大跨度钢桁架桥施工力学效应的数值模拟分析

大跨度空间钢结构在建造过程的结构形状、边界条件、荷载不断变化,对结构的安全有较大影响.文章依据施工力学的理论,通过有限元数值模拟的方法对施工全过程进行了分析,并应用数值模拟分析结果对结构设计优化方向和施工方法提出了指导性意见.     

大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究

采取有限元方法,对大跨度钢结构施工过程进行研究与分析,综合考虑钢结构施工步骤、荷载、支撑条件等因素,对钢结构施工进行全过程的模拟研究。     

弧形预应力混凝土屋面箱梁的施工监测研究

施工监测关系到工程结构的安全,而目前行业内关于建筑工程中弧形预应力混凝土箱梁的工程施工监测研究很少.结合某学生活动中心场馆的工程实际,为确保施工过程的安全,针对屋面结构中受力较大的异形箱梁构件,制定了专门的监测方案,进行施工全过程跟踪监测.采用有限元分析软件Midas Gen对该场馆"蝴蝶形"屋面结构的施工过程进行数值模拟,按照实际施工步骤,利用单元生死技术分析了屋面关键构件箱梁的应力和位移变化过程,并将实际监测数据与数值模拟结果进行对比.研究表明,实际监测结果与模拟结果吻合较好,证明该施工模拟方法的可行性;施工过程中箱梁的应力及位移在可控范围内,满足施工验收要求.该工作和研究成果对建筑工程中类似大型异形构件的设计和施工有重要的参考价值.     

基于向量式有限元的大跨度钢结构施工力学分析方法

针对大跨度钢结构施工容易产生刚体位移等强烈非线性过程的特点,采用向量式有限元分析方法进行施工过程模拟.基于向量式有限元的基本理论,引入张拉索单元,通过控制张拉索单元的原长,实现大跨度预应力钢结构张拉全过程模拟;引入千斤顶单元,实现大跨度钢结构的脱架模拟.在此基础上,利用MATLAB语言编制了基于向量式有限元理论的施工过程分析程序,并通过悬臂梁拼装、索桁架张拉成形以及大跨度张弦桁架的张拉施工过程模拟分析,与传统分析方法进行比较,验证理论推导和自编程序的正确性与有效性.结果表明,采用基于向量式有限元的施工力学分析方法能够准确模拟结构拼装、预应力张拉成形和结构脱架等施工过程.     

空间管桁架钢结构体育馆吊装施工方案对比分析

空间管桁架钢结构施工过程中的事故时有发生，对其进行施工模拟分析有十分重要的工程意义.基于某大跨度空间管桁架钢结构体育馆项目，采用有限元软件Midas/Gen对其拟采用的3种不同施工方案进行了模拟分析，研究其在考虑“路效”和“时效”下不同吊装方案对主体钢结构受力、变形及支撑结构最大支反力的影响；同时，对考虑路径、时间效应所得模型与采用一次性加载法所得模型的计算结果进行了比较.结果表明：不同施工方案对结构构件的应力、变形影响显著；通过对比，可以得到主体钢构件最大应力、最大位移的发展趋势及最优施工方案；考虑路径效应的数值计算方法与一次性加载法得到的计算结果有所不同，前者更贴近结构实际施工状态.通过有限元法能有效提高工程项目施工过程的安全性，给实际施工提供理论依据，并为此类大跨度空间管桁架钢结构合理施工提供技术参考.     

大跨度预应力混凝土曲线连续刚构桥施工控制方法研究

介绍了预应力混凝土曲线连续刚构桥施工控制的特点、原理和方法,根据划分的施工阶段,建立有限元模型,对该桥的施工过程进行仿真分析,通过有限元理论计算结果和施工过程中对主梁线形和内力监测结果的比较,验证了监控方法的有效性,为曲线预应力混凝土桥梁的安全施工和合理成桥状态提供了技术依据,同时给其它大跨度悬臂浇筑连续梁桥的施工控制提供借鉴和参考.     

北京电视中心高层钢结构施工模拟分析

北京电视中心综合业务楼为钢框架支撑体系,采用"上挂下托"新工艺施工.本文使用ANSYS单元生死技术,对北京电视中心超高层钢结构的施工过程进行数值模拟分析.考虑了分层加载,结构刚度逐层修正,详细模拟计算了结构在施工中的应力变化过程,不仅为现场施工及监测提供指导,亦为类似工程设计及安全施工提供了参考依据.     

广州某建设工程绿色施工应用研究

实施绿色施工是可持续发展思想在工程施工阶段的具体应用,对促进建筑业可持续发展具有重要意义.介绍了广州珠江城工程和广州铁路新客站工程实施绿色施工的具体做法,这些节能和环保措施对绿色施工的广泛深入推广具有借鉴意义.     

大型复杂钢结构施工过程计算理论与应用

针对大跨屋盖的结构形式和滑移施工方法的特点,基于非线性有限元理论提出了空间结构滑移施工的数值计算方法,开发了大型复杂钢结构施工过程跟踪计算软件,可以考虑施工过程、施工荷载、边界约束、预张力等因素的影响,实现对结构施工全过程的跟踪模拟分析.通用有限元计算结果证明了该方法的准确性,国家体育馆钢结构屋盖滑移施工过程跟踪现场监测数据结果表明了该计算方法的可靠性与合理性,可为大跨空间结构施工提供参考依据.     

福建省某高速公路匝道桥梁体顶升有限元程序分析

应用有限元分析软件ANSYS建立了桥梁结构的有限元模型,模拟梁体顶升施工过程中箱梁本身及墩体的受力变形情况,对梁体顶升施工现场尺度的把握提供指导,增强了监测的目的性。     

高层钢结构施工过程时变模型理论与跟踪监测

针对混凝土的时变变形对钢管混凝土组合结构施工过程中结构受力的影响,基于CEB-FIP中的混凝土时变模型,提出了对钢管混凝土组合高层框架结构进行施工过程计算的时变模型,以考虑结构的施工顺序和诸如混凝土的收缩、徐变等时变效应的影响以反映此类结构的真实特性.通过某21层钢混组合高层框架结构的数值模拟与现场监测结果的对比表明:提出的分析模型能够真实反映结构复杂的施工过程及材料时变特征和结构几何非线性对结构性能的影响,数值模拟结果表明混凝土收缩和徐变引起的结构变形在高层结构设计中不容忽视.     

盾构近距离侧穿建筑遗产的施工技术分析及保护措施加固效果

为严格控制地表沉降，最大限度地减小施工对不可复制建筑遗产的影响，本文结合郑州地铁3号线近距离侧穿全国重点文物保护单位——二七纪念塔的实际工程，采用数值模拟和现场实测的方法，建立隧道-土体-建筑遗产的三维有限元模型，进行了盾构施工前二七纪念塔周边加固效果分析、施工技术参数优化分析、施工现场实测值与数值计算值对比分析；验证了排桩加固效果、施工技术参数选取的合理性、数值计算和监测数据的一致性。最后，有效的控制了地表沉降，顺利通过二七纪念塔，确保了其安全性和完整性，为同类工程施工提供参考。     

软硬交界隧道近距离下穿建筑物注浆控制及监测管理

城市浅埋隧道在砂类土与基岩交界地层中近距离下穿建筑物,受上部建筑超载、下部基岩爆破扰动等因素的影响,极易诱发各类安全事故。以青岛地铁区间下穿商业建筑为工程依托,通过对地质条件及工程资料的深入分析,提出了"复合锚杆桩+超前深孔注浆+强化补偿注浆"的联合注浆加固技术,并通过精细化数值模拟与现场监测验证,分析了浅埋隧道穿越施工的结构与地层变形规律。结果表明:在基岩上部的软弱砂层中进行高压注浆,易诱发隧道上部的地层出现"M"形抬升变现,导致基础与梁柱构件形成由两边至中间折弯的正曲率形态;超前深孔注浆是改善施工面前方地质条件的重要措施,虽然注浆引起上部地层产生持续隆升,但总体变形量仍在可控限值内;在施工影响敏感区域开展现场监测管理,能够识别和规避地下工程现场作业中出现的不利因素,对注浆工艺和注浆参数进行反向调控,减小因注浆引起的建筑和地基变形问题。     

超高层建筑施工期风载变形的实时动态监测方法与应用

为了研究超高层建筑在施工期风荷载位移变形的监测问题,通过对GNSS-RTK各星系组合的定位测量精度进行对比试验,建立GNSS-RTK三种星系组合实时动态监测方法。进一步,以在建的天津高银117大厦为监测对象,应用该方法对大厦施工期风荷载位移变形进行监测分析。结果表明：GNSS-RTK三星系组合的坐标中误差和定位点云离散度最小,方法精度最高;就不等高同步攀升施工法施工下的大厦风载位移变形而言,其低矮的外框(66层)比高耸的内筒(95层)要大;大厦的外框和内筒均存在横向的位移变形,基于此,施工过程中应适当调整外框与内筒同步攀升的步距,以避免外框与内筒发生碰撞造成结构损伤,确保大厦的安全。     

番禺大桥施工控制

介绍了番禺大桥斜拉桥主梁的施工控制计算方法，主梁标高和索力的监测过程以及施工控制的结果。采用空间杆系结构模型，实现了番禺大桥主梁牵索挂篮悬臂浇筑施工过程的计算模拟，计算了大桥主梁悬臂浇筑的施工全过程。番禺大桥的施工控制结果表明：详细的施工模拟计算和连续监测可保证斜拉桥主梁标高和索力的控制精度，及时地掌握大桥的实际受力状态。     

地铁隧道施工监控量测技术的应用

在城市地铁施工中,保证周围建筑物、地下管线等的安全非常重要。为了安全施工,必须建立起有效的监控量测。介绍了地铁施工中监控量测项目、测点布置、监控网的建立及周围建筑物的监控、量测方法及数据的分析及预测。     

型钢混凝土桁架节点的非线性数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对某工程的大跨度型钢混凝土桁架转换层节点进行了实体非线性数值模拟,得到了按整体模型逐层顺序分析所得节点处各构件内力作用下型钢混凝土节点的应力分布和变形性能。施工阶段对节点的监控结果表明,现场实测结果与非线性条件下数值模拟分析结果吻合较好,可为此类构件的节点设计及其性能分析提供理论参考。     

融雪-降雨型滑坡失稳机理

冻区融雪降雨导致的滑坡对公路交通基础设施的建养造成了巨大威胁,本研究以新疆伊犁地区某公路工程为依托,为此进行现场勘察,建立了新疆某公路6#滑坡监测站,通过建立监测站,对该边坡的位移、水分、温度等信息开展监测,利用该监测站2019年11月至2020年8月整个冻结融化期的监测数据,同时基于geostudio软件的非饱和土分析,将数值模拟土壤含水率变化与现场监测数据进行拟合,建立了有效的数值方法,并对融雪期该边坡在季节性冻土冻融影响下边坡的稳定性进行了分析,研究了融雪期表层边坡土的含水率变化与边坡稳定性的关系,并根据建立模型分析了该滑坡的初始滑动。结果表明：融雪水对土壤含水率的变化起主导作用—融雪水及冻结滞水沿着裂缝优势入渗,在融雪期初期增大土体含水率,增大土体自重;在融雪期维持土体较高含水率,随着连续降雨发生,湿润锋下移,土体孔压增大,形成暂态饱和区,边坡失稳。融雪期长时降雨是该滑坡发生的重要原因。将数值模拟土壤含水率变化与现场监测数据进行拟合,在此基础上进行边坡稳定性分析的方法具有较高可信度,可为该地区之后滑坡预警提供参考。     

盾构穿越既有铁路的地表沉降分析

以天津地铁3号线铁东路站～北站盾构区间隧道为背景,通过现场实测和数值模拟的方法,对盾构施工穿越既有铁路引起的地表沉降规律进行了研究。现场实测数据表明:沿隧道轴线方向不同位置的地表位移变化较大,对于双线隧道施工,后建隧道对先建隧道的土体扰动影响较大。结合现场监测数据及各项施工参数设置,采用ANSYS有限元分析软件对隧道下穿既有铁路的施工过程进行了数值模拟。在此基础上,通过模拟与实测数据的对比分析,总结了盾构隧道施工引起的既有铁路纵向和横向地表沉降规律,为类似工程的设计和施工提供参考依据。     

交互式可视化虚拟施工过程技术研究

提出一种交互式可视化虚拟施工方法,以建筑施工验收规范和土木施工技术为判定,依据建立施工数据库将工程项目建设过程中的外在环境构件、建筑构件等固定对象和搬运、吊装、安装、浇筑等施工过程进行全过程仿真建模,实现交互式施工和操作仿真。并根据施工计划和变动动态优化施工方案,提高施工过程效率,有效减少施工风险、优化施工组织、提高工程质量,为企事业单位降低施工成本和风险。