爆炸作用下钢绞线斜拉索破坏模式和剩余承载性能试验

为研究爆炸荷载作用下斜拉桥钢绞线斜拉索的破坏模式和剩余承载性能,开展了8根15.7-7钢绞线斜拉索试件的野外爆炸试验以及爆炸损伤钢绞线的静力轴向拉伸试验,得到了钢绞线斜拉索在接触爆炸及近距离爆炸作用下的破坏形态和损伤钢绞线的剩余承载力;并根据断丝数量和承载力损失定量比较了高密度聚乙烯护套(HDPE)、单层钢管护套(SST)、双层钢管护套(DST)以及泡沫铝夹层钢管护套(FAFST)4种不同防护措施的抗爆防护效果。研究结果表明：在接触/近距离爆炸作用下,钢绞线斜拉索的损伤破坏主要表现为正对爆炸作用区域部分钢丝断裂和局部横向变形;采用FAFST防护可以有效地改善钢绞线斜拉索的破坏程度,HDPE防护效果有限;相较于无防护的祼索,SST与DST防护反而加剧了斜拉索试件的损伤程度;爆炸损伤钢绞线的剩余承载力与剩余钢丝数量成正比。基于试验结果和回归分析方法,提出了爆炸损伤钢绞线斜拉索剩余承载力评估的实用公式,可以在爆炸灾害后根据钢绞线断丝破坏情况,快速评估斜拉索的剩余承载能力。     

斜拉索PE保护足尺试验研究

斜拉索的PE保护在施工中容易损伤,以苏通长江大桥为依托,通过对斜拉索PE护套的足尺试验,研究了长、重索在提升过程中PE的拉伸受力情况,吊索夹具夹紧斜拉索时PE护套的抗压受力情况,以及PE护套同索夹橡胶垫间的摩擦系数。通过足尺试验,选定了相关施工参数:索夹长度和夹紧力。试验结果应用于苏通长江大桥斜拉索施工,在整个斜拉索安装过程中没有出现任何索夹滑移或PE护套压伤的情况,确保了斜拉索的施工安全、质量与使用寿命。     

矮塔斜拉桥钢绞线拉索鞍座的发展和应用

钢绞线斜拉索鞍座是矮塔斜拉桥的重要组成构件,介绍矮塔斜拉桥钢绞线拉索索鞍的发展过程,为适应斜拉索钢绞线单根可换的发展趋势,提出了菱形分丝管式鞍座的技术,并介绍了它的优点和使用方式。最后介绍菱形分丝管鞍座在苏州南津桥中的工程应用,供桥梁设计和施工人员参考。     

异型钢管混凝土拱结构多元回归优化分析

为探讨多拱肋宽幅异型钢管混凝土拱桥多个结构参数对结构行为的影响，基于多元回归分析软件Design-Expert,得出考虑多因素交叉影响响应的回归公式，取关键节点(截面)力学响应为控制目标，对结构进行优化验证。结果表明：利用实验设计给出多元回归公式，可不必再进行数值或解析分析就能得到桥梁结构响应；在二阶交叉参数中，拱肋钢管壁厚与边拱吊杆张拉力、拱肋钢管壁厚与中拱吊杆张拉力、拱肋钢管壁厚与水平拉索张拉力这3种参数交叉作用对边拱拱顶应力影响显著；拱肋钢管壁厚与水平拉索张拉力、边拱吊杆张拉力与水平拉索张拉力这两种参数交叉作用对中拱拱顶应力影响显著。当拱肋钢管壁厚参数水平为0.697 9,边拱吊杆张拉力参数水平为-0.056 1,中拱吊杆张拉力参数水平为0.378 7,水平拉索张拉力参数水平为-0.132 2时，桥梁结构响应获得较好优化效果；分析优化后的修正数值模型，桥梁结构变形、内力和应力均有明显减小，优化效果较显著。     

开封黄河大桥斜拉索新型索鞍力学性能研究

开封黄河大桥主桥为预应力混凝土多跨部分斜拉桥,斜拉索采用环氧涂层填充型钢绞线.采用HDPE分丝管索鞍,即将HDPE分丝管置于矩形焊接钢箱内,在分丝管外灌注高标号水泥浆的结构形式.为验证该鞍座结构受力的合理性及结构的可靠性,应用有限元法对其进行数值仿真分析,对足尺模型的单根及整束钢绞线进行摩阻力试验,测试钢绞线与HDPE管之间的摩阻力,并对鞍座结构进行抗压性能试验.结果表明,钢绞线与HDPE管之间的摩阻力能够抵抗施工和运营阶段索鞍两侧的不平衡索力;鞍座内部水泥灌浆料密实,无任何裂纹和压碎现象,鞍座结构满足受力要求;索鞍结构完好,内部水泥浆基本处于弹性工作范围.     

倒退分析法确定拉索中钢绞线的张拉力

提出使用倒退分析法得到每根钢绞线的初张力.通过分析各次钢绞线张拉后及张拉前的状态,推导出各阶段拉索应力的相互关系,可以由最后一个阶段的拉索应力逐步计算出每根钢绞线的初张力.通过使用该方法对金婺大桥单根换索过程的模拟表明:在拆索的过程中剩余钢绞线的拉力是增大的;在张拉的过程中,已有钢绞线的拉力是减小的.通过使用倒退分析法得到的钢绞线初张力进行换索,可得到均匀的、闭合的索力,即换索前后,结构的状态没有发生变化.利用倒退分析法.不仅可以计算新建桥梁拉索中每根钢绞线的初张力,还可以确定旧桥换索过程中每根钢绞线的张拉力.     

基于影响矩阵法的斜拉桥斜拉索合理初始张拉力分析

针对斜拉桥建模过程中斜拉索内力与设计成桥索力存在偏差的问题,为确定斜拉索合理的初始张拉力,提出基于影响矩阵法的斜拉索合理初始张拉力计算方法.该方法根据斜拉索张拉过程中其两端的位移和索力协调关系,构建一种影响矩阵,通过该矩阵计算斜拉索的合理初始张拉力.以某大跨度独塔斜拉桥为例,采用该方法计算斜拉索合理初始张拉力,并对比分...     

矮塔斜拉桥拉索施工控制研究

通过对斜拉索索力张拉控制方法的研究发现,有必要对平行钢绞线斜拉索在张拉过程中进行索力张拉控制。为了研究矮塔斜拉桥平行钢绞线索的索力施工控制精度,以中堂水道桥为依托,采用压力传感器配套压力环的等张力法对整索索力和单根钢绞线张拉力进行测定。研究结果表明,施工阶段采用等张力法对平行钢绞线索的索力进行控制,能够达到良好的控制精度,对后续的平行钢绞线索施工具有指导意义。     

拉萨市纳金大桥桥塔节段足尺模型试验研究

拉萨市纳金大桥主桥为跨径(70+117+117+70)m的三塔矮塔斜拉桥。为对该桥小半径(分丝管半径为2.5m)大索力(斜拉索在索鞍段的最大径向均布荷载为2 372kN/m)鞍座所在桥塔节段的性能进行研究,采用ANSYS建立1/4桥塔节段有限元模型进行应力分析,并制作该部分桥塔足尺模型进行试验,测试结构应力、斜拉索与索鞍之间的摩阻力、锚固装置内的环氧砂浆对斜拉索的握裹力。研究结果表明:该桥桥塔采用小半径分丝管是安全可靠的,索鞍的摩阻力和抗滑力均满足使用要求。通过对有限元分析和试验的总结,提出严格控制转向鞍的加工及定位精度、保证混凝土浇注的密实性、主梁施工时保证两侧对称同步施工等建议。     

预应力钢绞线张拉力智能测试技术研究

为便于准确地得到混凝土结构中预应力钢绞线的有效预应力,对预应力钢绞线张拉力智能测试技术进行研究。基于预应力钢绞线锚固系统的振动特性,以等效质量为原理,将锚具、锚垫片和附近区域混凝土看成整体(称为振动系统),对张拉力、等效质量、振动系统的弹簧系数三者进行分析,通过测试锚固系统的加速度、自振频率和敲锤加速度,建立这3个参数的关系,进而推算出有效预应力,并对陕西某刚构桥预应力钢绞线张拉力进行了测试。结果表明:智能测试结果与压力传感器、钢绞线伸长量换算和油泵测试结果吻合,且与压力传感器测试结果最大误差仅为5%,比伸长量换算结果离散性小。该技术可用于预应力钢绞线张拉力测试。     

运营期桥梁斜拉索的技术状况检测

某桥为主跨232m独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,至今运营了约19年,斜拉索采用7mm镀锌高强钢丝,抗拉强度标准值1 600 MPa。为了掌握运营期斜拉索的耐久性技术状况,评定其是否处于安全状态,对该桥的斜拉索相关组成构件进行了较为全面详细的检测,运用机器人无损检测技术对拉索内部钢丝锈蚀率和断丝情况进行了量化检测,分析病害产生原因和严重程度,结合斜拉索索力和结构线形进行了综合拉索受力安全分析。检测结果表明:该桥有占总数78.8%的斜拉索存在不同程度的PE护套破损病害;PE护套出现开裂或断裂的斜拉索钢丝均出现了锈蚀,其中斜拉索钢丝截面的最大锈蚀率在1.08%~4.93%之间,但尚未发现断丝情况。根据当前技术状况,对斜拉索索力安全系数进行检算,其结果满足规范要求。     

基于无应力长度目标的平行钢绞线斜拉索张拉方法

为改善斜拉桥平行钢绞线拉索以索力控制张拉时需多次重复张拉的复杂操作工序,并减少由此产生的累计误差,同时使得张拉完成后每股钢绞线拉力分布更均匀,选择以钢绞线的无应力长度作为控制张拉的对象,设计了以无应力长度控制钢绞线逐根一次张拉到位的施工方案,并对其进行优化。考虑拉索的几何非线性,建立单根钢绞线的几何状态方程,确定其在目标索力下控制张拉的无应力长度;在实际施工中以该无应力长度控制张拉单根钢绞线,运用分阶段局部寻优的数值方法,考虑实际施工误差和塔、梁变形等因素,对实际施工索力与设计目标索力之间存在的误差进行修正,寻求对应实际工况的控制张拉无应力长度,以实现一次张拉到位、张拉完成后每根钢绞线拉力相等且成桥索力也更精确的目的;最后,通过计算机仿真算例模拟实际工况进行验证。结果表明:对给定的设计成桥目标索力,采用无应力长度控制张拉方案可一次张拉到位,考虑施工误差进行优化后控制张拉的无应力长度与对应实际工况的无应力长度相差较小,经过二次优化后,施工张拉索力与设计目标索力的相对误差为0.72%,且张拉完成后每根钢绞线拉力相等,满足施工要求;相关计算程序经固化后嵌入智能千斤顶可用于斜拉索张拉施工。     

预应力混凝土连续钢绞线张拉力施工控制计算分析

对预应力混凝土连续梁桥来说,预应力的施工控制是桥梁质量控制的关键环节,如何准确地控制锚下张拉力对桥梁施工质量控制有非常重要的意义。预应力混凝土连续梁桥的孔道摩阻系数、孔道偏差系数、钢绞线回缩量等参数的理论值与实测值存在较大偏差,如果在张拉施工时仍按设计值张拉钢绞线,可能造成预应力储备不足或超张拉等情况发生。对预应力混凝土连续钢绞线张拉力的施工控制进行了计算分析,研究了调整锚下张拉控制应力的计算理论。结果表明,孔道摩阻系数、孔道偏差系数、钢绞线回缩量等参数对预应力控制影响较大,预应力钢绞线张拉前应通过试验获得预应力张拉所需的各项控制参数,并通过计算分析得出钢绞线张拉所需锚下张拉控制应力。研究成果可为同类桥梁预应力钢绞线张拉施工提供借鉴。     

预应力混凝土梁管道注浆质量的频率检测法研究

基于Ansys模拟计算,分别对预应力混凝土梁在钢绞线注浆和没注浆两种情况下,当钢绞线受到张拉力时对整个梁体的频率影响进行分析研究,发现预应力混凝土梁在钢绞线注浆之后一阶频率比无注浆状态下有50%左右的变化量,之后随着张拉力的增大,梁体的各阶频率仍成上升趋势,但是改变量非常小。验证了Clough的受轴力作用的梁体频率变化理论,提出了基于梁体频率变化的注浆与否的无损检测方法。     

斜拉加固用滑动索鞍模型静载试验研究

针对斜拉加固用滑动索鞍进行了实体模型试验,对滑动索鞍的受力性能进行了测试分析,并通过1:1全尺寸模型试验对滑动索鞍在对称荷载和不对称荷载作用下的拉索鞍槽锁定性能、索鞍回位性能及拉索位移量进行了试验实测分析,证实了索鞍结构的设计合理性,并确定了鞍体材料及耐磨面材料的选用。     

桥梁智能张拉仪受控油温对压力传感器性能影响试验研究

影响预应力桥梁质量的一个关键点是张拉力值的精度。而张拉力值一般通过压力传感器测定,然后在智能张拉仪上显示。考虑到在实际使用过程中,压力传感器受温度影响普遍存在漂移现象,为考察在智能张拉仪使用过程中,油温的变化带来的压力传感器的影响,该文模拟了温度变化对张拉力值的影响试验。研究结果表明:油温对压力传感器存在零点漂移值影响,超过一定温度,油温越高,零点漂移值越大。该文采用的压力传感器在制作过程中进行了温度补偿,试验中温度在17~50℃之间时张拉力值变化不大。     

反拉法检测预应力钢绞线工作应力的模型试验研究

为了研究预应力钢绞线的锚下有效张拉力,基于模型试验,采用反拉法进行张拉力检测技术研究,阐明了反拉法检测预应力钢绞线工作应力的作用机理;通过2种方法获得预应力钢绞线工作应力,分别为张拉荷载-伸长量曲线中拐点和锚具与锚垫板脱开时刻的张拉力;进一步对张拉荷载-位移曲线转折区段的上、下限取平均值,进而获得预应力钢绞线工作应力。研究结果表明,当工作荷载约为极限荷载的75%时,检测误差在5%之内,满足工程检测要求。     

大吨位钢绞线斜拉索索力测定的新方法

大吨位钢绞线斜拉索一般采用等张力法进行张拉施工,现有测试方法对于钢绞线斜拉索的索力测定均存在一定弊端,其适用性存疑。文中介绍一种基于线性回归理论的钢绞线斜拉索索力测定方法,通过对张拉数据进行分析可直接得出钢绞线斜拉索索力,既可较好地反映整束钢绞线斜拉索的整索索力状态,同时也能直观反映整束斜拉索中的各根钢绞线拉力是否均匀。文中着重对其基本原理及具体实施步骤进行介绍。     

京沪高速铁路津沪联络线矮塔斜拉桥设计

京沪高速铁路天津枢纽工程中的一座三塔四跨铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥采用了分丝管索鞍、环氧喷涂钢绞线斜拉索等技术。为了验证整体结构及局部构造的安全可靠性,对该桥进行了整体静力计算、局部应力分析、动力特性分析、抗震性能分析以及车-桥耦合动力分析,对索塔节段及索鞍构造进行了模型试验。分析和试验的结果表明,该桥结构体系满足铁路行车安全及舒适性要求,分丝管索鞍、环氧喷涂钢绞线斜拉索可以应用于铁路矮塔斜拉桥。     

锚圈口摩阻损失的测试

在部分预应力混凝土钢绞线张拉施工中,钢绞线总张拉力为控制张拉力与千斤顶内摩阻力、钢束与锚具的摩阻力之和.介绍钢束与锚具摩阻力的测试方法,得出锚圈口摩阻力大小与钢绞线直径、千斤顶限位板槽深有关的结论.