浅谈公路工程桥涵施工中受力钢筋连接方法分析

公路工程桥涵受力钢筋连接方法,目前主要采用电弧焊、套筒冷挤压、电渣压力焊和直螺纹套筒等四种连接方式。结合公路工程桥涵现场实际施工情况,对每种方法进行分析,并进一步阐述竖向钢筋连接的发展新趋势。     

螺纹深度和螺距对螺纹连接强度影响的有限元分析

螺纹连接是机械工业常用的零件连接方式,其强度对于保证零件连接关系的可靠性有着重大影响。为研究螺纹连接强度的影响因素,建立了3种不同螺纹深度和3种不同螺距以及3种不同载荷下的螺栓-螺母螺纹连接的有限元模型。从螺纹牙根部应力和螺栓轴向变形两方面分析了螺纹深度、螺距和载荷对螺纹连接强度的影响。结果表明,螺纹牙根部应力与螺纹深度、螺距皆成反比关系,而其与轴向变形均跟载荷成正比关系,为提高螺纹连接强度提供了一定的理论基础。     

先进的钢筋连接技术——镦粗直螺纹套筒连接

介绍了一种先进的钢筋连接技术,镦粗直螺纹套筒连接。     

钢筋镦直螺纹连接技术——在长珲公路合作高架桥施工中的应用

钢筋镦粗直螺纹连接是我国近期开发成功的新一代钢筋机械连接技术。该项技术已在香港青马大桥;天津海河大桥;北京五环圆明立交桥等大型桥梁工程施工中采用。它通过对钢筋端部冷镦粗、切削螺纹,再用连接套筒对接钢筋。钢筋镦粗直螺纹连接技术具有良好的发展前景。     

钢筋等强度剥肋滚压直螺纹套筒连接技术及现场质量控制

结合钢筋等强度剥肋滚压直螺纹套筒连接在桥梁工程施工当中的应用,阐述了滚压直螺纹连接工艺及其在现场施工过程中的质量控制。     

螺纹段钢筋连接处补强技术在桥梁工程中的应用研究

通过室内试验和有限元模拟的方式对在桥梁工程中应用的螺纹段钢筋连接处补强技术进行了介绍,对相应的补强方法进行了研究,并对室内试验结果进行了分析,结果证明采用双套筒连接可以有效解决钢筋笼不对中及强度等问题,加强了钢筋笼连接后的强度,加快了施工进度,具有较大的工程应用价值。     

提高钢筋笼主筋机械连接质量的施工工法

提高钢筋笼主筋机械连接质量的施工工法是指采用钢筋笼主筋套筒固定支座机械连接螺栓安装钢筋,提高桩基钢筋笼机械连接合格率和效率。本文主要介绍了双辽至洮南高速公路建设项目施工的成功经验,为同类工程施工提供了相关技术及施工工艺。     

地铁客车重要零部件转向架轴端吊耳螺栓脱落故障分析及解决措施

地铁客车运营时转向架轴箱体端部与吊耳的连接螺栓脱落严重威胁着地铁的安全行车.通过对脱落螺栓的形貌分析、材质检验及断口金相检测,基本排除了螺栓质量问题,但发现吊耳与其连接件间存在相对滑动的可能性;在EN13749标准规定的轴箱振动加速度以及线路实测振动加速度载荷的分别作用下,基于VDI 2230-2003标准对吊耳的连接螺栓进行强度分析,结果表明:两种载荷作用下螺栓强度均满足要求,但在线路实测载荷下连接螺栓的被连接件间的防滑移安全系数仅为0.997,同时疲劳工况下的安全系数也相对较低;接着,考虑到吊耳结构重量直接决定着连接螺栓的承载大小,提出新型吊耳结构,其重量仅为原结构重量的35％,一阶固有频率为原结构的1.3倍.同时,建议采用10.9级的法兰面螺栓M12mm×100mm作为吊耳连接螺栓,并配合使用宽边NordLock防松垫圈.     

预制拼装立柱钢筋连接方式的力学性能研究

装配式桥梁技术以其施工速度快、节能环保而具有广阔的应用前景,套筒灌浆连接方式是目前装配式工程上应用较多的钢筋连接方式。目前关于装配式桥梁中套筒灌浆连接、金属波纹管灌浆连接及现浇构件连接的力学性能比较试验相对较少。本文以无锡某快速化改造工程中主线高架桥项目为依托,选择4 组立柱进行连接力学性能试验,对其位移、钢筋应变、破坏模式等进行了分析。研究表明:相比于金属波纹管灌浆连接及现浇构件连接,套筒灌浆连接具有更好的延性和极限承载力。同时套筒灌浆连接的极限承载力均优于其他两种连接,也验证了套筒灌浆连接的可靠性。     

门式刚架梁柱节点的合理计算

目前普遍采用的门式刚架斜梁与柱的连接端板及高强度螺栓的计算方法有较大的安全隐患,本文通过理论计算分析,提出改进建议,以便今后可安全合理地应用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》.     

垫片对摩擦型高强螺栓抗滑移性能影响分析

利用有限元分析软件ANSYS 9.0建立高强螺栓连接的简化模型,对垫片尺寸不同的M20摩擦型高强螺栓的抗滑移性能进行了非线性分析,并对各种垫片尺寸下的ANSYS计算结果进行了对比研究。分析表明,不同尺寸的垫片对摩擦型高强螺栓的抗滑移性能有一定的影响,对实际工程有一定参考意义。     

东风41996内燃机车连杆螺栓及活塞断裂分析

采用金相分析、断口分析和硬度分析方法，对东风41996内燃机车柴油机连杆螺栓及活塞断裂的原因进行了分析，确认连杆螺栓因机加工不当引起疲劳裂纹的萌生及扩展，加之螺栓受力不均匀加速了疲劳断裂过程，活塞因材质、结构缺陷导致破碎，提出了预防连杆螺栓和活塞失效的措施及改进建议。     

矿山法隧道预制仰供与边墙连接型式的受力特征比较

在矿山法隧道工程中,采用预制仰拱的方法可以加快施工速度、减少病害等,其中预制仰拱与隧道边墙的连接型式对隧道结构的安全性和施工的可操作性有影响。采用数值模拟方法,研究了平面连接、碗扣式榫槽连接、方形榫槽连接、螺栓连接或预留钢筋连接和现浇二次衬砌连接等五种预制仰拱与隧道边墙连接型式的接头力学特性。研究表明：螺栓连接较为可靠,其力学特性与整体现浇类似,但施工较为复杂;方形榫槽连接型式力学特性虽弱于螺栓连接,但也满足强度要求,且施工方便,推荐采用方形榫槽连接。研究成果可为矿山法隧道预制仰拱与隧道边墙连接的设计与施工提供参考。     

车站洞门环梁与隧道管片连接螺栓的粘结-滑移

地铁车站洞口的混凝土环梁与隧道管片之间一般通过螺栓连接,螺栓往往以预埋的方式锚入车站环梁内,并且与握裹它的混凝土之间存在粘结-滑移变形,这对环缝张开宽度和环梁结构损伤发展都可能产生影响,为进一步明确其中的机理及影响程度,参考既有的粘结-滑移本构模型,利用可细化分析粘结-滑移的有限元分析平台,在充分考虑材料非线性特征的基础上,针对3种不同型号螺栓,分别考虑锚固长度足够和不足两种情况,分析了螺栓在环梁内的粘结-滑移,以及环缝宽度增大的过程;通过量化分析粘结应力和螺栓应力沿螺栓长度的分布,揭示了粘结-滑移对环缝宽度发展的影响机制. 分析表明:采用粘结-滑移模型时,得到的螺栓连接刚度介于嵌固模型和弹簧模型之间,粘结-滑移变形对盾构管片和车站环梁之间环缝宽度的影响不可忽略;仅考虑受拉影响,即便在锚固长度足够的情况下,当螺栓接近屈服时,螺栓与环梁间的粘结-滑移变形在环缝张开宽度中占比最大可达30%,螺栓屈服后,这个滑移占比会随环缝扩展降至8%以下,受此影响,考虑粘结-滑移的螺栓抗拉刚度最低约为完全嵌固模型的1/3.       

考虑材料高温蠕变的螺纹副轴向承载分布规律

为了研究高温蠕变对螺纹副承载的影响，分别在常温、250、300、350 ℃下对铝合金试样进行单轴拉伸蠕变试验，通过试验数据拟合得到不同温度下铝合金的时间硬化蠕变模型参数；基于ABAQUS建立螺纹副承载分布有限元模型，描述螺栓连接组合结构在高温环境下的工作情况，研究螺纹副材料在线弹性、塑性、蠕变情况下的承载分布. 结果表明:螺栓连接组合结构在高温环境下工作时，被连接件铝合金材料发生蠕变，导致螺纹副1号螺纹牙受轴向载荷大幅减少；考虑材料线弹性后，1号螺纹牙承载比例为22.88%～23.15%；考虑材料塑性后，1号螺纹牙承载比例为20.80%～20.95%；考虑材料蠕变后，1号螺纹牙承载比例为20.65%～21.02%；考虑材料塑性和蠕变后，1号螺纹牙承载比例有所降低，所有螺纹牙所受轴向载荷趋于平均.      

不锈钢构件高强度螺栓连接节点承压性能的影响因素

应用有限元软件ANSYS对不锈钢构件螺栓盖板连接节点承压性能的影响因素进行了有限元分析,并将欧洲规范与文献中试验数据进行了对比.计算结果表明：不锈钢构件螺栓抗剪连接的承压承载力随板厚、螺栓直径及端距的增大而增大,当螺栓直径和端距增加到一定数值,则承压承载力的提高逐渐减弱.     

灌浆套筒和预应力筋连接的预制拼装桥墩的抗震性能

针对轨道交通预制拼装桥墩的受力特点, 提出了采用灌浆套筒和预应力筋连接的拼装方案; 设计了3种不同类型桥墩, 包括整体现浇试件(RC)、预应力钢绞线和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCSS) 与精轧螺纹钢筋和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCTS), 采用拟静力试验方法分析了各种桥墩的各种拟静力指标, 比较了桥墩的抗震性能。试验结果表明: PCSS和PCTS试件的各指标非常接近, 最大误差为2.2%;灌浆套筒会使传统塑性铰区上移至套筒顶部, 说明灌浆套筒对传统塑性铰区域具有局部增强作用, 建议对塑性铰的箍筋加密区高度应额外增加1个套筒高度; 采用预应力筋使试件的混凝土轴压力增大了1倍, 相应的开裂荷载也增大了约1倍; PCSS试件的屈服荷载和极限荷载正负向均值比RC试件分别提高了31%和34%, 等效屈服位移、极限位移和偏移率均值分别比RC试件提高了17%、13%、13%, 但是PCSS试件的延性系数平均降低了10%;在偏移率为6%时, PCSS试件的残余位移均值是RC试件的61%, 显示了较好的自复位能力; 与RC试件相比, PCSS试件的刚度提高了13%。相比于精轧螺纹钢筋, 钢绞线可以适当弯曲与成束, 面积调整灵活, 因此, 采用无黏结预应力筋和灌浆套筒连接的桥墩试件具有良好的使用性能和抗震性能, 可作为预制拼装轨道桥墩的推荐方案。      

高强螺栓抗剪连接件推出试验数值模拟

在预制混凝土板中采用可拆卸螺栓连接是缩短施工时间、优化施工工艺的方法之一。提出一种新的螺栓连接件形式,利用ABAQUS有限元软件对连接件推出试验进行了精细化的有限元模拟,并分析了不同参数下的荷载-滑移曲线和破坏行为。提出的精细化有限元数值模拟方法能够较为准确地再现高强螺栓抗剪连接件推出试验的受力性能和破坏模式。通过有限元模拟可知,在预紧力和螺杆直径满足抗剪要求的前提下,螺栓连接件推出试验的荷载-滑移曲线受螺栓预紧力大小、混凝土板预留孔径大小的影响较大,而基本不受螺栓螺杆直径的影响。     

盾构隧道斜螺栓接头受力性能与火灾下温度分布规律

利用有限元计算软件ABAQUS建立了环向复合管片与环向斜螺栓接头的三维实体模型; 考虑复合管片材料的非线性, 采用弹塑性本构模型, 分析了环向斜螺栓接头在常温下的力学特性; 根据HC升温曲线, 分析了接头模型的传热特性, 研究了复合管片衬砌和环向斜螺栓接头在火灾下的温度分布规律。分析结果表明: 采用高强螺栓能够有效减小接头张开量, 增大接头刚度; 在采用高强螺栓的情况下, 斜螺栓最大轴应力易在初始阶段达到屈服, 屈服后接头弯矩和轴力的增大对斜螺栓的应力影响并不大, 但对斜螺栓变形影响较大, 当接头负弯矩从7 kN·m增加到122 kN·m, 接头轴力从368kN增加到734 kN时, 斜螺栓最大应变增加1.6倍, 当接头正弯矩从53 kN·m增加到182 kN·m, 接头轴力从903kN增加到1 056 kN时, 斜螺栓最大应变增加5.9倍; 常温下接缝附近斜螺栓的轴应力呈现反对称分布, 除接缝外其他部位斜螺栓的轴应力基本相等, 约为400MPa, 接缝处轴应力绝对值最大值可达700 MPa; 火灾情况下手孔处温度上升最快且达到的温度最高, 80 min时即可达到1 000 ℃, 接缝处混凝土在100min后达到稳定温度, 螺母处混凝土在150 min后达到稳定温度, 稳定温度均为1 000 ℃左右。      

螺纹联接加载平面位置对载荷变形关系的影响

常规螺纹联接计算一般不考虑轴向外载荷加载平面位置对载荷变形关系的影响.而目前被业内广泛认可的德国VDI2230螺栓计算准则,则通过载荷因数φ对此问题进行了定量表述.依据静力平衡原理、胡克定律和变形协调条件等力学基本理论,探讨了加载平面处于不同位置时对螺栓及被联接件的载荷变形关系影响的基本原理,为深入研究螺纹联接及其工程应用提供了有益的参考.