连续梁大直径预应力钢棒试验研究

针对预应力混凝土连续梁竖向预应力体系所存在的张拉力损失大、钢筋耗材多的情况,对钢筋的材质和工艺进行分析试验,研制强度为1 570 MPa级别、直径为22 mm的预应力钢棒。通过室内试验,对比预应力钢棒与精轧螺纹钢筋的张拉锚固损失、锚固回缩量;通过现场应用试验,测试分析2种预应力体系的有效张拉力水平。研究表明,预应力钢棒体系的有效张拉力为精轧螺纹钢筋的0.95~1.02倍,其受力及锚固性能较好,可替代精轧螺纹钢筋体系;采用预应力钢棒原位替代精轧螺纹钢筋可节约55%钢材用量。     

实体有限元模拟预制节段桥墩循环荷载分析

采用实体有限单元法模拟无粘结预应力、普通箍筋约束预制拼装桥墩在循环荷载下的力学反应,得到其荷载位移滞回曲线。为了提高预制拼装桥墩的滞回性能,改进模型,使用贯穿节段接触面的普通纵向钢筋作为能量耗散装置增强耗能能力。改进后的模型残余变形小,滞回性能高。     

大直径钢筋套筒锚固拉拔性能研究

研究目的:钢套筒锚接技术广泛应用于加固建筑结构、连接混凝土结构的工程实践中,但是锚筋直径一般小于40 mm。为研究大直径钢筋与钢套筒的锚固性能,本文采用拉拔试验和数值模拟研究不同锚固形式的破坏形式和锚固性能,从而为工程中确定锚固长度、锚固形式及计算锚固力提供依据和方法。研究结论:(1)采用圆钢筋、锥形钢筋试件的破坏形式是钢筋与植筋胶滑移破坏,采用倒锥形钢筋的破坏形式是钢筋的断裂破坏,得到了两种破坏形式下钢筋的应力分布情况;(2)试件钢筋与植筋胶之间滑移破坏前,钢筋已达到屈服强度,表明长度为10D的锚固长度可以提供足够的锚固力使钢筋、植筋胶的强度相匹配;(3)采用内聚力模型模拟钢筋锚固拉拔试验与模型试验的结果相近,验证了模型试验的正确性,同时表明这种模拟方法是可行的,可应用于实际工程,对受力较大的预制混凝土装配式结构具有一定的参考价值。     

预制拼装桥墩在铁路桥梁中的应用北大核心

预制拼装桥梁施工技术有利于桥梁工程快速施工。为了研究预制拼装桥墩受力性能,在和若铁路开展了灌浆套筒连接、承插式连接和预应力连接三种连接形式的预制拼装桥墩现场实尺拟静力试验。通过冲击振动试验确定了试验墩动态特性参数,并与建模计算固有频率进行对比分析;通过拟静力试验,得到了试验墩混凝土开裂强度、钢筋屈服强度及荷载-位移曲线,分析了预制拼装桥墩受力性能和破坏形式。结果表明:灌浆套筒连接和承插式连接(有后浇填芯混凝土)的墩柱由于存在刚度突变,在交界面有较多裂缝;三种连接方式试验墩在6~9度地震工况下能满足受力要求。研究结果可为优化拼装式桥墩设计提供参考依据。     

铁路节段预制胶接拼装法建造桥梁技术与应用

节段预制胶接拼装法造桥是分段建造桥梁的一种,在原理上是预应力结构、箱梁设计和分段施工法综合而成,经济技术性强,适用范围广。结合国内首座采用节段预制胶拼法建造的铁路桥梁工程实例,从节段预制胶接拼装造桥基本理论入手,对节段预制技术、胶接拼装装备、胶接拼装技术进行了叙述,以期对其他节段预制胶接拼装法建造桥梁工程提供借鉴。     

预制拼装铁路重力式桥墩的抗震性能研究

为适应中国铁路建设向高烈度震区快速发展的需要,解决传统预制拼装桥墩墩柱及承台连接位置薄弱等问题,提出一种灌浆波纹管连接的模块化预制拼装桥墩体系,通过设置承台与墩身塑性区域共同浇筑及墩底局部无黏结段增强桥墩的抗震性能。制作1个局部无黏结整体现浇铁路重力式桥墩模型和1个局部无黏结预制拼装铁路重力式桥墩模型开展拟静力试验,并结合有限元分析,进行预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能研究。结果表明：局部无黏结预制拼装桥墩整体连接性能稳定,可通过墩底塑性区域破坏与墩身及节段间的摇摆实现共同消能,其破坏模式表现为墩底塑性区域的弯曲破坏,未发生破坏位置转移现象;局部无黏结预制拼装桥墩等效塑性区域高度比整体现浇桥墩降低,抗侧向水平承载力与耗能能力提升显著,位移延性能力良好,可适应更大加载位移,最终累积耗能增长64.3%;结构接缝位置连接稳定可靠,同等加载位移下等效刚度基本一致,抗震性能得到明显提高;预制节段划分对预制拼装铁路重力式桥墩抗震性能的影响不大。     

京张高铁清华园隧道建造关键技术创新与应用

京张高铁清华园隧道位于北京城市核心区,频繁穿越地铁、城市主干道和重要市政管线,周边建(构)筑物密集。存在周边环境复杂、环保要求严格、盾构始发接收难度大、安全风险高、工期紧张、防灾救援难度大等工程难题,设计及施工采用大直径盾构隧道、机械化全预制拼装、泥浆高效环保处理、大直径盾构变形控制及安全保障等技术,实现了盾构隧道施工可视化动态预测、动态监控与动态管理、盾构隧道结构机械化预制拼装,泥浆处理采用绿色快速絮凝压滤,形成了一套盾构隧道智能建造技术体系。     

悬臂拼装爬升模板高耸圆端型桥墩施工技术

结合圆端型高耸钢筋混凝土桥墩横截面尺寸大、截面沿纵向呈坡度变化的桥梁结构特点,设计以附着式塔吊为垂直运输的悬臂拼装爬升模板体系,提出了悬臂拼装爬升模板体系的施工作业方法和安全质量控制措施,为高耸钢筋混凝土桥墩施工提供了经济、可靠的模板施工方案。     

无黏结预应力带耗能钢筋预制节段拼装桥墩抗震性能研究

运用美国太平洋地震工程研究中心开发的OPENSEES程序,采用纤维梁柱单元建立无黏结预应力带耗能钢筋预制节段拼装桥墩模型,进行拟静力加载过程分析,研究预应力度、轴压比、普通钢筋和预应力筋配筋率等参数对墩柱抗震性能的影响.结果表明:随着预应力度的提高,桥墩屈服力提高,但对水平承载力影响较小;预应力和上部结构恒载总的轴压比为20%～30%时,桥墩具有较高的水平承载力和等效阻尼比;预应力筋配筋率为0.20%～0.50%时,桥墩具有较稳定的水平承载力和耗能能力,增大预应力筋配筋率,桥墩等效阻尼比降低;提高普通钢筋配筋率时,桥墩的屈服力、水平承载力、能量耗散和等效阻尼比均有显著提高,但残余位移增大.地震响应分析结果表明,增设耗能钢筋能提高节段拼装桥墩水平承载力;地震作用下桥墩破坏时,墩底剪力约为拟静力试验水平承载力的70%～90%,墩顶位移约为拟静力试验破坏位移的50%.     

植筋技术在既有铁路桥梁加固中的应用

处于深厚软土区的铁路桥梁,桥下堆载与重车通行极易引起桥墩沉降及倾斜等病害。以大丽铁路某特大桥为工程依托,开展植筋技术在既有铁路桥梁桥墩基础沉降病害加固中的应用研究。提出了"桩基加固+既有桥墩植筋连接+包护钢筋混凝土承台"的加固方案,计算分析主控轴力作用下桥墩植筋体的布置形式、承载力、根数及锚固深度等技术参数,并与现场施工数据进行对比,验证计算结果的可靠性。结果表明:(1)采用直径20 mm的植筋,锚固深度为1 000 mm;采用直径25 mm的植筋,锚固深度为1 300 mm。(2)桥墩范围内,最多可以植筋440根;计算得出,在桥墩植筋范围内,植筋根数大于317,即可满足承载力要求。(3)施工设计图的植筋根数采用378是考虑了一定的安全系数及其他因素。工程实践表明,以植筋技术为主的加固方案对铁路桥墩基础沉降及倾斜病害的控制效果明显。     

高铁简支梁钢筋骨架智能建造关键技术及成套装备研究

针对高速铁路简支箱梁钢筋骨架搭建过程中存在的生产方式落后、质量稳定性差、安全风险高、管控系统不完备等问题，结合广州—湛江高速铁路项目钢筋骨架智能建造重难点，提出了适用于简支箱梁钢筋骨架智造的总体技术路线。基于BIM开展简支箱梁钢筋骨架部品化设计，并通过节段拼装试验验证了方案的可行性；结合网片设计方案研究装配化组装工艺，实现钢筋骨架的快速成型；研发部品自动化加工设备、物料转运设备、自动化吊装设备及拼装胎具工装，实现设备生产线总体设计；开发钢筋骨架智能建造全过程智能化控制系统，实现智能排版、质量追溯等工厂化生产、可视化管理等全生命周期应用。该研究成果对高铁预制梁场钢筋骨架拼装成型技术进行系统性优化创新，实现部品化加工、自动化组装和信息化管理，整体提升铁路预制梁钢筋骨架智造施工质量、效率和信息化水平，降低工程建设成本。研究实现了铁路预制箱梁建造技术的重大突破，具有广泛的技术和市场推广价值。     

变形钢筋与活性粉末混凝土的粘结性能试验研究

通过不同直径和不同埋长的普通热轧变形钢筋活性粉末混凝土的钢筋拔出试验,研究变形钢筋与活性粉末混凝土的粘结性能及粘结—滑移的本构关系。研究表明:活性粉末混凝土与钢筋的极限粘结应力随着钢筋直径的增加而下降,钢筋直径相同时随着锚固长度的增加而降低。提出普通热轧变形钢筋与活性粉末混凝土的极限粘结强度与锚固长度的计算公式。运用该计算公式得出,直径为14和16 mm钢筋的锚固长度适宜取3倍钢筋直径,直径为18 mm钢筋的锚固长度适宜取4倍钢筋直径。根据试验数据回归出基于相对保护层厚度和相对有效粘结长度的极限粘结应力计算公式和粘结应力与滑移的本构关系式。     

高速铁路(40+56+40) m预应力混凝土连续梁节段预制胶拼法建造技术研究

新建郑州至阜阳高速铁路周淮特大桥3联(40+56+40) m双线无砟轨道预应力混凝土连续梁采用节段预制胶接拼装法建造,对其结构设计、节段拼装工艺以及结构检算等方面开展了分析研究。研究成果主要有:(1)节段预制拼装梁采用增加跨中和边跨等高段长度的立面布置方案,可以方便施工,节省模板费用,且立面视觉效果较好;(2)创造性的采用一次半联满挂的拼装工艺,研制了可满足于跨度64 m及以下的双线简支梁和跨度不超过80 m的双线连续梁的节段拼装造桥机;(3)提出了预应力混凝土节段预制拼装连续梁结构构造措施、结构检算技术标准、拼装工艺要求等。     

Lp=44m干接梁设计

研究目的:本文主要介绍节段预制拼装梁的预应力布设方式,剪力键体设计,干接梁接缝面抗剪设计,以及对拼装梁施工方法的简介.为新技术引用及应用于我国铁路桥梁设计提供先进技术参考.研究结论:节段预制拼装梁如果配合干接缝的使用更能达到施工节奏快、工期容易掌握,具有系统化、机械化、自动化及品质稳定等优势.随着我国新技术、新材料的发展进步,采用"干接缝"的施工方法将会使节段预制拼装梁得以更广阔的发展.     

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。     

铁路节段预制胶接拼装简支箱梁的技术特点和优势

黄陵—韩城—侯马铁路芝水沟特大桥主桥采用19孔64 m和2孔48 m节段预制胶接拼装简支箱梁,突破了我国多年来常规采用的湿接缝节段预制拼装桥梁的限制。本文结合芝水沟特大桥节段预制胶接拼装简支箱梁设计、施工,阐述了节段预制现场拼装梁的分类和应用情况、构造特点、设计特点、工艺特点及优势所在,可对后续节段拼装桥梁的设计和施工起到指导性作用。     

节段拼装梁胶接法施工梁段预制关键技术分析

黄韩侯铁路芝水沟特大桥是全国首例采用节段预制胶接拼装施工技术的铁路桥梁,此施工技术在我国铁路没有应用先例,是一个全新的课题。结合芝水沟特大桥工程实例具体分析了预制方案选择、模板设计、孔道的定位、线形控制、隔离剂配比设计等关键技术,芝水沟特大桥节段拼装梁成功预制完成,为我国铁路桥梁采用节段拼装胶接法施工积累了宝贵经验,有推广应用的价值。     

节段预制拼装法建造桥梁技术综述

节段预制拼装法造桥是分段建造桥梁的一种,在原理上是从预应力结构、箱梁设计和分段施工法综合而成,经济技术性强,适用范围广。结合课题研究成果和工程实例,从包括技术特点、优缺点、分类等节段预制拼装造桥基本理论入手,对包括节段预制基本方法、通用制梁技术、节段梁吊装和运输技术等的节段预制技术,包括逐跨拼装法节段拼装装备、平衡悬臂法节段拼装装备等的节段拼装装备,包括节段拼装方法、通用拼装技术等的节段拼装技术,最后特别强调节段预制拼装线形控制技术,并对采用该技术进行桥梁设计提出建议。     

京唐铁路潮白新河特大桥节段预制胶拼法建造关键技术研究

为推动我国铁路桥梁建造技术科技进步,北京至唐山铁路潮白新河特大桥DK101+167.09～DK102+173.94段采用节段预制胶拼法建造技术,对其结构设计、拼装方案及预应力布置、连续梁结构检算以及主要工程数量等进行了分析研究,研究结果表明:(1)(48+80+48) m连续梁与40 m简支梁相接,连续梁梁端及跨中等高段与相邻简支梁的梁高和外轮廓一致,能较大程度节省预制模板费用,且全桥整体美观、协调;(2)预制节段之间的预应力连接器采用喇叭状的异形波纹管加密封圈方案,以保证密封性能,方便施工;(3)(48+80+48) m连续梁采用一次拼装3对预制节段即"小节段预制、大节段拼装"的平衡悬臂拼装工艺,该方案施工速度快,而且节段之间预应力锚槽、连接器布置少;(4)预制拼装方案的预应力含量比悬臂浇筑方案高。     

装配式明洞隧道拱墙拼装台车设计与施工

根据国内外装配式隧道技术发展现状发现,全预制装配式铁路隧道在国内尚无工程案例,其在实体工程中的应用尚在研究阶段,可供借鉴的经验不多。基于以上背景,本文主要依托星火枢纽工程铁科试车线全预制装配式明洞隧道施工,介绍了全预制拼装明洞隧道拱墙结构、仰拱结构及轨下结构预制块划分,分析了装配式隧道拼装施工难点,针对隧道环向节段划分重量差异大的特点,提出了"龙门吊+拼装台车"拼装方案,并给出了"真园矫正机+节段拼装机"拼装台车设计原理和构造,总结形成了龙门吊辅助吊装、拼装台车对接拼装工艺,以期对类似工程施工提供借鉴和思考。