先张CRTSⅢ轨道板张拉技术研究

双向先张法CRTSⅢ型板是具有我国自主知识产权的高速铁路无砟轨道结构,是在总结了日本Ⅰ型板,德国Ⅱ型板,国产道岔板以及后张法Ⅲ型板的优点上开发出来的一种新的无砟轨道结构。通过优化轨道板中预应力体系,采用双向先张预应力结构,既提高了轨道板整体强度,又克服和改变了由于钢厂或PC钢棒生产中因材质缺陷及加工制造工艺瑕疵造成成品板的钢棒"延时断裂"的问题;通过在预应力钢筋端部设置锚固板,既减小预应力的建立起来的长度,又可长久保持预应力值不损失,提高轨道板耐久性;预应力钢筋定尺下料,专用张拉千斤顶单根初张拉,然后整体终张拉,整体同步放张。     

合九铁路9号桥体外预应力加固Ansys仿真分析与实践

为整治既有线小跨度低高度钢筋混凝土梁普遍存在的竖向刚度不足的病害,应用Ansys有限元数值模拟计算分析,研究体外预应力加固技术的适用性,并对体外预应力钢绞线和体外预应力精轧螺纹钢筋方案进行方案比选;通过现场实测数据与理论分析的对比验证,结论为:体外预应力精轧螺纹钢筋加固技术可有效恢复小跨度低高度钢筋混凝土梁竖向刚度,具有经济高效、施工便捷、对铁路运输基本无干扰等特点,值得推广。     

高速铁路先张法轨道板预应力传递长度研究

预应力传递长度是先张法预应力轨道板结构设计的关键参数。基于直径10mm螺旋肋钢丝与混凝土黏结-滑移本构关系,运用有限元软件ANSYS,分析预应力钢筋端部不设置和设置锚固板时先张预应力轨道板的混凝土压应变、预应力钢筋轴力和滑移区长度,研究预应力钢筋端部设置锚固板对减小预应力传递长度的作用机理。结果表明:锚固板承担了大部分预应力钢筋的张拉力,从而有效减小预应力钢筋和混凝土间的滑移区长度和滑移量,使得轨道板的预应力传递长度也显著减小。在直径为10mm的螺旋肋钢丝端部不设锚固板和分别设置直径为20和40 mm的锚固板,进行轨道板试件传递长度试验,得到的预应力传递长度分别为425,225和225mm,可见设置锚固板后可减小预应力传递长度47.06%;当锚固板的直径达到一定值后,其对轨道板试件预应力传递长度的影响较小;随时间的增加,无锚固板的轨道板试件预应力传递长度呈增大趋势,而设置锚固板的轨道板试件预应力传递长度则相对稳定。     

现行铁路桥规中预应力钢筋锚固损失计算方法的改进

在推导现行铁路桥梁设计规范中预应力钢筋有效预应力计算公式的基础上,分析现行铁路桥梁设计规范中预应力钢筋反向摩阻计算公式与摩阻损失计算公式间的不协调和应用时的缺点,给出预应力钢筋锚固损失的实用简化计算公式。从预应力钢筋微段的平衡条件出发,考虑预应力钢筋的变形协调及应力连续条件,建立预应力钢筋锚固损失的精确计算公式,揭示预应力钢筋张拉时摩阻作用与锚固时反摩阻作用的差异,对完善现行铁路桥梁设计规范中的反向摩阻计算方法提出改进建议。研究结果表明:反摩阻作用小于摩阻作用;为了提高计算精度,可将按现行铁路桥梁设计规范计算的锚固损失结果乘以小于1的修正系数,并考虑预应力钢筋实际线型的影响。     

中强度预应力HR钢棒在混凝土中的锚固试验及可靠度分析

针对中强度预应力HR钢棒在混凝土中的黏结锚固性能,通过68个锚固构件的拉拔试验,系统研究了混凝土强度、锚固长度、相对保护层厚度、劈裂面配箍率等因素对黏结锚固性能的影响,通过回归分析得出中强度预应力HR钢棒在混凝土中的极限黏结强度计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.基于黏结锚固试验,采用一次二阶矩理论的中心点法进行了锚固极限状态的可靠度分析,提出满足可靠度要求的中强度预应力HR钢棒锚固长度的计算公式.     

螺旋槽预应力钢棒黏结锚固可靠度分析与设计建议

通过拉拔试验探讨了螺旋槽预应力钢棒黏结锚固特性,并统计回归了黏结锚固强度.在试验研究的基础上又进行了可靠度分析,提出了螺旋槽预应力钢棒锚固长度的设计建议.     

箱梁竖向预应力钢筋的施工工艺探讨与改进

结合工程实践,通过对箱梁竖向预应力精轧螺纹钢筋的关键施工技术,在安装预埋、张拉、注浆等过程的施工工艺进行分析,探讨如何在常规施工工艺上进行合理改进,防止竖向预应力损失和管道堵塞,如何解决注浆困难等问题。     

港珠澳大桥节段预制桥墩高强钢筋联接锚固体系的关键技术研究

根据港珠澳大桥"大型化、工厂化、标准化、装配化"的施工方案,其非通航孔桥墩采用工厂节段预制,现场拼装联接技术,其墩身的拼装联接采用75大直径预应力高强螺纹钢筋联接锚固体系,该体系含张拉端锚固系统、固定端锚固系统、钢筋接长系统及波纹管连接密封系统。针对该体系,对大直径螺纹钢筋母材的原材料及生产工艺进行了研制;对张拉端锚固系统的低回缩锚具、钢筋接长系统的止转连接器、张拉端与固定端锚固系统的锚下结构以及整个体系的防护技术和长期监测技术进行了专门的分析、设计和研制。确保预制桥墩拼装联接锚固体系的安全与超耐久性。     

YGM张拉体系的应用

南京长江大桥引桥预应力钢筋混凝土梁加固工程 ,采用增设水平联结板的方法 ,在施工过程中应用 YGM张拉体系对高强精轧粗螺纹钢筋进行张拉锚固 ,取得了较好的效果。对该张拉体系在实际应用过程中的具体操作程序、施工过程中的注意事项进行了描述 ,并对使用的效果进行了初步评估     

大跨度铁路连续梁-拱组合桥梁施工技术及质量控制

以新建徐盐铁路为工程背景,在前期对某连续梁-拱吊杆预应力张拉监测控制和预应力压浆孔道密实度检测等基础上,对新建徐盐铁路200 m连续梁-拱组合桥混凝土、梁体预应力、压浆以及吊杆预应力等施工关键技术进行研究,对施工过程中存在的质量风险进行总结,如拱脚混凝土质量差、竖向精轧螺纹钢预应力损失、预应力孔道堵塞、压浆质量不密实、吊杆张拉不同步、锚固损失和二期恒载施加后索力调整等,分析其发生的原因以及可能产生的后果,并依据质量风险来确定控制要点,最后通过控制混凝土质量、减小预应力损失以及优化张拉工序等措施来降低质量风险。     

CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板流水机组法生产工艺预应力筋张拉力锁紧方式研究

在轨道板预应力筋采用单根同步张拉方式基础上,分析了插入楔块顶紧、皮带摩擦旋紧、螺母机械拧紧3种预应力筋张拉力锁紧方式的技术特点。为验证3种方式的锁紧效果,进行了有效张拉力对比试验,通过对不同锁紧方式时轨道板预应力筋有效张拉力的大量测试,得到了其概率分布特性。试验结果表明,采用螺母机械拧紧方式时,预应力筋有效张拉力离散性小,更有利于保证预应力筋有效张拉力及其均匀性。     

新型体外预应力体系预应力瞬时损失试验研究

为满足朔黄铁路T梁提载要求,针对桥梁的特点和构造,采用新型体外预应力体系对其进行强化加固。该体系的锚具、预应力束和转向器均与普通体外预应力不同,预应力损失不能直接按现行规范进行计算。通过24 m足尺梁张拉试验,利用IMC数据采集系统动态记录体外预应力筋在张拉过程中有效应力的整个变化过程,简捷准确地获取了新型体外预应力体系锚固损失、摩擦损失的试验数据。研究结果表明：体外预应力锚固损失为0．98％σcon,摩擦损失为1．6％σcon,摩擦因数μ为0．063。试验结果为该新型预应力体系的设计和施工提供了有效计算依据,也为今后改善体外预应力结构体系提供了参考。     

DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制

介绍预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系中锚具和千斤顶的设计与研制。通过大量的试验检测结果表明,该张拉锚固体系可控制钢绞线回缩量小于1 mm,适用于预应力钢绞线短束的张拉锚固,可显著提高预应力材料的使用效率。     

超大跨度隧道预应力锚杆——锚索协同支护机理

探索运用1种新型支护形式预应力锚杆—锚索协同支护体系,在京张高铁八达岭长城站大跨过渡段跨度极大(32.7 m)且围岩质量极差(Ⅴ级围岩)的情况下保障隧道安全建设。通过现场监测,研究预应力锚杆—锚索的力学行为,结合现场围岩微震监测,分析预应力锚杆—锚索协同支护机理。结果表明:预应力锚杆、锚索的轴力均由初始预应力、预应力损失和被动支护力3部分决定;在隧道开挖过程中,锚杆和锚索的轴力演化过程可分为预应力快速损失、轴力波动和轴力稳定3个阶段,且预应力锚杆轴力沿自由段非均匀分布,锚杆自由段存在多个中性点;预应力锚杆锚固于浅层围岩内部,与被锚固岩体组成组合拱结构承担围岩荷载;预应力锚索锚固于深层围岩区域,调动深层围岩的承载力承担围岩荷载,并提高锚杆组合拱的稳定性;预应力锚杆—锚索协同作用实现了超大跨度隧道围岩的有效支护。     

高速铁路无砟轨道用预应力钢棒疲劳性能试验研究

高速铁路无砟轨道结构中的钢筋疲劳性能是影响无砟轨道结构耐久性的关键因素。针对CRTSⅠ型、CRTSⅢ型板式无砟轨道预制轨道板采用的预应力钢棒,设计了漏斗形试件,首次采用高频疲劳试验机对预应力钢棒母材进行疲劳性能试验。试验结果表明：预应力钢棒的S-N曲线呈整体连续下降趋势;疲劳次数Nf 在1×106周次之前,随疲劳次数增大,应力幅值降低较为明显;疲劳次数 Nf 在1×106周次之后,应力幅值降低速率逐渐变缓;同时,采用基于 Miner 线性损伤理论的有限元法对预应力钢棒疲劳寿命进行计算分析,计算结果与试验结果吻合良好。试验所得预应力钢棒母材的疲劳寿命曲线,可为高速铁路无砟轨道结构耐久性研究、预应力钢棒合理选材和设计提供依据。     

预应力锚索锚固力损失的探讨

以兰武二线铁路某段深挖路堑高边坡预应力锚索加固为背景,通过对其中若干个锚索锚固力的试验及观测,探讨预应力锚索锚固力系统和松弛与变形两个方面的损失。这对确定高边坡张拉荷载及锚索施工具有一定的指导意义。     

预应力混凝土结构管道摩阻试验研究

详细阐述了预应力钢筋管道摩阻试验的原理及计算方法,采用最小二乘法对试验结果进行数据处理.继而通过在施工现场进行管道摩阻试验,得到了合理的预应力管道摩阻系数和偏差系数.为施工过程中合理地确定张拉力提供了依据.     

CRTS Ⅲ型轨道板流水机组生产工艺预应力筋张拉方式研究

分析整体张拉、单根张拉、单根与整体结合张拉3种方式对CRTS Ⅲ型双向先张预应力轨道板流水机组生产工艺的适应性,试验研究了整体张拉和单根同步张拉对预应力筋张拉力及均匀性的保证能力。结果表明:整体张拉方式不同预应力筋之间张拉力的均匀性、单根与整体相结合方式的张拉效率难以满足流水机组生产工艺需求;单根同步张拉方式能够满足流水机组生产工艺高精度、高效率的张拉要求,但锁紧过程会产生张拉力精度损失,应加强控制。     

铁路箱梁预应力自动张拉技术研究

为克服传统预应力施工方法的缺陷,研制了铁路桥梁预应力自动张拉系统。该系统可实现预应力自动化平衡张拉及精确施加,并用伸长量来实时校准和调控,具有张拉、持荷、锚固全过程智能控制,数据自动采集、存储,数据无线远程传输等功能。现场试验结果表明:张拉力偏差0.5%、伸长值偏差6%、两端不平衡力5 k N。与传统张拉工艺相比,应用该系统可显著提高工作效率,降低劳动强度。     

冷拉热轧钢筋和热处理钢筋应力松弛损失研究

预应力松弛损失是预应力长期损失的重要组成部分,对预应力混凝土构件长期受力性能有很大影响,若长期损失预测得不准确,会引发桥梁运营后工作状况的劣化,如混凝土的开裂和过大的下挠或上拱.通过理论分析,综合了大量试验数据,基于对冷拉热轧钢筋和热处理钢筋应力松弛特性的研究分析,提出了考虑应力松弛损失时间和初始张拉控制应力影响的一般计算公式,弥补了现行规范的不足之处,为工程设计应用提供依据.