深圳证券交易所营运中心超长悬挑钢结构整体卸载及同步监测技术

深圳证券交易所营运中心抬升裙楼采用超长巨型悬挑钢桁架结构体系,桁架下弦距地面36m,由6类14榀巨型钢桁架构成,悬挑22m,是世界上最大的空中花园。施工过程中,钢结构卸载是关键。结合超长悬挑裙楼钢结构卸载,详细介绍了卸载工艺,并总结卸载过程中结构的监测重点和监测方法。指出卸载过程中同步监测的必要性和重要性。     

临港科创城A0202地块非直角双边大悬挑钢结构卸载施工监控

临港科创城A0202地块裙房1采用了非直角双边大悬挑桁架结构体系,桁架安装过程中采用16个临时支撑,结构安装完成后依次卸载.介绍了裙房1悬挑结构卸载过程应力监测系统,基于实时监测数据,对比卸载过程模拟计算结果,分析了卸载过程应力状态,并对受力构件进行预警评估.结果表明,卸载过程受力状态与理论预测结果较吻合,监测系统能较好地用于指导现场施工,结构处于安全可控状态.     

某购物中心三期悬挑钢结构施工监测

某购物中心三期钢结构悬挑部分跨度大、自重大,为把控施工过程中特别是施工卸载时悬挑钢结构的受力性态,制定结构关键部位应力和位移监测方案,对结构进行实时施工监测。监测结果表明,施工卸载时结构应力变化和挠度均较小,后续施工过程中结构应力变化最大值为38.1MPa,应力变化主要由结构自重增大和温度变化引起。本工程监测结果对类似工程具有一定参考价值。     

某超高层建筑悬挑钢结构施工模拟分析及现场监测

某超高层建筑10 ～ 25层为悬挑钢结构,采用大悬臂转换钢桁架结构体系.该悬挑钢结构施工时采用钢桁架胎架进行支承,悬挑部分安装焊接完毕后拆除胎架(卸载).为保证结构质量及施工安全,施工前对施工过程进行精细的有限元模拟分析,掌握了结构在卸载过程中的受力状态变化规律,并在施工中对关键区域进行了应变及变形监测.验证了采用施工仿真模拟-现场监测-施工后补充分析的方法可以合理地制定施工方案,可靠地保证施工安全及质量,是一种保证重要结构安全性的综合方法.     

中广核大厦超长悬挑钢结构施工阶段监测及计算模拟分析

中广核大厦结构形式新颖,其北楼自10层到屋顶层为悬挑钢结构,采用大悬臂钢桁架结构体系。该超长悬挑钢结构重量大,卸载施工过程中,结构受力状态经历突变,转换节点应力状态复杂。为了保证结构安全,对该超长悬挑钢结构进行了施工阶段监测及施工模拟分析。分析及监测结果表明:中广核大厦超长悬挑钢结构转换节点受力状态合理;通过桁架受力机制很好地控制了悬挑结构的应力水平及变形幅值;结构受力状态与设计意图相符。验证了采用施工仿真模拟-现场监测-施工后补充分析的方法,可以合理地指导施工方案的确定、保证施工安全及质量、有效地验证设计意图的实现状况,是一种保证重要结构安全性的综合方法,该监测系统和方法可以用于类似的大型钢结构工程的实施。     

福州海峡奥体中心体育场卸载过程分析及监测北大核心CSCD

大跨度钢网壳屋盖结构在卸载过程中的受力状态与成型后的受力状态相比有很大变化。以福州海峡奥体中心体育场为例,建立体育场卸载过程模拟的有限元模型,分析了结构在卸载过程中的位移和应力变化趋势,并在监测过程中考虑温度对结构卸载过程的影响。结果表明,钢罩篷临时支撑卸载后,其主要杆件内力相对于卸载前的应力变化较大,但所有杆件的应力随卸载过程的进行变化都比较平缓,监测的应力-应变曲线在结构设计范围之内;悬挑端监测点均较卸载前产生向下的竖向位移,结构变形值和计算值吻合,说明采用有限元模拟结构卸载过程可行,所采取的结构卸载过程监测方法能够有效地反映结构的内力和位移变化。     

大悬挑结构临时支撑卸载施工技术

对于大悬挑钢结构施工,如采用单元吊装的安装方法,由于临时支撑的使用,结构在施工阶段的受力状态与最终的设计受力状态存在很大差异。临时支撑的卸载是结构由施工状态向设计状态转变的关键,卸载工序十分复杂。结合具体工程的结构特点和现场条件,介绍了针对临时支撑的分区、对称、同步、分级卸载技术。采用软件分析卸载过程中结构系统的应力状况和位移控制值,运用千斤顶作为主要卸载工具,选择合理的卸载顺序,精心组织现场施工,对临时支撑成功地进行了卸载。在卸载阶段对主体结构进行了健康监测,监测结果表明卸载后钢屋盖的应力和变形均符合设计要求。另外,也介绍了卸载过程中的安全技术措施和应急预案。     

基于MIDAS/GEN软件数值模拟分析施工安全——以某大厦裙楼结构局部改造施工工程为例

为某大厦裙楼结构局部改造制定的切割加固施工方案提供依据,采用MIDAS/GEN软件进行施工过程数值仿真分析。分析结果表明:在整个施工过程中结构悬挑梁端竖向变形最大,总体上变形呈缓慢增大趋势;在影厅楼板敲除、次梁切除和脚手架卸载3个施工阶段观测点的内力及变形变化量较大,施工过程应引起重视。建议:施工过程应进行必要的变形和应力监测,以确保整个施工过程的安全。     

重庆大剧院大悬挑结构卸载分析

为了解决大悬挑结构卸载过程中存在的技术难题,采用有限元分析软件ANSYS对重庆大剧院大悬挑结构卸载过程进行了数值模拟分析,根据分析结果确定了拆除临时支撑的合理顺序;采用以变形控制为主、受力控制为辅的双重控制路线,通过与实际施工中的实测值进行对比,确定采用分次、分步的方法进行施工,确保卸载过程中结构的变形和受力始终处于安全范围之内.分析结果表明:该理论模型能较好地模拟大悬挑结构的实际状态.     

深圳证券交易所营运中心钢结构施工技术

深圳证券交易所营运中心工程采用型钢混凝土结构,其裙楼部分为巨型悬挑钢桁架结构,工程体量大,施工难点多。为解决悬挑平台的施工难题,使用了两台M1280D塔式起重机进行钢结构吊装。详细介绍了裙楼的预变形分析,裙楼钢结构的安装,巨型节点的拼装技术,超厚钢板的焊接技术及砂箱卸载技术等多项关键技术,创下了诸多工程亮点,保证了钢结构工程施工进度和工程质量。     

某大跨度钢网架结构施工监测及模拟

对某大跨度复杂钢网架结构进行施工过程跟踪监测,包括钢构件吊装过程中的敏感及重要构件的应力变化监测,临时支承点拆除时结构支承点的变形监测及大型焊接球整体提升焊接时焊接环的变形监测。监测结果表明:应力及变形均在合理范围之内,并最终稳定于某一值,监测效果良好。对结构在施工中各种工况下的应力及变形进行了有限元仿真分析,将实测应力值和变形值与有限元分析结果进行比较,基本吻合,表明有限元分析较好地模拟了施工过程中的应力及变形变化。     

哥斯达黎加国家体育场罩棚钢结构落架监测

哥斯达黎加国家体育场罩棚采用预应力钢桁架拱结构,跨度286 m。采用支架拼装和分级落架施工,在落架过程中,采用磁变式无线应力监测系统进行实时应力监测,采用智能全站仪进行变形监测,为落架工作的顺利进行和罩棚结构的安全使用提供技术保障。研究结果表明,监测结果与理论计算结果吻合较好,表明钢结构罩棚塔架成功。     

天津津塔超高层钢结构中受荷钢板力墙的焊接技术

天津津塔工程核心筒钢板剪力墙是当今全球最高的纯钢板剪力墙体系.从焊接方案分析、焊接节点优化设计、焊接工艺措施、焊接应力监测、焊接质量分析、焊接材料的选用等各方面阐述津塔钢板剪力墙在结构荷载下的焊接技术,尝试将振弦式应力传感器应用于焊接应力监测,结合焊接应力监测结果改进焊接应力控制措施,强调焊接过程中规避焊接裂纹的发生以...     

关角隧道F2–1断层破碎带支护结构优化设计

 依托关角隧道F2–1断层破碎带段,开展断层破碎带隧道支护结构优化设计研究。对采用原设计方案的支护结构位移、围岩压力、钢架应力、锚杆轴力进行现场监测,结果表明：施工工序对支护结构影响明显;钢架最大应力超过钢架强度,围岩压力分布不均匀,锚杆作用效果不明显,说明现有的施工方案无法满足施工安全要求,需要及时对其调整;经综合分析,提出提高钢架刚度、设置临时横撑、边墙小导管注浆等一系列改进措施,并采用数值计算软件FLAC3D验证其可行性。通过现场实施及监测结果的反馈,证明改进措施效果明显,研究成果可为断层破碎带隧道支护参数的确定提供理论依据和基础数据。     

Separation and extraction of bridge dynamic strain data

Through comparing the measured data of dynamic strains due to loading and temperature by the stain gauge and temperature sensor at the same location, the information in the strain data was divided into three parts in the frequency domain by using the defined index named power spectral density (PSD)-ratio index. The three parts are dominated respectively by temperature varying, stresses, and noises and thus can be distinguished from the determined the separatrix frequencies. Also, a simple algorithm was developed to separate the three types of information and to extract the strain caused mainly by structural stresses. As an application of the proposed method, the effect of strain deformation and noises on the fatigue assessment was investigated based on the separated data. The results show that, the determined values of separatrix frequencies are valuable for the monitoring data from other bridges. The algorithm is a multiresolution and hierarchical method, which has been validated as a simple and effective method for data analyses, and is suitable for the compression and preprocessing of the great amount monitoring data and easy to be integrated into the structural health monitoring (SHM) soft system. The strain due to temperature varying attributes a little to the errors of fatigue assessment; however, the noises or random disturbance existed in the monitoring data have much responsibility for the errors, and the main reason is that the random disturbance shifts the real strain/stress amplitude picked up by real structural stress or strain.     

Separation and extraction of bridge dynamic strain data

Through comparing the measured data of dynamic strains due to loading and temperature by the stain gauge and temperature sensor at the same location, the information in the strain data was divided into three parts in the frequency domain by using the defined index named power spectral density (PSD)-ratio index. The three parts are dominated respectively by temperature varying, stresses, and noises and thus can be distinguished from the determined the separatrix frequencies. Also, a simple algorithm was developed to separate the three types of information and to extract the strain caused mainly by structural stresses. As an application of the proposed method, the effect of strain deformation and noises on the fatigue assessment was investigated based on the separated data. The results show that, the determined values of separatrix frequencies are valuable for the monitoring data from other bridges. The algorithm is a multiresolution and hierarchical method, which has been validated as a simple and effective method for data analyses, and is suitable for the compression and preprocessing of the great amount monitoring data and easy to be integrated into the structural health monitoring (SHM) soft system. The strain due to temperature varying attributes a little to the errors of fatigue assessment; however, the noises or random disturbance existed in the monitoring data have much responsibility for the errors, and the main reason is that the random disturbance shifts the real strain/stress amplitude picked up by real structural stress or strain.     

厚板焊接残余应力有限元分析

根据热弹塑应力理论、有限元增量理论,利用大型有限元软件ANSYS对于厚板建立有限元模型,模拟分层焊接过程,查看不同分层过程对厚度方向残余应力分布的影响。研究I形、V形、X形坡口焊接,分析不同坡口形式对焊接残余应力的影响。分析结果表明,厚板分层焊接能降低焊接残余应力,坡口的选择对残余应力有明显影响。为残余应力的理论分析提供参考。     

薄壁钢管残余应力有限元分析

根据热弹塑性应力理论、有限元增量理论 ,利用大型有限元软件ANSYS对直焊缝薄壁钢管进行残余应力分析 ,分析结构表明 ,焊接中心残余拉应力最大 ,截面上拉压应力交替出现 ,并与试验结果相比 ,吻合较好 ,为残余应力的理论分析提供参考。     

基于梯度塑性理论的岩样单轴压缩扩容分析

采用梯度塑性理论，对岩样剪应变局部化引起的扩容进行了理论分析。假设岩石的剪切本构关系为弹性-应变软化双线性，局部化启动于应力峰值强度，利用局部塑性剪应变与局部塑性体积应变的线性关系，得到了局部塑性体积应变、局部塑性体积增量及剪胀引起的剪切带总塑性体积增量的解析式，这体现了该理论在研究剪胀问题时的优越性。另外，还得到了弹性阶段及应变软化阶段的轴向应力-体积应变曲线的理论关系。塑性体积应变是专指由剪切带剪胀而引起的，因而，轴向应力．体积应变不具有尺寸效应，与局部化带的尺寸无关，但扩容角、剪切降模量及泊松比却对该曲线有重要影响。在弹性阶段及应变软化阶段轴向应力-体积应变均呈线性。在相同的应力水平下，扩容角越大则剪胀程度越大；剪切降模量越大，剪胀程度越小。在应变软化阶段，泊松比不影响塑性体积应变。     

砂土的压剪效应与渐近状态准则

以往的研究结果表明:砂土在沿着等应变增量比路径加载时存在一个稳定的应力状态,即渐近状态;渐近状态随应变增量比的变化而变化;渐近状态是比临界状态更为广泛的一个概念,临界状态是渐近状态在体应变增量为零时的特殊情况。在一系列应变路径试验的基础上揭示了渐近状态随应变增量比的变化而变化的物理机制是加载过程中的压缩变形与剪切变形的所占比例不断调整的结果,将压缩变形与剪切变形耦合变化的力学行为及其对土的应力应变响应的影响定义为压剪耦合效应(简称压剪效应),在此基础上,提出定量描述渐近状态应力比随应变增量比变化的二维和三维渐近状态准则,并且通过试验结果验证了准则的有效性。