南水北调配套工程顶管施工技术研究

顶管工程是一种暗挖施工方法,广泛应用于市政工程、水利工程,顶管内穿钢管施工是顶管工程施工的一个关键工序.以南水北调配套工程的某施工标段顶管工程为例,研究了顶管内穿钢管的施工方法及顶管内自密实混凝土的浇筑方法.经采用滑轮组+卷扬机配合的施工方法,将穿越钢管拉进到套管内设计位置;通过预埋镀锌钢管,使混凝土经镀锌钢管流入套管与穿越钢管之间的空隙.实际施工过程表明,通过滑轮组的使用,小型号的卷扬机既能满足施工要求,又能节省人力、财力及物力,达到节约施工成本的目的.实际混凝土浇筑表明,该种浇筑方式能使自密实混凝土充满套管与穿越钢管之间的空隙.     

自密实钢管混凝土结构的施工与质量控制——以华敏帝豪大厦结构施工监督为例

钢管混凝土结构有诸多优点,但也存在施工过程中的某些缺陷。钢管混凝土结构与自密实混凝土技术相结合正好能弥补普通钢管凝混土结构的不足。本文通过对华敏帝豪大厦结构施工的监督,总结了自密实钢管混凝土施工、验收过程中的质量控制要点,介绍了施工过程中的检验、检测方法。从而确保自密实钢管混凝土结构的质量。     

南水北调配套引水隧洞衬砌关键施工技术

引水隧洞由于断面小、浅埋、石质差,施工作业空间小,隧洞衬砌不容易施工,通过优化设计是提高施工效率的关键因素之一.以南水北调配套工程河西支线第七标段浅埋暗挖工程为例,由于浅埋暗挖二衬结构施工及洞穿钢管施工空间狭小,暗挖线路设计较长且线型不一,经优化设计,采取二衬混凝土和洞穿钢管包封混凝土合并一次进行自密实混凝土浇筑的办法进行施工,并对二衬钢筋、二衬伸缩缝、硅芯管、钢管安装和二衬底板混凝土、自密实混凝土浇筑等关键施工步骤和工艺进行质量控制.通过对已完成二衬段止浮装置进行受力验算后,钢管抗浮措施满足自密实混凝土浇筑要求.     

基坑工程装配式钢管混凝土内支撑体系设计方法

为了解决常用基坑内支撑刚度不足、拆装不便等问题,针对明挖地铁车站基坑工程特点提出装配式钢管混凝土内支撑体系,包括标准直撑、短接直撑及连接节点等。根据该支撑体系受力和结构特点,推导了各组成部分的内力计算公式;依据钢管混凝土规范和压杆稳定欧拉公式,建立了钢管混凝土支撑、围檩等部件的承载力计算方法;通过混凝土材料的配合比设计及工作、物理、力学性能检测试验,配制出了具有轻质、微膨胀和自密实性能的CL50高强混凝土作为钢管混凝土内支撑的填充材料;以北京地铁某车站基坑工程设计资料为依据,对其标准段进行了详细的支撑体系设计,并对基坑变形、稳定性和支撑受力进行了验算。研究结果表明：所提出的内支撑体系设计计算方法合理可靠,所设计的装配式钢管混凝土内支撑体系能满足该基坑工程内支撑体系受力和基坑稳定的要求。     

自密实薄壁钢管混凝土叠加理论试验研究

采用不同原材料调整混凝土强度、表观密度及体积稳定性,配制普通自密实混凝土（PT ）、添加膨胀剂自密实混凝土（EPT ）、自密实轻集料混凝土（LC ）、添加膨胀剂自密实轻集料混凝土（ELC ）,通过试验研究和采用ANSYS有限元分析,建立方形钢管混凝土轴心荷载模型,研究薄壁方形钢管自密实混凝土与钢管复合叠加应力应变规律。     

钢管自密实轻骨料混凝土柱轴压性能试验研究

为了研究以免烧结粉煤灰陶粒作为骨料的钢管自密实轻骨料混凝土柱的轴压性能,首先,进行了自密实轻骨料混凝土配合比设计研究,比选出最优水胶比、陶粒掺量和粉煤灰掺量;然后,考虑含钢率、长细比等参数影响,设计了7个钢管自密实轻骨料混凝土柱试件和3个钢管自密实混凝土柱对比试件进行轴压试验研究.结果表明:钢管自密实混凝土柱的轴心受压承载力高于钢管自密实轻骨料混凝土柱;所有试件均为延性破坏,但内部混凝土破坏形态因套箍系数和长细比的不同分为弯曲破坏、强度破坏和剪切破坏;钢管在峰值荷载前进入屈服,钢管的约束使混凝土平均应变远大于峰值应变,变形性能得到显著提高.最后,基于极限平衡理论建立了轴压承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合良好.     

细长钢管混凝土构件混凝土应变测试

钢管混凝土桁梁是一种新型组合结构,管内混凝土应变状态是定义这种结构的关键指标之一,但其弦杆管径较小而长细比较大,很难准确测得弦杆管内混凝土应变。本文结合钢管混凝土桁梁受力性能试验研究,开发了内埋式混凝土应变计及其定位构造,并设计了配套的普通强度等级自密实混凝土的配合比和浇筑工艺。应用结果表明,本文开发的小管径、大长细比的钢管混凝土构件管内混凝土应变测试技术,可以减少结构损伤,造价低廉,而且设计和施工简便,可推广应用于钢管混凝土桁梁等新型组合结构的室内小比例模型。     

基于灰色关联的自密实混凝土配合比设计分析

由于自密实混凝土对工作性和耐久性的要求很高,其研究主要从自密实混凝土配合比设计考虑,通过对配合比的优化充分满足自密实混凝土的性能要求。根据灰色关联度分析法,概括了各主要材料用量对强度、坍落度和扩展度的影响,总结出自密实混凝土配制的影响因素,并对诸多因素进行排序,以便抓住主要影响因素。对自密实混凝土的配合比进行优化,以满足实际工程中配制自密实混凝土的需要。     

自密实微膨胀钢管混凝土的研制与应用

为了满足龙潭河钢管混凝土拱桥的建造要求,配制出了自密实C50微膨胀混凝土,该种混凝土具有工作性好、高强、早强、微膨胀等性能.同时研究了该种钢管混凝土的自应变特性和极限承载力等性能,结果表明,核心微膨胀混凝土处于三向受压状态,其极限承载力比普通钢管混凝土可提高7%左右.工程应用效果良好     

钢管自密实混凝土柱轴心受压承载力试验

对18根钢管自密实高性能混凝土柱进行了轴压强度承载力的试验研究,试验的主要参数分别为自密实混凝土的配合比和加载方式。在确定组成钢管自密实高性能混凝土柱的钢材与混凝土的应力-应变关系的基础上,利用钢管混凝土柱轴压强度承载力的实用计算方法对其受力性能进行了理论分析,并采用有限元程序ANSYS对轴压柱的荷载-应变关系进行了分析,最后得出了试验值高于理论分析值,而与有限元计算值吻合较好的结论。该试验结论对相关工程实践具有一定的参考价值。     

钢管再生混凝土短柱承载性能有限元分析

为了分析钢管再生混凝土短柱承载性能的影响因素,试验设计了3个不同偏心距的方套方中空夹层钢管再生混凝土短柱进行单调加载,用于验证所建立有限元模型的正确性;并利用得到验证的有限元模型设计了三种截面类型（方套方中空截面、方套圆中空截面、方实心截面）共7个钢管再生混凝土短柱试件,并以偏心距及外钢管壁厚为变化参数,运用ABAQUS建立有限元模型进行静力加载分析。得到了不同偏心距及外钢管壁厚下钢管再生混凝土柱的荷载-轴向位移曲线,分析了偏心距及外钢管壁厚对钢管再生混凝土短柱承载性能的影响。分析结果表明：三种类型中方钢管中空夹层再生混凝土短柱随偏心距减小或外钢管壁厚的增加,其承载性能均有所提高;三种截面类型中,方套方中空夹层试件初期刚度最大,极限承载力最高。     

异形钢管混凝土轴压短柱的非线性分析

为深入了解L形钢管混凝土柱在轴压荷载作用下的力学性能,以试验为基础,参考常用的方钢管混凝土柱核心混凝土本构关系,提出采用等效约束效应系数ξDB来考虑L形钢管对混凝土的约束作用,利用有限元软件ABAQUS建模对L形钢管混凝土柱轴压时的力学性能进行了非线性分析,给出了有限元计算钢管和核心混凝土本构关系模型、钢管与混凝土间界面模型的确定方法,计算和分析了其荷载-变形关系曲线,计算结果与试验结果吻合较好。典型L形钢管混凝土轴压短荷载-变形关系曲线可以分为3个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段和下降段,在此基础上研究了宽厚比、长宽比、钢管屈服强度和混凝土强度对L形钢管混凝土柱承载力提高系数的影响。     

火灾后方钢管钢筋混凝土短柱承载力分析

在确定了ISO-834标准火灾作用后钢材和混凝土应力应变关系的基础上,首先利用ABAQUS有限元软件建立火灾作用后方钢管钢筋混凝土短柱温度场及力学分析模型,计算结果得到以往试验结果验证。然后分析了截面边长、配筋率、受火时间、含钢率、材料强度等参数对火灾作用后钢管钢筋混凝土短柱承载力的影响规律,结果表明,受火时间、截面边长是影响其承载力的主要因素。最后提出了火灾作用后方钢管钢筋混凝土短柱承载力的理论公式,为其灾后修复和加固提供参考。     

方钢管砼柱轴压力学性能的试验研究

介绍了包括空钢管柱、素混凝土钢管柱、配筋混凝土钢管柱及钢筋混凝土柱在内共36个试件的轴心受压试验情况.讨论了钢管的宽厚比、混凝土强度、配筋率等参数对极限承载力和延性等力学性能的影响.对混凝土填充钢管柱和钢筋混凝土填充钢管柱的力学性能进行了比较，结果表明，核心混凝土中配筋虽不能明显的提高承载力，但可以有效的提高其延性系数，改善试件的抗震性能.     

圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力模型研究

不锈钢管混凝土结构因具有良好的耐腐蚀性能和承载力高等优点,在海洋平台、桥梁、地下工程中具有极佳的应用前景,但是其承载力计算方法却没有明确的相关规定。为了研究圆不锈钢管混凝土柱轴压承载力,对不同径厚比的奥氏体型无缝圆不锈钢管混凝土短柱进行轴压试验,得到圆不锈钢管混凝土短柱在轴压下的破坏模式、荷载-轴向变形曲线、荷载-环向应变曲线、荷载-纵向应变曲线、承载力与不锈钢圆管约束系数的关系、试件的延性与不锈钢圆管约束系数的关系;同时,基于本文和相关文献的试验数据,通过拟合得到了圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式,并与欧洲规范(Eurocode 4)、美国规范(ACI 318-99)、日本规范(AIJ-CFT)、中国规程(CECS 28:2012)、福建省地方标准(DBJ 13-51-2003)、行业标准(DL/T5085-1999)的计算结果进行对比分析;最后,由拟合公式推导得出了圆不锈钢管混凝土抗压承载力模型,并与Mander模型、Li模型、Xiao模型、Teng模型进行比较。研究结果表明：圆不锈钢管混凝土短柱在轴压作用下,其典型的破坏形式为向外局部屈曲破坏,不锈钢管对核心混凝土的约束作用、试件的延性和承载力随约束效应系数的增加而增大;相关规程中普通钢管混凝土承载力计算方法应用于圆不锈钢管混凝土短柱承载力计算时偏小,采用本文拟合公式的计算结果更接近试验值;同时,本文的圆不锈钢管混凝土承载力模型、Xiao模型和Teng模型与试验结果较接近,但采用本文模型计算结果标准差更小,得出的圆不锈钢管混凝土短柱承载力较Xiao模型和Teng模型稍微偏大。     

圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元分析

为了更深入地研究圆钢管再生混凝土轴压短柱的力学性能,对圆钢管再生混凝土短柱、钢管和再生混凝土的受力过程进行了分析,并对钢管和再生混凝土的承载力变化趋势进行了研究,探讨了取代率、含钢率、再生混凝土强度和钢材强度等因素对于圆钢管再生混凝土轴压短柱极限承载力的影响.结果表明:取代率对于圆钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力影响很小;而含钢率、再生混凝土强度与钢材强度对于圆钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力影响较大,并且可以显著提升极限承载力.     

钢管混凝土轴压短柱的极限承载力分析

基于双剪统一强度理论,充分考虑了中间主应力,即钢管和核心混凝土之间的相互作用力（紧箍力）的影响,推导出了钢管混凝土轴心受压短柱的承栽力公式。该公式不仅考虑了紧箍力对混凝土的约束作用,而且考虑了紧箍力对钢管的环向张拉作用,并对其侧压系数和材料强度参数的取值做了分析探讨,最后将计算结果与文献资料的试验数据进行了对比。结果表明：双剪统一强度理论对钢管混凝土构件的研究有很好的适用性;考虑紧箍力对钢管承载力的影响是非常有必要的;该研究为钢管混凝土结构的优化设计提供了可靠的理论依据。     

改进的组合式L形钢管混凝土柱力学性能试验

为研究改进的组合式L形钢管混凝土柱力学性能,对18个改进的组合式L形钢管混凝土柱进行了轴压试验,分析了钢管厚度、混凝土强度和长细比等参数对试件力学性能的影响,提出了改进的组合式L形钢管混凝土柱承载力计算公式.研究结果表明:试件最终破坏形态主要表现为腰鼓型破坏、局部鼓曲(或拉裂)型破坏和弯曲型破坏;钢管厚度、混凝土强度和长细比均是影响承载力的主要因素,但增加钢管厚度更有利于承载力的提高;含钢率α越大,钢管对核心混凝土的约束作用越强;承载力公式计算结果与试验结果吻合较好.     

钢管混凝土框架结构抗震性能分析

通过两榀具有同一外形尺寸及用料的钢管混凝土框架结构在低周往复荷载下的试验研究和理论分析,研究了该种结构的抗震性能;并与钢筋混凝土框架作了比较,得出钢管混凝土框架结构较之钢筋混凝土框架结构有抗震能力强、耗能性能好的优点,值得进一步深入研究和在工程实践中推广应用.