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集团动态

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集团公司举办第五、第六期技术沙龙

【摘要】:
5月18日,集团公司第五期技术沙龙在公司五楼会议室进行,参会人员约30人,以隋唐洛阳城应天门项目为例,分别由BIM中心计算工程师田建勇——铸钢节点加工制作及分享;BIM中心计算工程师贾腾南——预应力锚垫板工程分享;及钢构分公司技术部副经理马艺谭——BIM技术在钢结构深化中的应用,为大家做精彩分享。集团公司董总参加此次活动。
       5月18日,集团公司第五期技术沙龙在公司五楼会议室进行,参会人员约30人,以隋唐洛阳城应天门项目为例,分别由BIM中心计算工程师田建勇——铸钢节点加工制作及分享;BIM中心计算工程师贾腾南——预应力锚垫板工程分享;及钢构分公司技术部副经理马艺谭——BIM技术在钢结构深化中的应用,为大家做精彩分享。集团公司董总参加此次活动。
       田建勇:铸钢节点加工制作及分析
       (一)
       洛阳市隋唐洛阳城应天门遗址保护展示工程,主体采用钢结构,遗址厅结构采用斜向大跨度钢框架结构。该工程箱形柱、箱形梁连接处、圆管斜撑相贯等节点均为多杆件正交或斜交、尺寸大构造复杂(节点如左图所示),针对这些受力很大的转换节点,一般的工厂焊接无法满足工艺和强度要求,需采用铸钢节点。
       何为铸造?铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇注到铸型中,经冷却凝固、清理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。其本质是利用熔融金属的流动性能实现成形的过程。
       (二)铸钢节点的有限元分析
       铸钢节点满足了工艺要求,但是否满足受力要求,需对其进行有限元分析。集团公司技术部和钢构分公司组成技术小组,采用Midas和Ansys软件,查阅了大量文献,完成了对钢铸节点的有限元分析。通过有限元分析的方法,保证铸钢节点的受力稳定从而达到结构稳定的效果。
       贾腾南:应天门预应力锚垫板工程分享
       (一)什么是有限元?有限元的思想就是把由无限个单元组成的连续体,划分为由有限个只在指定点(节点)连接的单元。使复杂问题简化为适合于求解的问题类型。弹性力学是有限元分析的基础,研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、变形和位移。它以物体内任意一个近似于点的弹性体为研究对象。本构关系和边界条件是求解弹性力学的关键。
       (二)为了形成大跨度遗址保护及展示区域,本工程采用了人字形框架的结构形式,对承台的水平推力达到10800kN。
       由传力过程可以看出,锚垫板是将锚索预应力传递至结构的重要媒介。要保证锚垫板在拉力作用下不被破坏,即内力的控制;还要保证锚垫板变形控制在设计值内,以保证预应力损失的可控性。
       (三)锚垫板有限元分析中的要点:
       1、确定材料的本构关系和屈服准则;
       锚垫板所选用的材质为45#钢(调质),热处理状态为调质。经查《钢结构设计规范》可知,材料弹性模量E=2.06×105MPa,剪变模量G=7.9×104 MPa,泊松比μ=0.3,线膨胀系数α=1.2×10-5/℃,质量密度ρ=7.85×103kg/m3。
       2、建立接近于工程实际的边界条件;
       建立圆柱模拟锚具会在圆柱与锚垫板接触的位置产生应力集中,带来不利的计算结果。而采用压印的形式即可减少单元数量、节约运算时间,又可以消除加载区域的应力集中。
       3、划分合格的有限元分析网格;
       锚垫板厚度大,开孔多,网格划分的过少会降低计算精度;网格划分过密对计算机性能要求高,计算时间长。
       (四)锚垫板与刚柱脚间的约束的确定:锚垫板通过锚具传递来的预拉力于刚柱脚压紧,从而固定在钢柱脚上。锚垫板受到垂直于其平面的约束,同时由于钢柱脚具有一定的弹性,所以利用杆单元建立了支撑模拟此工况。
       马艺谭:BIM技术在应天门项目钢结构深化中的应用
       (一)钢结构深化设计在工程中的地位 
       钢结构构件节点的数量及种类多,造型和受力复杂,它的每一个构件都需要施工详图,即所谓的钢结构深化设计。因此,深化设计在钢结构施工中占有重要地位,深化设计的好坏不仅是对设计图纸的贯彻和执行,更是对设计图纸的补充和完善,将直接影响到整个工程的进度和质量。
       深化设计是对施工图纸的有力补充。在满足结构安全、建筑外观造型的前提下,深化设计既给出了合理的施工方案,又联系了实际施工工艺,是保证后面工序顺利进行,保质保量完成工程任务的必要环节。
       目前广泛使用的钢结构计算及详图设计软件主要有:PKPM系列计算程序、3D3S、Tekla Structures、AUTOCAD等。
       钢结构连接节点的构造设计及其连接计算,不是各自独立而是紧密的相互联系着的。是钢结构整个设计工作中的一个重要环节。目前在钢结构中采用的连接方法主要有:焊接连接、高强度螺栓连接和普通螺栓连接。
       (二)应天门钢结构总体介绍
       由于应天门钢结构部分部分复杂节点,BIM技术在该项目钢结构部分得到了充分的体现。深化设计过程中,对复杂构件的深化设计,剪力钉,螺栓数量的统计等发挥了极大的作用,相比于传统CAD软件的深化,极大的减少了错误的产生。
       (三)BIM技术在钢结构项目深化中的应用
       本项目特点:单体多、杆件多、非标节点多、同类构件数量少,生产为多个单体同时制作,材料采购按单体分批采购,为能积极应对项目制作过程中诸多的不确定性,及保证详图的下发不影响生产节点,唯有团队协作共同应对,通过可视化仿真模型,加大中间环节审核力度,保证图纸高效准确 、标准化,才能使项目后续制作流程有条不紊的进行。
       TeklaStructures多用户协同工作可完美解决上述矛盾,钢结构的任何数据信息均基于TeklaStructures仿真模型数据库提取,生产、采购等各项流程均围绕模型数据开展。
       6月4日集团公司举办第六期技术沙龙,由钢构分公司技术部副经理豆旭辉针对整体提升技术在东环路跨洛河桥项目的应用,以幽默风趣的方式为大家开启了此次技术之旅。
       针对整体提升技术在东环路跨洛河桥项目的应用,分四个部分进行讲述:
       (1)常用吊装方法介绍(2)东环路跨洛河桥投标工程概况(3)施工方案比选过程(4)施工方案介绍
       首先豆旭辉为大家详细介绍了工程中常用的吊装方法及每一种方法适合的工程类型。所有的吊装方法都可以归纳为:给各支点,用各种类型的绳索拖动物体。
       东环路跨洛河桥北起现状中州东路,南与在建东环路衔接,全长约1995.8米,新建桥梁全长1444米,其中主桥长320米,引桥长1124米。
       主桥320m共分3联,第1、3联(边跨)采用2x40m预应力混凝土箱梁结构,第2联(主跨)采用下承式桁架拱结构。桥梁总宽47m。
       本工程中钢结构部分主要是指主桥主跨部分,结构形式为下部160m跨度主梁横担在两端混凝土桥墩支座上,上部两侧双160m跨桁架拱肋通过吊杆牵拉下部桥面系梁构成稳定结构体系。拱肋间设置4道风撑。
       该桥钢结构部分,安装技术要求高,难度大,采用高空散装的方式吊装,设置临时支撑,对拱进行分段,段与段之间的连接方式为栓接,要求极高的精确度。而分段点,提升点的位置的改变,对构件的位移和应力影响很大,因此对于分段点和提升点的位置设置需要采用有限元分析软件进行确定。
       在对桥拱进行有限元分析软件分析时,可将该桥拱简化为简支梁,但是在对该拱八个节点的边界条件设置时,若只释放转角约束,得出的实际结果并不是简支结构。为什么会这样呢?这个问题留待课下大家自己练习思考。
       该项目在施工过程中设置了大量的额临时支撑,总用钢量达到1200多吨。在施工过程中,不能害怕临时措施多,保安全保质量才是首要。
       技术沙龙已经举办了六期,旨在为各分公司及各项目部技术人员提供一个自由的技术交流和分享的平台。是一个大家学习交流的平台,希望大家能踊跃参加,发挥所长,把自己的专业知识带来与大家分享。
       在分享中我们学习了或经典或复杂项目的施工重难点,更让我们明白作为一名技术人员在工作中要面面俱到,了解工程的方方面面才能保证工程的安全和质量。同时我们邀请所有分公司及项目部有志之士积极参与技术沙龙活动,大家一起学习,一起成长。
 (技术部) 
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