超声纵波法测量索夹螺杆轴力的误差分析

超声纵波法是目前悬索桥索夹螺杆轴力测量常用的方法,但该方法在实际工程应用中常因各种因素的影响而产生现场测量误差过大的问题。针对该问题,考虑超声纵波法的测量全过程,分别从耦合剂厚度、探头位置、测试温度、螺杆应力不均匀分布以及纵波张拉法拟合过程等5个方面对测量误差进行分析,通过试验研究和有限元模拟,分析上述因素对测量结果的影响程度。分析结果表明,耦合剂厚度及螺杆应力不均匀分布对索夹螺杆轴力测量结果的影响较小,并非引起误差的主要原因;螺杆表面粗糙度或螺杆细微弯曲对探头位置的影响、温度变化以及纵波张拉法本身的拟合误差对螺杆轴力测量结果的影响较大,需要在现场检测中加以避免。     

悬索桥成桥阶段索夹螺杆紧固张拉控制技术研究

为确定悬索桥二期恒载施工与索夹螺杆成桥阶段张拉工作同步进行的可行性与实施效果,以宜昌伍家岗长江大桥为背景,对成桥阶段索夹螺杆紧固张拉控制技术进行研究。首先基于主缆钢丝堆积模型及二期恒载导致的主缆承力后截面面积变化,研究二期恒载对螺杆轴力损失的影响;然后在二期恒载施工前对2次紧固张拉后的螺杆轴力进行监测;最后基于分析结果,制定成桥阶段索夹螺杆张拉工艺。结果表明：二期恒载导致螺杆轴力损失仅为37 kN,在二期恒载施工时可适当提高螺杆张拉荷载,并同步进行成桥张拉与后续的猫道拆除工作;主梁吊装后、桥面铺装前螺杆轴力衰减速度逐渐降低,根据螺杆轴力的长期衰减规律,预估638.7 d后螺杆轴力下降180 kN;制定张拉荷载提高至110%设计张拉力、螺母转角定量控制和稳压持荷等成桥张拉工艺,成桥螺杆轴力可达到设计张拉力的94.7%,满足设计要求,在主缆状态不变情况下638.7 d后的索夹抗滑移安全系数为2.82,仍具有充足的安全空间。     

基于高斯回波包络模型的悬索桥索夹螺杆轴力识别

为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,提出一种可实现数据自诊断的索夹螺杆轴力超声识别方法.该方法对螺杆超声回波包络进行高斯建模,提取回波声时,并根据模型确定系数剔除异常信号;进行螺杆标定试验,确定标定螺杆应力系数和温度系数,得到螺杆轴力计算公式,并进行螺杆轴力识别.结果表明:回波中心频率为3.5～4 M Hz时高斯回...     

悬索桥索夹螺杆轴力超声检测系统的研制

为解决悬索桥索夹螺杆的轴力检测难题,根据基于纵波的螺杆轴力超声测量原理,研制出一套悬索桥索夹螺杆轴力检测系统,介绍了包括压电超声探头与测量程序在内的超声检测系统构成,并设计了降低信号噪声的数字带通滤波器。实验室和工程现场测试结果表明,该系统能够用于悬索桥索夹螺杆的轴力检测,试验测试误差不超过2.44%,工程测量误差不超过4.03%。该系统设计了磁吸附超声探头,测量结果具有较好的稳定性与可重复性,为悬索桥索夹螺杆轴力的测量提供一种快速、有效的技术手段。     

超声张拉法索夹螺杆力测量异常数据识别

超声张拉法是目前测量悬索桥索夹螺杆轴力的常用方法。由于实际工程现场工作环境复杂,因此可能在测试各环节中引入误差;此外,设备精度和环境因素也可能对测试结果产生影响,最终会导致计算的螺杆力出现较大偏差。针对上述问题,在分析了超声张拉法索夹螺杆力测量结果中数据的局部异常情况和整体异常情况的基础上,提出了能够提高拟合准确度的局部异常数据点识别方法,以及能够发现错误测量结果或异常工作状态的数据整体异常识别方法,然后通过分析实验室测量数据,验证了所提出的异常数据识别方法的有效性。将该方法应用于南沙大桥大沙水道桥上、下游螺杆实测数据的误差分析中,取得了良好的结果。     

悬索桥索夹螺杆分组张拉工艺研究

为改善悬索桥索夹螺杆分组张拉工艺的紧固质量并提高施工效率,以宜都长江大桥(主桥为主跨1000 m的公路双塔单跨钢桁梁悬索桥)为工程背景,选取实桥测试索夹,开展1对张拉器和3对张拉器的分组张拉工艺紧固测试,分析后张拉工序对先张拉螺杆轴力重分配的影响;在此基础上优化分组张拉工艺并进行实桥测试和应用.实桥测试与应用结果表明:...     

温州瓯江北口大桥施工期索夹抗滑移控制

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1 000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬索桥设计规范》(JTG/T D65-05—2015)索夹抗滑移系数计算公式的基础上,考虑索夹上临时荷载、主缆轴力增加引起的主缆直径变小和主缆丝股重新排列、螺杆时变效应造成的索夹螺杆紧固力损失,提出适用于大跨悬索桥施工期的索夹抗滑移系数计算方法,分析主要参数对施工期索夹抗滑移系数的影响,并评估该桥施工期索夹抗滑移风险,提出索夹抗滑移控制措施。结果表明：钢桁梁吊装过程中,索夹倾角变化大,应采用当前施工阶段索夹倾角计算施工期索夹抗滑移系数,主缆轴力增加引起主缆直径变小是造成索夹滑移的主要原因之一;该桥除主跨跨中钢桁梁节段对应索夹抗滑移系数满足规范要求外,其余索夹抗滑移系数均不满足规范要求。根据索夹滑移风险评估结果,采取紧固索夹螺杆的抗滑移控制措施,并明确了该桥索夹螺杆紧固次数和时机。该桥采取索夹抗滑移控制措施后,施工过程中索夹均未出现滑移现象。     

悬索桥索夹螺杆张拉施工控制技术研究与应用

为提高悬索桥索夹螺杆张拉施工的质量与效率,在传统螺杆张拉工艺基础上,提出增加螺母转角作为额外的辅助控制参量,优先考虑同步张拉工艺,采用超声技术测量螺杆的张拉回缩损失进而修正施工荷载再完成张拉,以及适度增加有效稳压持荷时间的索夹螺杆张拉施工控制技术。将该技术在五峰山长江大桥进行验证测试和应用,现场结果表明:采用转角辅助张拉能够有效提高螺杆紧固质量,螺杆平均轴力提高到941.0kN;同步张拉避免了轴力重分配造成的轴力损失;修正施工荷载使得螺杆轴力控制偏差不超过5%;稳压持荷大幅加快了主缆的收缩速度;采用该技术进行吊装主梁前的全桥螺杆张拉,抽检轴力均值达到940kN,超出设计轴力170kN,实现了悬索桥索夹螺杆的高质量、高效率紧固施工。