尖湖拱桥拱肋施工监控应力分析

在尖湖桥施工监控中,采用有限元软件建立拱桥结构模型,分别对浇注拱肋混凝土、第一次张拉吊杆和成桥后三种状况下的拱肋进行受力分析计算,并与实际检测数据进行对比。结果表明,拱肋内混凝土刚度对模型结果影响较大;成桥后模型可以模拟拱桥的实际受力状态,并为施工监控提供理论支持。     

斜拉桥塔梁同步施工过程的力学特性

为了研究斜拉桥在满堂支架分段拆除的塔梁同步施工过程中主梁、主塔和斜拉索等结构力学性能的变化,通过Midas/Civil(multitier distributed applications services/Civil)有限元分析软件,实现了斜拉桥施工过程的结构力学性能计算分析。依托亚洲最大转体重量斜拉桥—邹城斜拉桥(主跨为110 m+110 m独塔双柱双跨双索面混凝土斜拉桥)为背景开展研究,采用弹性受压连接单元模拟满堂支架,空间梁单元模拟主梁、主塔,考虑现场实际施工过程,开展了邹城斜拉桥结构受力和变形的数值计算。对比分析了数值计算结果与现场实测数据分析结果。结果表明:拆除满堂支架前后,支架支反力计算值最大增加382 kN,斜拉索索力计算最大变化值占该索索力的0.96%,实测索力最大变化值占该索索力的1.67%,主梁线型实测最大变化值为-7 mm。斜拉桥主梁相应节段的斜拉索张拉完成,是满堂支架分段拆除的塔梁同步施工应用于现场的前提条件。     

大跨度双层张弦网壳施工模拟分析及监控

网壳施工时的受力情况不同于设计状态,应用ANSYS中的生死单元法,对大跨度双层张弦网壳施工进行模拟分析,并对施工全过程进行监测,将模拟计算结果与监测值、设计值进行比较,验证施工方案的可行性,确保了网壳在施工时的安全。实践表明,施工模拟分析和监控的结合,可对施工全过程进行指导和控制。     

横张预应力砼梁关键部位受力性能研究

横张法预应力混凝土属于后张有粘预应力混凝土结构,预应力钢筋张拉有别于常规后张法施工。本文利用ANSYS软件对横张预应力混凝土梁在张拉施工阶段的受力情况进行仿真模拟,研究粘结锚固区域和插销定位区域混凝土受力变形的规律,为横张预应力混凝土结构设计和施工提供参考。     

钢筋桁架混凝土双向叠合楼板承载性能分析

目的验证预制装配式钢筋桁架混凝土叠合双向板的承载能力,为此类装配式混凝土双向叠合楼板在实际工程中的应用以及有限元分析提供参考．方法采用ABAQUS有限元软件,应用生死单元技术模拟其二次受力过程,对沈阳保障性住房惠民工程中的叠合双向楼板进行受力分析,将叠合楼板在不同约束、不同板厚比影响下的受力情况并与现浇楼板进行比较．结果叠合双向板的受力特征和现浇双向板类似;预制层所占厚度比例越小越有利于整体承载能力的提高,但不应小于预制层承担施工荷载时所需要的最小厚度;施工过程中的二次受力有利于叠合板整体承载能力的提高．结论钢筋桁架双向叠合楼板受力性能良好,且现场施工方便,值得在实际工程中推广应用．     

混凝土预制缺口梁试件拉张破裂数值模拟

目的针对混凝土抗压不抗拉的特性,探讨混凝土预制缺口梁断裂过程中裂纹尖端应力分布及裂纹扩展规律．方法采用拉张破裂有限元软件,对预制缺口在梁的顶部和在底部不同位置的模型进行数值模拟,描述拉张破裂后形成的不连续面．结果得出了不同方案中预制梁受拉破裂的破坏形式．缺口到梁跨度中心线的距离越小,梁试件底部拉应力区域越小;缺口到梁跨度中心线的距离越大,梁试件底部的拉应力区域越大．结论由不同方案破坏形式可以看出,缺口梁受拉应力作用发生破裂,形成不连续面;随着破裂面的形成与发展,混凝土梁的结构形式发生相应改变,导致应力状态随之调整．缺口的位置直接影响梁结构的破裂方式,缺口到梁跨度中心线的距离在一定的范围内,缺口控制着梁破坏的形式,破裂沿缺口发展;超出范围以后,缺口的存在不影响梁的破坏形式,破裂的形成、发展形式与无缺口梁的破坏形式相同．     

非对称预应力钢绞线伸长值计算与施工控制

桥梁工程后张法预制预应力箱梁施工中,预应力钢绞线非对称布置形式普遍存在,通过对其进行变截面受力分析,使通过计算的理论伸长值数据更加趋于合理。并对施工过程中各个环节加以控制,确保预应力钢绞线的施工质量。     

微平面模型在剪力墙结构计算中的应用

在适用于剪力墙结构非线性分析的分层壳墙单元模型基础上,对其中的混凝土本构模型和钢筋本构模型进行讨论,采用一种能较好的模拟混凝土在多轴复杂应力状态下特性的microplane模型和一种能够全面反映钢筋在往复载荷下各种复杂受力特性的钢筋本构模型,分别模拟混凝土和钢筋的力学行为特征.利用所提模型进行实例建模,结果表明,该模型能准确模拟剪力墙在各种受力状态下的单向和往复力学行为,可应用于剪力墙结构的非线性有限元分析计算.     

基于无应力状态法的下承式拱桥吊杆张拉次序优化

太和三桥为主跨152 m 的下承式钢管混凝土系杆拱桥,吊杆张拉施工时采用无应力状态控制法,以 成桥时吊杆实际内力与设计值的误差小于2% 为目标。由于系杆拱桥吊杆长度较短,张拉时锚头拔出量或回缩 量不易控制,容易产生较大误差,提出将伸缩量换算为张拉力进行施工控制,并对不同的吊杆张拉次序进行 对比分析,确保结构整体受力合理、张拉过程安全。建立全桥有限元模型,分析4 种张拉方案下的成桥吊杆 力、拱肋位移、系梁位移、拱肋应力和系梁应力。结果表明,四种方案的成桥吊杆力与设计成桥吊杆力都相 当接近,相比较而言,方案3 的成桥拱肋线性良好,系梁位移及应力值在张拉过程中变化相对平缓一些。     

大跨度T构桥箱梁悬臂施工线形控制方法探讨

T构桥、连续刚构采用挂篮悬臂分段浇筑的施工控制过程是一个复杂的过程,是该桥型施工的重点和难点.箱梁施工过程中在混凝土浇筑,挂篮荷载,施工荷载,预应力张拉,混凝土收缩及徐变、温度以及体系转换诸多因素的影响下,保证桥梁线形及受力状态符合设计要求,是施工中必须认真解决的关键技术问题.本文探讨了该类桥型主梁悬臂施工中挠度变形的...     

降雨作用下裂缝对杆塔基础滑坡影响的物理模型试验

随着全国联网工程的实施,杆塔不可避免地建设在陡坡、山脊、滑坡等地质灾害易发区域,在降雨的影响下,滑坡的变形甚至失稳会直接影响杆塔的安全,从而对电力系统和社会经济的发展造成巨大的影响。本文以燕子滑坡及杆塔基础为研究对象,基于物理模型试验,研究了极端降雨作用下不同相对位置杆塔基础滑坡有裂缝时的失稳过程。首先,设计了杆塔基础滑坡的物理模型试验方案,其次,分析了降雨过程中杆塔基础滑坡的宏观现象以及滑坡体和杆塔基础变形和力学特征的变化过程,最后,总结了降雨作用下杆塔基础滑坡成灾模式的分析流程。结果表明,降雨作用下,预制裂缝为雨水提供了优势渗流通道,使得预制裂缝深度、宽度逐渐扩大,并向滑坡右端逐渐延伸并贯通,导致右端坡脚局部发生失稳而形成多级局部牵引滑动破坏;滑坡上的杆塔基础和滑坡外的上部杆塔都随着滑坡一起向下滑移并发生向后倾倒,后者发生的时间晚于前者,但滑坡外的底部杆塔基础在整个过程中没有发生破坏。此外,降雨作用下燕子杆塔基础滑坡有裂缝时应以局部滑坡的变形和稳定性来分析杆塔基础的成灾模式。本文的研究成果可为杆塔基础滑坡实际工程提供一个直观上的认识和技术上的支撑。     

基于数字孪生的装配式钢节点混凝土框架结构建造技术

与传统现浇框架结构相比,装配式钢节点混凝土框架结构建造速度更快,但框架钢连接节点处存在应力突变,因此,有必要采用基于数字孪生的手段监测该实际工程结构的施工过程,以获得钢节点对结构性能的影响。基于BIM、有限元和传感器等技术搭建了基于数字孪生的新型装配式钢节点混凝土框架结构的智能建造框架,从物理数据收集、虚拟模型建立、模型信息交互3个方面提出基于数字孪生的建筑结构智能建造实现方法。在新型装配式钢节点混凝土框架实际工程建造阶段,采用传感器技术实现工程中关键点数据的实时监测,并将其与BIM和有限元数据进行比较,进一步调整与修正物理模型中的框架结构受力情况,最终实现装配式钢节点混凝土框架数字孪生模型的建立和应用。研究表明,该数字孪生模型能有效对新型装配式钢节点混凝土框架结构进行实时监测,实现基于传感器网络和时空参数分析的危险点预测,有效减少资源消耗,为该结构的应用提供有效数据信息。     

基于MOPSO算法的斜拉桥索力优化分析

针对斜拉桥设计和监控计算中合理成桥状态和施工状态索力的确定问题,提出了一种基于MOPSO算法的斜拉桥索力优化方法。该方法在PSO算法的基础上通过增加外部储备集和优化更新策略来适应多目标、多约束的索力优化,较单目标优化方法仅有单一解的局限性,MOPSO算法考虑因素更全面,得到的Pareto最优解集可供决策者根据经验进一步筛选。采用Python编程语言,联合有限元软件编写基于该方法的优化程序,选取主塔、主梁的弯曲应变能之和,主塔成桥后在恒载作用下的纵桥向位移平方和作为目标函数,以施工过程及成桥后结构处于安全状态和索力总体分布均匀作为约束条件。工程算例优化结果表明,该方法能够快速搜寻到Pareto最优解集,并从中筛选出最优解,其结构应力处于安全范围,主塔线形合理,索力总体分布均匀。该方法可应用于斜拉桥成桥和施工阶段索力的确定及梁拱组合体系桥梁吊杆索力的确定。     

软基差异沉降对现浇梁质量影响数值模拟研究

为了掌握软基差异沉降对现浇梁体质量的影响,运用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,通过分析不同龄期、不同差异沉降条件下,早龄期混凝土梁构件的应力应变的变化规律。结果表明:在混凝土早龄期阶段受到过大的不均匀位移荷载,现浇梁体内部将出现塑性区,这将对预制梁的质量造成重大的危害。采用极限压应变作为判据时,结构物在1 d龄期能够承担的最大差异沉降为12 mm,在2 d龄期能够承担的最大差异沉降为14 mm,在3 d龄期时能够承担的最大差异沉降为14 mm,在7 d龄期能够承担的最大差异沉降为15 mm,在2 8d龄期能够承担的最大差异沉降为17 mm。     

基于无应力状态量的平面梁节段预制构形计算方法

为探讨平面梁单元无应力状态量与单元预制构形的关系,通过分析平面梁单元在节点位移下的几何构形变化,建立了平面梁单元预制构形参数与单元无应力状态量之间的数学关系,并以悬臂梁为例,以两种线形为输入,对关系式进行验证。结果表明,单元无应力构形与单元无应力状态量之间相互对应,不同的单元无应力状态量对应不同的单元预制构形;两种线形对应的单元预制构形不相同,但二者对主梁节段拼装时节点标高控制无本质影响。对实际工程而言,只要确保节点标高满足目标线形标高控制要求,梁段的预制构形可不同。     

BIM技术在装配式建筑中的应用

为了使预制建筑的施工质量和管理效率得到显着提高,从建筑设计、预组件生产、工程建设到整个预制建筑物的维护各阶段分析BIM技术及其应用。并根据每个阶段的建设要求,采用BIM技术制定相应的质量控制流程和相应的有效管理措施,从事前、事中、事后三个方面展开,使预制建筑施工过程中的质量问题得到有效管理。     

改进叠合板式剪力墙受力性能分析

叠合剪力墙结构是一种新型的装配式结构,适应建筑工业化生产的要求,在建筑领域运用越来越广泛。现场常用的叠合剪力墙有两种形式,一种是边缘构件现浇的叠合墙体,一种是边缘构件预制的叠合墙体。边缘构件预制的叠合剪力墙施工更加方便,工厂化生产更具有优势,因此更加值得推广。针对边缘构件预制的叠合墙体,本文提出了一种改进形式。基于Open SEES采用对改进后的叠合板式剪力墙的受力性能进行模拟。模拟结果表明,改进的叠合剪力墙不仅能够提高叠合剪力墙的极限承载力,还能够增强墙叠合剪力墙界面抗剪能力。     

混凝土结构模板支撑体系施工控制技术研究

以某公共建筑施工所用高支模体系为背景,研究在混凝土浇筑过程中模板高支撑体系的内力与位移响应。利用有限元软件建立计算模型,对模板高支撑体系进行模拟分析,确定施工过程中结构的应力变化以及变形最大的区域,为施工监测提供理论依据。最后进行模拟计算结果与施工监测结果的对比分析,并说明了两者存在差异的原因。研究结果表明,混凝土浇筑过程中浇筑路径和时间对混凝土结构模板支撑体系应力应变的影响不可忽视。     

面向施工过程模拟研究的自锚式悬索桥试验模型设计与有效性评价

为解决自锚式悬索桥施工过程模拟研究中试验模型的有效性问题,以某在建自锚式悬索桥结构为原型,设计制作了该桥的1/20缩尺模型,利用有限元方法对模型桥的有效性进行了评价;设计了模型桥的配重和测试方案,并依据测试方案对模型桥的空缆线形和主塔动力特性进行测试与分析。结果表明：试验模型的空缆线形和主塔动力特性测试结果与理论设计结果吻合良好,试验模型设计有效。     

覆冰导线静张力对输电塔横担的作用特征

为了研究输电塔横担在覆冰导线作用下的受力变形特征,以在冰灾发生时横担严重破坏的某转角耐张塔为对象,按照模型相似理论制作大比例节段模型,进行模拟导线重覆冰状态下的静力加载试验.考虑连接偏心、节点板厚度和螺栓长度等因素对构件传力路径的影响,建立中横担精细化有限元模型,对试验全程进行模拟并与试验对比.在此基础上通过非线性屈曲计算,获得覆冰导线静张力作用下横担的失效模式及薄弱位置.研究表明：横担主材两端螺栓分别连接在角钢的水平肢和竖直肢上会造成构件各个截面应力状态相差很大并使受压构件在局部位置产生受拉区域.对于斜材,连接偏心引起的弯矩和二阶效应不可忽略,且受压斜材是横担的薄弱环节,斜材稳定承载力的不足会导致横担的整体失效．