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。     

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。     

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...     

悬索桥索夹螺杆应力无损检测研究

悬索桥索夹螺杆在施工及运营过程中均可能发生显著的应力损失,这个应力损失将可能导致索夹出现滑移进而影响悬索桥桥面系的安全,然而以往由于检测手段的限制,对索夹螺杆的应力水平无论在施工过程还是运营养护中均无法进行准确判定。在试验研究的基础上发展出了索夹螺杆应力的超声波检测新方法,达到了3%的测试精度,完全能够应用于索夹螺杆各个阶段的应力测试中;应用该项技术对江阴长江大桥索夹螺杆应力进行了全面检测,进一步验证该方法的可靠性,同时也证明了索夹螺杆应力检测的必要性和迫切性。最后提出在施工阶段采用该设备对索夹螺杆建立超声波回波长度指纹库将大大降低后期运营检测的难度。     

洪都大桥索夹抗滑试验研究

为了解自锚式悬索桥索夹的实际抗滑性能,以洪都大桥为背景,采用足尺模型试验和实体有限元分析相结合的方法研究自锚式悬索桥索夹螺栓轴力衰减规律、索夹应力分布及抗滑摩阻系数.结果表明:螺栓轴力衰减先快后慢,螺栓最终的有效轴力约为设计轴力的80％;索夹内应力均从加载端到索夹末端逐渐减小,滑移推力工况下索夹最大应力普遍大于设计推力工况下的,在螺栓轴力偏大位置索夹应力也较大,说明索夹内摩阻力沿主缆轴线并非完全呈理想的线性分布;实测索夹抗滑摩阻系数为0.25,比规范建议值0.15偏大,实测值偏安全.建议施工时按先两端后中间且对角施拧的顺序施拧螺栓,控制各螺栓紧固力的一致性,并在关键工况前进行重复施拧.     

某悬索桥索夹滑移原因分析与处理对策

悬索桥索夹和主缆的紧固是靠摩擦阻力来抵抗吊索产生的滑动,而这个摩擦阻力是由紧固索夹的高强螺栓的预拉力挤压主缆产生,并在关键工序节点对索夹螺栓进行紧固,补足轴力,以确保索夹的抗滑安全度。针对某悬索桥的部分索夹在钢箱梁吊装前期产生滑移的原因进行了分析,并采取了相应处理措施,使后续施工没再发生索夹滑移现象。     

预应力张拉数字变频自动控制方法和系统研究

在桥梁建设施工中,预应力混凝土张拉施工采用预应力张拉数字变频自动控制方法可有效提高张拉施工质量。预应张拉力可精确施加,力值控制精度±1%;预应力筋伸长量能准确测量及时复核,伸长量校核控制在±6%范围内;预应力同步张拉有效控制,同步张拉力值小于±2%;预应力张拉持荷时间有效控制在5min;严格执行国家实施新版《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)内的张拉工艺流程,有效监管桥梁建设施工质量。     

系杆拱桥吊杆张拉调索方法的比选及实施

以上海大芦线二期航道整治桥梁工程的湖北桥系杆拱桥为例,对施工监控过程的吊杆张拉调索方法-基于影响矩阵法的分批张拉调索法与计算机控制的同步智能张拉调索法进行比选。采用传统的吊杆分批张拉调索法,吊杆张拉力的计算量大,吊杆力误差积累需要多次调整;而同步智能张拉调索法的吊杆力调整方便、控制精确,且张拉速度快。湖北码头桥的工程实践证明,同步智能张拉调索法的优势明确,值得类似工程的借鉴。     

锦屏一级水电站地下厂房预应力锚杆张拉伸长值试验分析

锦屏水电工程预应力锚杆检验当中,实际张拉伸长值始终不能满足设计要求,为深入了解预应力锚杆实际伸长值变化规律,在加工车间和施工现场分别进行了自由段完全自由张拉试验和现场施工工艺张拉试验,前者锚杆体自由段处于最理想受拉状态,后者与实际施工工艺一致,试验过程中发现不同条件下锚杆伸长值变化规律复杂,并受施工工艺、锚杆材质、温度、张拉力等诸多因素影响。通过试验证明:2类样品锚杆实际张拉伸长值均不能达到理论伸长值要求,但锁定拉力基本不受影响。因此,预应力锚杆张拉工序质量验收以控制张拉力为主,伸长值作参考能满足设计质量要求。     

桥梁用高强锚杆组件的设计与试验

对桥梁用高强锚杆组件进行设计研究,提供了一种高强锚杆组件的结构设计思路及锚固方案,完成了高强锚杆、球面螺母、球面垫片、止退螺母的结构设计与强度校核;结合工程应用需求,完成了设计载荷为1 500 kN、1 200 kN、800 kN高强锚杆组件的设计计算,形成了 M85、M76、M64等高强锚杆尺寸系列.经分级张拉锚固工艺进行静载试验验证,所设计的高强锚杆组件满足设计及使用要求.     

考虑节理粗糙度的锚固节理岩体剪切试验

为研究粗糙度对锚固节理岩体剪切特性及锚杆抗剪作用的影响，提出了基于Synfrac软件与3D雕刻技术的岩石节理面三维重构方法，开展了不同节理粗糙度系数（JRC值）和不同法向应力下的锚固节理岩体剪切试验，研究了节理面剪胀效应对锚杆轴力、变形与破坏模式的影响，并在静力分析的基础上提出了考虑节理剪胀的锚杆抗力公式。试验结果表明：随着JRC值的增加，节理的剪胀效应使锚杆的轴向变形增大，从而使锚杆发挥出更大的轴力，提高了锚杆对节理面的剪切强度贡献（锚杆抗力）；锚杆轴力增大的同时使锚杆从拉剪破坏模式转变为拉弯破坏模式。根据试验结果，在静力分析的基础上，引入了巴顿公式中的剪胀角，提出了考虑JRC值和法向应力的锚杆抗力公式，公式预测结果与试验结果吻合良好，平均相对误差为7.6%。     

超高压液压工具在大缸径发动机装配中的应用

在大缸径发动机结构中,由于高爆压、高升功率的发动机的开发越来越多,发动机各部件连接所需的摩擦力越来越大,相应的所需螺栓连接的轴力也越来越大,普通螺栓由于消耗在螺纹、支撑面、法兰等的能量较大,实际得到的轴力也较小.液压拉伸结构螺栓能够起到较大的连接轴力的需求,在大缸径发动机的主轴承螺栓、主轴承侧拉螺栓及缸盖螺栓中应用越来...     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

水平泥岩砂岩互层隧道支护体系力学特性试验研究

公路隧道穿越水平泥岩砂岩互层施工过程中支护体系力学特性较为复杂,通过开展大梁峁特长公路隧道水平泥岩砂岩互层段支护体系现场试验,研究水平泥砂岩互层段隧道初期支护中的锚杆轴力、围岩压力,钢架应力、混凝土应力及支护变形,二次衬砌中接触压力和混凝土受力特征。分析表明：拱部锚杆作用明显,边墙锚杆受力较小,建议锚杆由拱部160°减少至拱部120°,同时适当增加拱部锚杆;围岩压力在断面开挖后7d时间内已基本达到最大围岩压力的80％左右,说明在该种岩层中隧道开挖后围岩压力释放较快;水平泥岩砂岩互层关键控制点在拱部位置,边墙部位的支护结构无论从受力还是变形来说均较小;研究成果可为水平层状岩层隧道及类似工程的修建提供参考。     

在动载作用下山岭隧道锚杆的动态响应分析

基于现场监测数据,采用数值分析方法研究了拱桥铺山岭隧道在底部动载作用下隧道锚杆的轴力和锚固水泥浆应力的动态响应规律。随着爆炸应力波传播,无衬砌影响的锚杆轴向拉应力在极短的时间里增加至峰值,最后趋于稳定,有衬砌锚杆轴力一开始都是向受压方向达到峰值,然后逐渐向反方向振动。每根锚杆从锚头到锚尾锚杆单元轴力都是先增加后减小,中间锚杆单元受拉较大。随着动载作用时间推移,无衬砌影响锚杆在动载作用下,锚杆锚固水泥浆应力逐渐上升到峰值并逐渐趋于稳定,每根锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由负向正方向转变,正负方向水泥浆应力峰值都是由中间向两端逐渐增大。受衬砌影响锚杆锚固水泥浆应力在动载作用后,锚杆锚固水泥浆应力发生多次振动,除了拱腰附近锚杆受到锚固水泥浆应力较小外,其他锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由正向负转变,峰值大小是先减小再增加。     

成都清水河自锚式悬索桥吊索张拉力误差对成桥索力的影响研究

自锚式悬索桥施工张拉过程中吊索的欠、超张拉现象不可避免都会出现。吊索的欠、超张拉对自锚式悬索桥成桥索力情况都会产生一定程度的影响。因此,在施工和控制中必须对吊索的欠、超张拉程度对全桥成桥索力影响情况有个充分的了解,以便在施工过程中能及时采用措施或改变张拉方案。从而确保成桥索力的均匀和成桥线形的合理。该文通过某一工程实例的数值计算分析,初步探讨了吊索的欠、超张拉对桥梁成桥索力的影响情况。     

悬索桥主缆缠丝的张紧力与张紧机构

从满足悬索桥主缆缠丝不同阶段施工要求入手，分析主缆拉力变化对缠丝张力之影响，以变形协调条件计算缠丝所需最低张紧力，进而论述国产ZLC系列主缆缠丝机如何实现合理张力，张紧机构中张力的形成及其调整与显示方法。     

盾构隧道管片接头三维精细化数值模拟研究

针对现有盾构隧道管片接头构造数值模拟难以准确反映接头实际受力和变形过程的问题,以苏通GIL工程管片接头为研究对象,建立三维精细化接头数值模型,模型采用实体单元模拟接头混凝土、螺栓、套筒、垫片等构造并在螺栓上施加预紧力,采用梁单元模拟钢筋。通过接头抗弯足尺试验验证数值模型计算结果的准确性,进而分析螺栓连接状态对于接头抗弯性能的影响。结果表明： 1）所建立的接头三维精细化模型能较好地反映接头在压弯荷载作用下的变形规律,与接头抗弯足尺试验结果的对比表明其具有较好的计算准确度; 2）正负弯矩作用下,无螺栓时接头总体上更易发生张开和竖向变形,正弯矩下有无螺栓对于接头张开、竖向变形的影响较大且与轴力和弯矩有关,负弯矩下两者之间的差距较小且基本不变; 3）接头采用斜螺栓连接时,正弯矩下有无螺栓对于接头抗弯刚度的影响较负弯矩下更大。