《工业化建造技术的几点新进展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业化建造技术的几点新进展（100页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工业化建造技术的几点新进展背景工业化建造技术已成为行业未来发展的共识。但对于常规结构存在结构笨重、运输安装成本高、自动化制造技术不成熟等问题，真正实现工业化建造和智能建造须进行系列的技术创新：l结构的高强化、轻型化l构件通用化l安装便利性l造价可控性l智能建造技术桥梁上部及小型构造物工业化建造技术低高度密肋式T梁上部结构成套技术研究新型钢板组合梁工业化建造技术研究全体外预应力超薄型节段箱梁工业化建造技术研究桩板式路基工业化建造技术研究装配式通道工业化建造技术研究背景桥梁下部工业化建造技术公路桥梁预制管桩工业化应用技术研究公路桥梁预制承台工业化应用技术研究公路桥梁预制桥墩工业化建造技术研究公路桥
2、梁预制盖梁工业化建造技术研究公路桥梁装配式桥台工业化建造技术研究背景 新建高速公路桩板式路基技术内容提要内容提要高性能LP耐候钢技术应用12345UHPC-RC组合结构技术高强砼预制墩及连接技术山区组合桥梁新技术6智能建造技术1.1、技术背景桩板式无土路基结构：采用预制管桩+预制桥面板的小型桥梁结构形式，代替传统的填土路基。具备工业化建造程度高、施工快速和造价可控的优势，有望成为公路工程绿色施工与保护土地资源的理想方案。1、新建高速公路桩板式路基技术u合枞高速概况合肥至枞阳高速公路共布设桩板式路基12.986公里，为目前全国采用桩板式路基里程最长的一条高速公路。桩板式路基全宽25.5m，单幅宽
3、度12.74m。结构采用横向三桩，为国内新建高速公路首次大范围采用桩板式路基结构。25.5m1.1、技术背景1、新建高速公路桩板式路基技术桥面板采用工业化模式配筋1.2、设计与施工1、新建高速公路桩板式路基技术外套钢管橡胶条抱箍托盘连续墩桩板连接1.2、设计与施工1、新建高速公路桩板式路基技术湿接缝采用钢筋环形搭接连接，接缝带底托，无需吊模，方便施工。1.2、设计与施工1、新建高速公路桩板式路基技术桩基础施工：根据地质条件可采取打入法或植入法的施工方式、快速环保。预制板安装：柱顶设置安装临时抱箍和支撑横梁，采用吊车等常规方式安装。1.2、设计与施工1、新建高速公路桩板式路基技术1.3、试验研究
4、桩板接头疲劳试验20001500500500基座1、新建高速公路桩板式路基技术采用MTS1000kN的疲劳作动器，在试件的顶面进行加载，在模型两端加载位置需设置加载分配梁。桩板接头截面的弯矩和轴力加载由P1和P2实现。经计算：P1=212.25KN，P2=158.65KN进行疲劳试验时，以轴力的10%作为疲劳荷载的下限，疲劳荷载上限相应增加，使疲劳荷载幅值保持不变。1.3、试验研究桩板接头疲劳试验1、新建高速公路桩板式路基技术疲劳试验结束时接头混凝土外观在疲劳试验过程中，各测点的应力随荷载呈线性变化，结构处于弹性工作状态。经过200万次疲劳循环荷载的作用，结构未发生钢筋断裂或混凝土破坏，也未发
5、现模型结构有裂缝产生。综上，桩板连接接头的疲劳性能满足使用要求。1.3、试验研究桩板接头疲劳试验1、新建高速公路桩板式路基技术试件与疲劳试验的试件相同，在管桩外围另浇混凝土，提高管桩的承载能力，使破坏发生在接头部位。1.3、试验研究桩板接头极限承载力试验1、新建高速公路桩板式路基技术加载方式：采用两台试验机作动器加载，以试件为中心，对称布置。首先两台作动器同步加载，使桩板接头1-1截面受到指定轴力1000kN作用；然后一台作动器逐级增大荷载，另一台作动器逐级减小荷载，使1-1截面保持轴力不变，弯矩逐渐增加，直至结构发生破坏。1.3、试验研究桩板接头极限承载力试验1、新建高速公路桩板式路基技术试
6、验结果：（1）弯矩为120kNm时，在桩板接头的受拉侧发现裂缝，裂缝宽度约0.1mm。1.3、试验研究桩板接头极限承载力试验1、新建高速公路桩板式路基技术试验结果：（2）弯矩为210kNm时，接头受拉侧的裂缝明显变宽，裂缝扩展明显变快。（3）弯矩加至345kNm时，接头受压侧混凝土压溃、剥落，结构承载力下降。初始加载时静载破坏时1.3、试验研究桩板接头极限承载力试验1、新建高速公路桩板式路基技术结论：频遇组合下，桩板接头所受最大弯矩为108.4kNm，理论计算裂缝宽度为0.15mm。基本组合下，接头最大弯矩为167.6kNm，理论抗力为187.3kNm。实际抗力345kNm为基本组合接头内力值
7、的2倍，桩板接头承载力满足要求。受压侧受拉侧1.3、试验研究桩板接头极限承载力试验1、新建高速公路桩板式路基技术 新建高速公路桩板式路基技术内容提要内容提要高性能LP耐候钢技术应用12345UHPC-RC组合结构技术高强砼预制墩及连接技术山区组合桥梁新技术6智能建造技术耐候钢在大气腐蚀条件下，其腐蚀产物和基体之间能够形成一层致密、连续、合金元素Cu、Cr、P等富集的内锈层，凭借该层锈的保护，该耐候钢显示出良好的耐大气腐蚀性能。Q345普通钢锈层组织Q345耐候钢锈层组织我国桥梁用结构钢（GB/T7142015），参照ASTMG101标准，对耐候钢耐腐蚀性指数I要求大于6。2.1、耐候钢的原理简
8、介2、高性能LP耐候钢技术应用 传统耐候钢与高性能耐候钢特点传统耐候钢高性能耐候钢焊接性能差低碳含量（0.08%），采用先进的TMCP生产工艺低温韧性不足除优良的耐候性能外，钢材的强度、焊接性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变性能、疲劳性能以及持久强度等方面都较普通钢材得到较大改善厚度效益明显耐候性不足综合成本高Q500qENHQ345q山海关暴晒对比图（7年）高性能耐候钢与传统耐候钢对比 总结：与传统耐候钢相比，高性能耐候钢综合性能得到较大改善。2.2、高性能耐候钢的优势2、高性能LP耐候钢技术应用 LP纵向变厚钢板采用变厚度轧制技术生产，该技术是在轧制过程中连续、动态改变辊缝，从而使轧件厚
9、度得到连续改变的一种新型轧制方法。LP钢板主要类型2.3、LP纵向变厚钢板技术优势2、高性能LP耐候钢技术应用 LP钢板是一种减量化、节约型钢板，材料利用率高，在日本和德国、法国、英国、卢森堡以及荷兰等欧洲国家应用广泛，但是在国内钢板属于萌芽阶段。2.3、LP纵向变厚钢板技术优势2、高性能LP耐候钢技术应用 2.3、LP纵向变厚钢板技术优势lLP钢板优势生产减量化：根据受力状况来设计钢板形状及厚度、尺寸并减少焊缝,是节省钢材、减轻结构重量的绿色钢产品。加工安装方便：省去不同厚度钢板之间的焊接和焊接点附近的机械加工。良好的抗疲劳性能：减少燥缝,避免在高应力区施焊,提高构件或节点在循环荷载作用下的
10、抗疲劳性能。综合效益良好：制造和加工费用较高,但如果考虑材料节约，焊缝减少的全寿命周期成本,使用钢板大大提高结构综合效益。2、高性能LP耐候钢技术应用 G5011芜合高速公路林头至陇西立交段改扩建工程全线共计24座免涂装耐候钢钢板组合梁支线上跨桥，基本跨径为(2x35)m/(25+35+35+25)m，耐候钢量约为3000t，其中纵向变厚度LP耐候钢板约1920t。8.5m宽标准横截面12m宽标准横截面2.4、高性能LP耐候钢技术应用2、高性能LP耐候钢技术应用 芜合免涂装耐候钢板梁桥施工现场2、高性能LP耐候钢技术应用 芜合免涂装耐候钢板梁桥施工航拍照片2.4、高性能LP耐候钢技术应用2、高
11、性能LP耐候钢技术应用 顶板LP钢板（单侧变厚）腹板LP钢板（双侧变厚）底板LP钢板（单侧二次变厚）变厚LP底板2.4、高性能LP耐候钢技术应用LP变厚钢板2、高性能LP耐候钢技术应用 梁端挡水板设计梁端局部涂装耐候高强螺栓构造细节设计2.4、高性能LP耐候钢技术应用2、高性能LP耐候钢技术应用 芜合上跨免涂装耐候钢板梁桥航拍照将高性能耐候钢用于常规组合梁桥中，可以充分发挥材料与结构两者优越性能，进一步增强经济效益。2.4、高性能LP耐候钢技术应用改造速度快：减少现场和工厂涂装，焊接预热温度低。对环境影响小：涂装释放挥发性有机物，耐候钢可以减少或避免涂装，对环境影响小。初期成本略高：耐候钢比普
12、通钢材质价格略高。2、高性能LP耐候钢技术应用 免涂装耐候钢桥设计方法日本1985年，日本制订了无涂装耐候性桥梁设计施工要领，规范规定了免涂装耐候钢桥应用条件、结构设计要点，并形成了后期维修养护办法，并指出在设计中不考虑锈蚀厚度。美国美国FHWA提出的高性能钢设计指南设计提出要求，对于38mm厚度以上的钢板，制造误差会弥补腐蚀的损失，不考虑腐蚀作用，当钢板厚度小于38mm时，每个暴露表面需要增加0.8mm厚度以抵消腐蚀作用。欧洲BS5400规范在设计耐候钢桥梁时分别对不同环境等级中容许腐蚀厚度进行了规定：我国桥梁用耐候钢相关规定较少，尚未形成相应的规范和指南。我国桥梁用耐候钢相关规定较少，尚未
13、形成相应的规范和指南。2、高性能LP耐候钢技术应用 正在开展的工作l科研：免涂装高性能耐候钢在钢板梁中的应用研究l指南标准：1、适应于安徽地区高性能耐候钢常规组合梁桥设计指南2、免涂装高性能耐候钢组合梁桥制造、施工安装工艺3、免涂装高性能耐候钢组合梁桥管理养护体系l相关试验：1、芜合高速沿线耐候钢挂片试验研究2、耐候高强螺栓连接件拉伸试验3、耐候钢焊接部位力学试验4、耐候钢室外加速腐蚀试验藏木雅江特大桥从发展趋势来看，国外己将耐候钢逐渐当作一种普通桥梁用钢来广泛使用，我国关于耐候钢在桥梁工中的应用比发达国家要滞后很多。设计总院近年来致力于免涂装高性能耐候钢在钢板梁中的应用研究，积极推动耐候钢桥
14、梁在我国规模化应用。2、高性能LP耐候钢技术应用 新建高速公路桩板式路基技术内容提要内容提要高性能LP耐候钢技术应用12345UHPC-RC组合结构技术高强砼预制墩及连接技术山区组合桥梁新技术6智能建造技术装配式钢管混凝土格构墩装配式型钢混凝土组合式桥墩适应与山区的组合梁上部结构需求方案工业化采用工业化的方式，解决山区复杂环境下的桥梁建造；针对山区运输路线复杂，运输困难的问题，对传统工业化进行改进；将桥梁建造与山区景观的融合，实现“桥入景，桥即景”的效果；针对不同环境、不同景观条件性将工业化建造与环境融合；通过对工业化建造及施工技术的改进，降低对环境的破坏和影响。3、山区组合桥梁新技术装配式钢
15、管混凝土格构墩，由盖梁、格构墩柱与承台等构造组成。钢管混凝土柱由钢管内包空心混凝土组成。柱间采用K型支撑。能充分利用混凝土优异的受压性能，并且钢管与混凝土的结合能解决钢管的局部稳定性问题。3.1、装配式钢管混凝土格构墩3、山区组合桥梁新技术墩柱采用SC定型管桩，格构墩在工厂分节段预制，施工现场拼装，无需现场浇筑混凝土。采用空心高强混凝土截面，自重轻，刚度大。根据不同墩高与施工吊装重量，进行分段，一般可分为34段，每节段长1015m。节段之间采用法兰连接。节段3.1、装配式钢管混凝土格构墩3、山区组合桥梁新技术目前，装配式钢管混凝土格构墩已在黄千高速中应用。上部结构采用我院成熟钢板组合梁通用图。
16、下部结构装配式钢管混凝土格构墩。桥型布置图结构分析模型3.1、装配式钢管混凝土格构墩3、山区组合桥梁新技术桥墩部位单位格构墩混凝土高墩盖梁砼m3/m20.90.1钢筋kg/m214.315.72钢材kg/m2系梁砼m3/m20.0320.025钢筋kg/m22.542.06桥墩砼m3/m20.080.13钢筋kg/m216.45钢材kg/m211.3桩基砼m3/m20.180.29钢筋kg/m21.553.2建安费元/m218072480.6黄千高速下部结构建安费用比较表装配式钢管混凝土格构墩在造价与施工速度上均具有优势。3.1、装配式钢管混凝土格构墩3、山区组合桥梁新技术安徽省芜黄高速公路公路根据30米以上高墩的工业化建造需求，提出了一种装配式型钢混凝土组合式桥墩进行可行性研究。基本思路是以快速施工为出发点，通过预制化与钢结构相结合，解决大尺寸高墩桥梁的工业化建造方式，同时不降低桥墩的力学性能和耐久性能。其构造包括内外侧预制混凝土板，工厂组拼的型钢组件和后灌注混凝土组成。现场的工作主要为构件安装和填充混凝土。3.2、装配式型钢混凝土组合式桥墩3、山区组合桥梁新技术该结构在日本已大量应
