 17 号线在国内首次采用预应力混凝土 U 型+箱型复合截面连续梁桥,设计中针对常规 U 型截面梁适用跨径有限,难以用于大跨连续梁桥的难题,提出箱型截面与 U 型截面上下组合形成的复合截面, 通过有限元方法分析研究截面的力学特性,明确其设计方法及控制指标,并应用于主跨跨径 70 m 的连续 U 梁桥。 采用预制节段悬臂拼装,施工周期短,对周边环境影响小,施工质量优良,经济效益显著。施工期间的应力跟踪 监测以及成桥后的静载试验结果表明：连续 U 梁桥的设计合理、施工可靠、结构安全。     

浅谈三福高速公路高边坡锚杆（索）加固工程的监理

文章系统介绍了三福高速公路某路段的工程地质特征、单孔复合(压力分散)型锚固法机理、锚杆(索)施工过程中的监理程序以及在施工中遇到特殊情况的处理办法，为类似问题的解决提供了参考。     

路堑边坡锚杆(索)框架梁设计存在的不足及对策

研究目的:通过阐述锚杆(索)框架梁加固路堑边坡的现状,对以往设计中存在的不足进行分析,根据加固边坡理论,分析锚杆(索)框架梁的耐久性,提出切实可行的锚杆(索)的防腐措施.研究结论:通过对以往设计中存在的不足分析后提出:锚杆(索)长度应根据边坡坡率、地层参数合理选定,并根据稳定性计算首先确定边坡潜在滑动面的位置,以确保锚杆(索)锚固段位于稳定地层内.锚杆(索)分别涂刷环氧树脂、氯磺化聚乙烯涂料、直接铁丝网物理隔离、或多种组合防腐措施后,由于这些措施有效隔离了腐蚀介质与钢筋(绞线)的接触,特别是物理隔离措施隔断了在其受拉时可能产生的裂缝的贯通,能起到很好的防护作用,从而有效保证其使用寿命.     

高速铁路(40+56+40) m预应力混凝土连续梁节段预制胶拼法建造技术研究

新建郑州至阜阳高速铁路周淮特大桥3联(40+56+40) m双线无砟轨道预应力混凝土连续梁采用节段预制胶接拼装法建造,对其结构设计、节段拼装工艺以及结构检算等方面开展了分析研究。研究成果主要有:(1)节段预制拼装梁采用增加跨中和边跨等高段长度的立面布置方案,可以方便施工,节省模板费用,且立面视觉效果较好;(2)创造性的采用一次半联满挂的拼装工艺,研制了可满足于跨度64 m及以下的双线简支梁和跨度不超过80 m的双线连续梁的节段拼装造桥机;(3)提出了预应力混凝土节段预制拼装连续梁结构构造措施、结构检算技术标准、拼装工艺要求等。     

山区高速铁路路基陡边坡绿色防护试验研究

研究目的:在铁路工程建设中,对于陡路基边坡,如坡率陡于1∶1的,难以有较好的绿色防护形式。针对山区高速铁路路基陡边坡的绿色防护难题,设计了预加固桩前框架锚杆内基材植生(生态袋)和复合式锚索墙基材植生(生态袋)两种新型的路基边坡支护结构,并开展了现场的原位试验研究,验证其适用性。研究结论:(1)预加固桩前框架锚杆内基材植生边坡深层变形从桩顶部向下逐渐减小,桩顶最大变形小于35 mm;(2)桩前框架锚杆受力约为设计值的1/5～1/7,预加固桩的土拱效应明显,大大减小了桩前框架锚杆受力;(3)复合锚索墙锚索锚固力约为设计值的1/2,锚索墙后深层位移小于35 mm;(4)两种新型路基边坡结构都是稳定的,路基边坡改进的厚层基材(生态袋)绿色生态防护效果好,植物成活率超过90%,植物覆盖率大于85%,实现了坡率1∶0.5陡路基边坡的全坡面绿色防护;(5)本研究成果可为路基陡边坡绿化防护提供参考。     

京唐铁路潮白新河特大桥节段预制胶拼法建造关键技术研究

为推动我国铁路桥梁建造技术科技进步,北京至唐山铁路潮白新河特大桥DK101+167.09～DK102+173.94段采用节段预制胶拼法建造技术,对其结构设计、拼装方案及预应力布置、连续梁结构检算以及主要工程数量等进行了分析研究,研究结果表明:(1)(48+80+48) m连续梁与40 m简支梁相接,连续梁梁端及跨中等高段与相邻简支梁的梁高和外轮廓一致,能较大程度节省预制模板费用,且全桥整体美观、协调;(2)预制节段之间的预应力连接器采用喇叭状的异形波纹管加密封圈方案,以保证密封性能,方便施工;(3)(48+80+48) m连续梁采用一次拼装3对预制节段即"小节段预制、大节段拼装"的平衡悬臂拼装工艺,该方案施工速度快,而且节段之间预应力锚槽、连接器布置少;(4)预制拼装方案的预应力含量比悬臂浇筑方案高。     

沪杭高速铁路跨沪杭高速公路特大桥自锚上承式拱桥现浇拱肋模板系统设计

混凝土结构的模板工程,是混凝土结构构件施工的重要工具。采用先进适用的模板技术,对提高工程质量、加快施工进度、提高劳动生产率、降低工程成本和实现文明施工都具有十分重要的意义。跨沪杭高速公路特大桥主桥为1联(88.8+160+88.8)m自锚上承式拱桥,采用"支架现浇、转体就位"的施工工艺。拱肋轴线采用二次抛物线,拱肋截面采用单箱单室箱形混凝土截面,截面特性按照立特规律变化。通过对跨沪杭高速公路特大桥自锚式拱桥拱肋线形及截面形式的分析,探讨了现浇拱肋模板系统的设计理念和制作工艺,以及通过模板设计控制拱肋线形的方法,供同类型桥梁施工提供一些可借鉴的经验。     

基于弹性波反射原理的锚杆(索)无损检测试验研究

通过分析国内外应力波无损检测技术的相关理论和工程应用实例,采用基于弹性波反射原理的无损检测技术对不同类型锚杆(索)进行了理想模型试验和现场原型检测,并详细记录施工资料与锚固体无损检测数据。随机抽取实际工程样本进行检测,通过剖面查验等方法对其检测结果进行对比、校正。试验结果表明:基于弹性波反射原理的锚杆(索)无损检测技术能快速有效地检测锚杆、钢锚管及锚索的锚固段、自由段长度、缺陷出现的位置和注浆饱和度。锚索施加应力后,锚索自由端长度和锚固端长度的检测信号明显减弱,须通过进一步试验来确定。     

无确定性滑动面的裂隙岩体边坡潜在滑动范围确定方法及治理措施研究

以承朝高速公路某处边坡为研究对象,探讨裂隙岩体边坡的治理措施,该处边坡的最大特征就是存在多组节理裂隙,裂隙较发育,较难找到确定性的滑移面。因此,首先通过现场地质调查和三维激光扫描技术获取边坡的地形地貌以及节理组的间距、迹长、倾向、倾角等信息,基于蒙特卡罗法建立该边坡的裂隙分布模型,然后采用离散元软件(UDEC)分析边坡的现状稳定性,并搜索得到其潜在的滑塌范围,为该处边坡的治理指明了方向。最后,建议采用锚杆挡墙的形式对此处边坡进行治理,并确定了各项具体的设计参数(锚杆长度、锚杆间距、锚杆直径、挡墙厚度、挡墙配筋等),结果表明,所提的治理方案可以有效约束裂隙岩体的变形,同时使边坡的安全系数提高到1.20以上,符合规范的要求。     

双U箱型复合变截面节段梁桥悬臂平衡拼装技术

随着国内建筑行业"标准化"、"工厂化"、"装配化"进程的不断深入,大型预制构件已越来越多地应用于工程实体中。在此大环境下,上海轨道交通尝试将双U异型节段连续梁桥形式运用到轨交建设中,17号线10标项目节段拼装连续梁桥,截面为U型与箱型结合的复合变截面形式,每座桥三跨一联,该节段梁采用短线法预制、悬臂平衡法进行拼装。本文主要介绍了双U箱型复合变截面节段梁桥节段拼装施工技术,从节段梁运输、拼装方式的选择,架桥机形式的选择及功能设计,悬臂平衡拼装线形控制技术等方面做了详细的介绍,工程顺利实施并获得了参建各方一致好评,该综合技术具备一定的先进性和可推广性。     

装配式地下连续墙设计施工技术研究

研究目的:现浇地下连续墙是深基坑工程中常用的围护形式,但是在特殊地层和施工环境下,传统工艺经常存在塌槽,现场水下现浇混凝土质量不易控制,接头夹泥、漏水,成槽泥浆排放存在环保问题等缺陷。装配式地下连续墙技术是对传统地连墙设计和施工技术的重大改进,大大减小工程风险,提高施工速度,对城市地铁超深基坑施工安全具有重大意义。研究结论:(1)装配式地连墙在工厂预制,具有墙体质量好、占地面积小、施工速度快、环保等特点;(2)通过数值模拟与试验验证了套筒锚接的接头形式满足受力要求;(3)配合预搅拌成槽、移动式墙幅拼装插入设备拼装墙幅,以及后期的墙缝注浆止水,永临结合形式的围檩配合内支撑体系,形成系统的装配式地下连续墙工艺;(4)装配式地连墙质量可靠、施工工艺简单、配套设备研发齐全、技术经济优势明显,可在地铁超深基坑明挖施工中推广应用。     

高速铁路连续钢桁柔性拱桥的施工线形控制

研究目的:为了解决高速铁路三跨连续钢桁梁柔性拱桥复杂施工过程中的桥梁线形控制难题,依托银西高铁银川机场黄河特大桥两联三跨连续钢桁梁柔性拱桥的三同步施工过程,基于施工过程时变力学分析方法和现场实测,研究钢桥拼装过程的体系转换杆件拼装顺序、拼装线形的二次调整、抗风措施和梁拱合龙等施工方案,确保桥梁施工线形达到设计要求。研究结论:(1)连续钢桁拱桥施工过程存在体系转换杆件,以基于应力和变形最小扰动原则进行杆件拼装顺序优化,可最大程度减小体系转换的附加效应影响;(2)施工过程中,连续钢桁拱桥的线形受结构拼装过程受力变化和拼装精度等的影响而多变,基于初始位移法合理确定拼装理论线形,并结合施工过程进行拼装线形的二次调整技术,可达到理想成桥线形;(3)柔性拱在拼装过程中容易出现抗风稳定问题,基于静力抗风稳定性分析提出了自锚式辅助抗风索方案,可保证拼装过程的抗风稳定性;(4)基于合龙期间的环境温度精确测量及温度对结构变形的精确分析,结合连续钢桁梁柔性拱桥的受力特点提出了柔性拱利用环境温度效应的自然合龙技术,实现钢桁梁与柔性拱的最优合龙;(5)本研究成果可为同类型桥梁的施工控制提供参考。     

广东高速公路路堑高边坡滑动机理分析及防治对策

选取汕(头)至湛(江)高速公路路堑高边坡典型工点,首先从路堑高边坡的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水4方面介绍了边坡的工程地质条件,然后结合边坡滑动变形的现场调查情况分析了该路堑高边坡的滑动机理,确定该边坡属于基岩顶面的顺层滑坡。据此提出了竖向钢花管群桩+斜向预应力钢锚管框架梁加固和抗滑桩+锚杆格梁加固2种防治对策,经比选推荐采用竖向钢花管群桩+斜向预应力钢锚管框架梁加固。