大开口索承网格结构施工过程分析与现场实测研究

大开口索承网格结构是近年来提出的一种新型屋面结构形式,其预应力施工过程相当复杂。以在建的巴中体育中心项目为背景,结合实际工程探讨了大开口索承网格结构的组成要点,依据实际工程的张拉方案提出采用改进的张力补偿法得到不同张拉阶段拉索施工预应力控制值,建立了有限元分析模型,进而得到结构在不同张拉阶段的索力及节点位移。分析结果表明：拉索索力模拟值与设计值吻合较好,斜撑安装完成后,环向索最大索力及最小索力相同。同时对施工张拉过程进行现场监测,模拟值与实测值基本吻合。研究结果表明,采用改进的张力补偿法可以有效模拟不同张拉阶段拉索施工预应力控制值,对索承网格结构预应力张拉施工有较好的参考价值。     

金沙遗址采光屋顶预应力悬索结构施工技术

金沙遗址采光屋顶采用预应力悬索结构.论述了该工程分级对称张拉的预应力施工技术,结合施工仿真计算和现场实测结果,分析了在预应力施工过程中结构目标预应力和最终索力之间的差异,介绍了结构钢索相关节点设计和张拉技术参数控制原则、钢索安装顺序.实践表明索力和变形满足相关规范及设计要求,最终索力值与目标预应力值相差比较小,施工仿真计算分析可保证设计和施工的准确性、安全性.     

国家速滑馆施工误差对索结构预应力偏差的影响研究

国家速滑馆地上钢结构采用正交索网、环桁架和幕墙斜拉索组成的空间结构体系,各体系互相关联,施工方法和顺序对最终完成的整体结构性能、形态影响较大,各施工阶段误差影响不可忽略.针对该体系的张拉施工过程,进行了理论分析和试验研究,明确了施工张拉过程索力偏差分布规律及相应的张拉补偿调整原则.根据实际施工过程中设备和现场状况,制定了适用于该体系的施工张拉方案.通过索力监测设备获取了张拉过程中及完成后的索系预应力,对比了实际工程中索力的偏差与理论分析及试验研究结论的差异.结果 表明,理论和模型试验确定的施工方法可行,施工误差在预期目标范围内,整体误差较小,满足使用需求.     

常德芦荻山收费站全张拉索膜结构预应力施加数值模拟与施工监测

采用MIDAS/Gen和ANSYS有限元分析软件对常德芦荻山收费站全张拉预应力索膜结构的预应力施加过程进行数值模拟,对该结构的初始应力状态进行反复试算,得出最佳索力初始应力;为确保施工过程中的索力预张力施工的可靠性及施工安全性,对该结构中主结构索力施加的施工全过程索力、位形以及桅杆应力监测。研究表明:整体张拉结构形式预应力的施加宜采用先同步张拉背索,然后张拉谷索的方法使整体结构成形;在预应力施加初始阶段结构变形量较大,预应力的施加过程应分级缓慢加载;张拉过程中,桅杆在动态过程中应力变化比较复杂,对钢桅杆的应力监测十分必要。模拟结果与监测结果吻合较好,表明该数值模拟方法切实可行,施工过程中结构关键杆件应力、索力及位移在可控范围之内,施工方案可以很好地满足设计要求。     

北京南站无柱雨篷拉索施工技术

北京南站站房外形为椭圆形,雨篷采用新颖的拉索结构.介绍了预应力施工流程及技术要点,并采用有限元计算软件MIDAS/gen对整个张拉过程中索力的变化进行施工仿真计算.为研究温度对索力的影响程度,对拉索索力进行测量,得到全天索力变化情况.结合施工仿真计算和实测结果,提出了结构的预应力施工技术和特点.     

张弦桁架结构施工过程分析

以上海世博会主题馆张弦桁架结构体系为背景,采用推广的"状态确定"的施工过程逆向分析方法对该屋盖结构进行施工过程分析,研究了施工张拉顺序、张拉分级对张拉过程中结构变形和构件内力的影响,追踪了结构几何力学体系成形过程,并对比分析了施工张拉的理论值和实测值。分析结果表明:对于该屋盖结构,单榀依次张拉张弦桁架的三级张拉方案能极好地控制结构在张拉过程中的最大位移响应和内力响应,为最优的施工张拉方案;结构施工模拟能较好地指导实际结构的施工张拉。     

不同张拉顺序下的斜拉桥施工索力分析

在斜拉桥施工中,因施工条件有限导致拉索张拉顺序的改变,其施工索力也随之改变。通过差值法分析西北高原上某独塔非对称斜拉桥,比较不同张拉顺序下拉索的施工索力,结果表明:改变张拉顺序后,对一张力影响较小,对二张力影响较大,对实际工程有一定参考意义。     

第26届大运会篮球馆弦支穹顶屋盖施工全过程模拟分析

深圳坪山体育馆屋顶采用新颖的弦支穹顶结构体系。弦支穹顶是一种刚柔杂交的预应力钢结构体系,实际工程应用较少,施工经验不足,因此针对此结构施工全过程的计算模拟分析显得十分重要。结合工程特点,充分考虑施工实际条件,选定施工方案和施工张拉顺序,对预应力张拉整体结构施工全过程进行有限元模拟计算,分析了预应力张拉过程中结构的变形、内力变化规律,确保了张拉施工过程中结构的安全。     

预应力空间结构基于索力-位移观测值的预应力施工方案决策

针对预应力空间结构设计要求为目标位移的情况,研究结构实际状态与理论分析模型存在较大差异时预应力施工方案的决策分析方法。以索力、位移递推公式为基础,建立了仿真预应力施工过程的递推系统,该系统包含四类参数:结构初始状态、张拉力方案、索力与位移影响矩阵、张拉完成后的结构状态。利用施工过程中的索力-位移观测数据可计算出系统状态参数影响矩阵,然后基于递推系统的并行计算,提出了基于索力-位移观测值的预应力施工方案决策方法。利用矩阵分析软件MATLAB,编制了递推系统及决策方法的实现程序,并结合有限元分析软件ANSYS对工程算例进行了模拟分析。结果表明:利用本文方法可求得下一次循环补拉完成时达到设计要求位移状态的张拉控制力方案,从而保证预应力施工达到设计要求。     

柔性边界幕墙索网张拉施工方法研究

柔性边界幕墙索网张拉时,各索间的影响很大,要制定合理的施工保证措施,保证张拉完成后索力满足要求.同时,要采取变形控制措施,保证边界钢结构的变形满足要求.结合实际工程,介绍了柔性边界幕墙索网张拉控制方法,并对仿真计算结果和实测结果进行比较,实测索力和变形与理论计算值相差较小.证明采取的张拉顺序合理,采用伸长值控制张拉,可实现变形和索力双控的目标.     

预应力张弦梁屋盖张拉仿真计算与施工技术

控制张拉过程中索力的衰减程度是张拉控制的一个重要因素,针对预应力张弦梁结构的特点及难点,采用工程软件Midas对该结构进行了施工全过程数值模拟仿真计算,分析了结构内力和位移的变化,确定了合理的施工顺序,提出了施工过程中需控制的技术参数,并采取了相应的技术措施加以解决,本工程张弦梁屋盖预应力张拉施工取得了圆满成功,经各方验收施工质量合格。     

大跨度张弦梁结构施工顺序研究

对柔性结构来说,不同的张拉过程和顺序使成型时结构的几何形状和刚度均不同,寻求合理的施加顺序是施工的关键技术。采用数值模拟方法并结合南京会议展览中心工程对大跨度张弦梁结构施工顺序进行研究。以3种典型的施工顺序为例,对施工过程中各梁索力和位移的相互影响进行分析,给出它们的影响曲线。最后,根据不同施工顺序的结构成型状态,提出实际工程中施工方法的选取建议。     

援柬埔寨国家体育场斜拉索桁结构施工过程分析

援柬埔寨国家体育场罩棚体系是由索桁架、环索、稳定索及斜拉索组成的空间斜拉索桁结构,最大悬挑跨度约65m。为制订一种安全可靠且有效的施工方案,对援柬埔寨国家体育场罩棚的预应力张拉方案进行施工过程分析,确定在施工张拉过程中各跨挠度、钢结构应力和拉索索力的变化规律。采用ANSYS软件对索结构进行施工仿真模拟,分析施工过程中的索力、结构变形和钢结构应力等数据,确定拉索施工方案,保证结构安全性。     

呼和浩特新火车站预应力张弦梁施工技术

呼和浩特新火车站无站台柱雨篷采用54m跨张弦梁结构.为加快施工进度,钢结构施工设计中将两榀张弦梁组合成一个施工单元进行张拉、起吊、滑移,并在实际施工中顺利实施.介绍两榀一体化张弦梁施工技术,包括张拉技术、张弦梁起吊、滑移方案.提出多种两榀一体化张弦梁的起吊方案,最终根据该工程特点选择最优的一种.同时,对施工过程的索力、结构变形和钢结构应力进行仿真模拟计算.     

FAST索网张拉过程模拟分析及误差控制

500m口径球面射电望远镜(FAST)采用柔性索网作为反射面的支承结构,柔性索网结构的张拉过程模拟分析对于张拉成形阶段具有重要的指导作用.基于非线性有限元理论,针对FAST索网的结构形式和施工方案,提出了索网张拉过程的模拟分析方法.通过计算分析得到了索网在张拉过程中的位移和内力,计算结果验证了张拉方案的可行性.根据张拉过程中索网的内力变化,确定了FAST索网的误差调整方案.调索后,索力的实测值和计算值偏差在10%以内,说明调索效果较好.     

第十三届冬运会速滑馆屋盖结构预应力施工仿真分析

第十三届全国冬季运动会冰上运动中心——速滑馆钢屋盖采用张弦桁架结构形式。为了对体系的形成过程进行安全控制,采用大型通用有限元软件ANSYS对张弦桁架屋面结构进行了详细的施工仿真分析,确定出合理的张拉施工方案。重点介绍了交叉索索力及长度的确定、流水式预应力施工模拟分析及温度变化对张拉施工的影响分析。模拟分析和实测结果表明,提出的流水式预应力施工方案确保了结构施工过程的稳定与安全,同时结构成型态的预应力拉索索力和结构变形符合设计要求;一端张拉、一端固定的张拉形式可以减少设备的投入,实际张拉效果较为理想;交叉拉索预应力的确定原则较为合理,温度变化对张拉施工的影响较小,可以忽略。     

梅江会展中心钢结构施工中预应力内张拉模拟分析

对天津梅江会展中心屋架预应力结构和网架索结构的同步张拉过程进行模拟分析,分析验证被张拉的拉索下料长度以及拉索端部节点的强度是否满足要求,得到每次张拉过程中所需的张拉值及每次张拉完成后主体结构应力和变形值。采用该方法模拟预应力索张拉过程,可改善原张拉过程需不断调整张力的施工方法,极大地提高张拉施工的工作效率,降低施工成本。在张拉施工后表明,张拉后结构的实际值与张拉数值模拟的理论值较接近,因此本方法在张拉钢结构工程中可行。     

贵阳奥体中心主体育场预应力施工技术研究

详细介绍了贵阳奥体中心主体育场整套预应力施工技术。采取在拉索两端拉一根钢丝绳,由一端向另一端滑移的方法完成拉索安装;采取对称分级的张拉方法,总体上分为3级张拉完成,第1级张拉完成后拆除支撑,而后进行第2和第3级预应力张拉。实践证明,方案技术上合理,降低了施工成本。使用有限元计算软件MIDAS,对预应力施工过程进行了详细的仿真计算分析,计算结果表明,张拉过程中拉索索力相互影响比较小,卸载完成后,结构竖向位移变化较大,张拉完成后,结构竖向位移最大变化为63mm,说明预应力施加对结构竖向变形起到一定控制作用。设计了详细的施工和安全监测方案,监测数据表明索力、结构竖向位移、构件内力与仿真计算分析的偏差都在一个较合理的范围之内,以索力控制为主控参数,竖向位移为第2控制参数,并综合考虑构件内力,确认施工张拉已经达到设计及相关验收标准要求。     

宝安体育场车辐式屋盖结构整体模型施工张拉试验

宝安体育场车辐式张拉屋盖结构呈椭圆形马鞍面,索力分布不均匀。为制定一种索力控制精度高、对张拉设备要求低的张拉施工方法,进行了宝安体育场屋盖结构模型整体张拉试验及模拟分析,验证了 “定尺定长设计与张拉技术”能够准确获得设计初始态预应力。该方法对索材定长下料,在施工现场不调节索长,具有张拉过程简单,便于控制索力的优点。试验模拟了张拉径向索、顶升飞柱、张拉环索、隔榀张拉径向索4种张拉方案,结果表明：张拉过程中上径向索具有“张紧-松弛-张紧”的变化过程;上径向索松驰时,飞柱会出现倾斜的现象,倾斜角度可达0.1rad;4种张拉方案的操作难易程度有明显差异：张拉径向索方案所需的张拉力大,但是操作过程简单;顶升飞柱和张拉环索方案所需张拉力小,但需对结构节点和张拉设备做特殊设计;隔榀张拉径向索方案的工期最长。通过对上述4种张拉方案以及由张拉径向索方案演化出的3种分批张拉径向索方案的数值模拟分析和对比,为宝安体育场屋盖结构实际施工制定了张拉径向索的方案。     

济南奥体中心体育馆大跨度弦支穹顶预应力拉索施工

济南奥体中心体育馆采用大跨度弦支穹顶结构.结合工程结构特点,对张拉方案进行优化比选,最终确定选择径向钢拉杆张拉法进行预应力拉索施工.在结构进行正式张拉前,采用虚拟张拉技术进行施工全过程的模拟分析.同时根据施工现场情况,详细阐述了拉索安装和张拉的施工要点,并对张拉设备进行了创新设计.索力监测结果和撑杆垂直度均满足规范要求.