基于冲击回波法的预应力孔道注浆缺陷类型 识别方法研究

浆体与波纹管内壁脱粘缺陷和初始注浆缺陷是预应力孔道注浆缺陷的两种主要形式,一般情况下前者不会影响预应力筋的耐久性,不需要修复处理,而后者则一般需要修复。常规的基于冲击回波法的检测方法无法准确区分这两种缺陷形式,浇筑了3个混凝土试件,一个注浆饱满试件、一个注浆饱满但浆体与波纹管内壁脱粘试件、一个存在初始注浆缺陷试件,研究了3个试件的冲击回波厚度频率随养护时间变化的规律,得到了区分两种缺陷形式的方法。     

冲击回波主频法在桥梁预应力孔道压浆密实度无损检测中的应用

在桥梁预应力施工中,孔道压浆的饱满程度会影响到钢绞线的锈蚀程度。因此需要对孔道的压浆质量进行检测。可以采取的无损检测技术包括弹性波穿透性、超声波对测法以及扫描式冲击回波法。本文笔者将结合具体的桥梁工程施工实例,简要探讨冲击回波主频值在预应力孔道压浆密实度检测中的应用,希望能对类似工程起到借鉴作用。     

双通道冲击回波无损检测响应特性研究

传统冲击回波法多采用单通道检测,但土木工程结构往往尺寸较大,采用单通道检测效率较低。为了提高检测效率,本文提出了双通道冲击回波采集的方法,并采用ABAQUS有限元软件建模分析了不同通道距离工况下冲击回波的响应特性,为多通道冲击回波方法的进一步应用奠定了基础。研究结果表明:对于无缺陷结构,两个通道间的距离对冲击回波峰值频率位置几乎没有影响;对于有缺陷模型结构,当两通道均布置在缺陷上方时,频率峰值位置受两通道距离影响较小,当有一个通道位于缺陷上方时,该通道峰值频率表现为两个冲击回波峰值频率的叠加。     

在役桥梁孔道密实状况冲击回波法的ANSYS/LS-DYNA计算评价

基于低频应力波的冲击回波法对桥梁预应力孔道注浆密实状况进行检测,是近年来新兴的研究方向。对在役桥梁的检测,以往仅能对预应力孔道施加侧面敲击来进行,且无法确定缺陷的有无及位置,现采用ANSYS/LSDYNA软件建立半圆柱体缺陷的模型进行模拟冲击,通过模拟实际检测情况下对模型侧面进行敲击,对非对称结构模型的响应结果进行系统分析,较为准确地判断出混凝土板中空洞缺陷的有无及其埋深,对冲击回波法检测混凝土板的实验操作和工程应用具有一定指导意义。     

预应力孔道压浆密实度模型试验研究

基于冲击回波法的检测原理,通过人为设置不同的预应力孔道压浆密实度,文章对应力波传播路径与预应力孔道压浆密实度的关系进行分析,开展了不同混凝土板厚的模型测试,并对振动时程数据进行分析,结果表明:随着压浆密实度的减小,应力波传播路径长度增大,主频向低频漂移,频率曲线中主频和波纹管密实度呈线性关系。     

桥梁预应力孔道注浆密实性无损检测方法的应用研究

围绕当前桥梁工程领域普遍关心的预应力孔道注浆密实性无损检测问题,通过理论分析、试验验证、定性与定量相结合的方法,针对当前桥梁工程领域常用无损检测方法对预应力孔道注浆缺陷识别的敏感程度进行了深入系统的分析研究。结果表明,采用超声波法和探地雷达法对预应力孔道注浆密实性进行检测是不可行或基本不可行的;而采用冲击回波-X射线相结合的方法,可完全实现桥梁预应力孔道注浆密实性的定量无损检测,且不必区分波纹管材料种类;实际检测中,如需对桥梁预应力孔道注浆密实性无损检测结果进行验证,可采用内窥镜法进行。     

基于冲击回波法的波纹管注浆密实性检测技术研究

利用冲击回波法对混凝土板内波纹管压浆质量进行测试,灌浆前对不同材质波纹管进行灌浆缺陷设置,在已知缺陷位置、缺陷程度、缺陷大小的情况下,与冲击回波法检测结果对比分析,研究此方法测试精度的影响因素.试验结果表明:冲击回波法对波纹管压浆质量检测具有较好的测试精度,敲击位置、敲击间距、波纹管材质对测试精度影响较小.     

冲击载荷下摊铺机振捣机构对混合料的压实特性

为了提高沥青摊铺机对铺层混合料的初始密实度,针对振捣机构动力学特征,考虑振捣冲击载荷对混合料的影响,建立了铺层材料密实度与振动参数、系统参数之间关系仿真模型,剖析振捣机构对混合料密实度与动态响应关系,揭示振捣压实特性机理.进行振捣机构对混合料摊铺密实效果的试验研究,得到振捣频率对材料密实度的影响特性曲线,通过不同阻尼参数下的模型分析,确定了振捣峰值密实度出现时的最佳振捣频率,同时对振捣密实度随各谐波频率的变化规律进行仿真计算和试验验证.研究结果表明：当频率比小于最佳振捣频率比时,密实度对振捣频率变化敏感,随着频率的增加,铺层密实度变化平缓,仿真与试验结果变化规律基本一致;当振捣频率接近最佳振捣频率时,除了与激励频率相同的稳态响应外,还存在频率为2倍激励频率的振动成分;当匹配振捣频率比大于0.45时,会产生高效密实效果.研究结果可为摊铺机实现对铺层混合料的高效压实提供依据.     

客运专线箱梁预应力孔道压浆密实度检测研究

分析了客运专线箱梁预应力孔道压浆不密实的危害及原因,提出在压浆时采用灌浆自动记录仪收集压浆数据,确定管道的注浆量是否符合设计要求;后期采用预应力孔道注浆检测仪对管道进行测试,检测箱梁管道的密实度是否达到设计要求。实际应用效果良好。     

基于冲击弹性波检测预应力孔道压浆质量的评价体系研究

国内外多家机构都对孔道压浆密实度检测进行了相关研究,但是各种检测方法都具有一定的局限性,大部分并不适合应用于孔道压浆质量的检测。目前,检测预应力孔道压浆质量最有发展前景的方法是基于冲击弹性波。文中建立了基于定性检测的压浆质量评价标准及基于定位检测的压浆质量评价标准,提出了冲击弹性波检测预应力孔道压浆质量及评价结果出现争议时的解决办法,为孔道压浆密实度检测定量分析评价提供参考。     

BGM2000桥梁预应力管道智能注浆控制仪研究

针对目前注浆工艺条件下采用人工注浆方式所导致的注浆质量无法保证的情况,研发了适用于现场注浆工艺要求的BGM2000桥梁预应力管道智能注浆控制仪。对智能注浆及人工注浆的效果进行了现场对比检测。对比测试的结果显示:所测试的采用人工注浆方法注浆的桥梁预应力孔道存在不同程度缺陷,通过智能注浆控制仪施工的桥梁孔道注浆质量全部为优,注浆饱满。智能注浆控制仪注浆明显优于传统的人工注浆施工质量,设计先进,操作简单、运行稳定,采用智能注浆控制仪施工能够提高桥梁预应力管道注浆施工质量,保证注浆密实。     

剥离掉块对轮轨滑动接触热弹塑性的影响

利用有限元软件ANSYS建立了钢轨轨面剥离掉块伤损条件下的轮轨滑动接触有限元模型, 考虑了轮轨材料的非线性影响, 计算了车轮经过剥离掉块凹坑时的轮轨接触冲击行为, 并采用瞬态分析方法研究了不同剥离掉块伤损长度、深度、摩擦因数与轮轨间相对滑动速度对钢轨剥离掉块伤损区域热弹塑性的影响。分析结果表明: 在剥离掉块伤损区域长度为2 cm、深度为4 mm时, 钢轨等效塑性应变最大, 且伤损区域后侧的值为前侧的3~4倍; 在剥离掉块伤损区域长度为2 cm、深度为6 mm时, 塑性变形最大, 且伤损区域后侧的值约为前侧的2倍; 轮轨接触应力随摩擦因数的增大而减小, 钢轨的摩擦温升、等效塑性应变、塑性变形、等效应力与纵向剪切应力均随随摩擦因数的增大而增大, 当摩擦因数大于0.3时, 等效应力和纵向剪切应力的增长速率变缓; 当相对滑动速度等于3 m·s-1或大于等于6 m·s-1时, 钢轨的受力、变形和温升最不利。     

垮塌区Navier-Stokes幂律型浆体的有效扩散范围

为了研究注浆过程水泥浆体在破碎岩体中的扩散范围和压力分布状态,以Navier-Stokes方程为理论基础,在COMSOL平台上建立单裂隙模型,模拟浆体在不规则的单一裂隙面上的流动特征.在此基础上,建立破碎岩体的平面裂隙模型,同时设置不同的贯通系数,模拟浆体在破碎岩体中的扩散规律.研究结果表明:当模型中裂隙贯通系数较低时(0.1～0.5),浆体有效扩散范围较小,约为1.5～4.1 m,扩散范围随着压差的增加呈非线性的增加,但是增加率快速降低接近0;当模型中裂隙贯通系数较大时(0.5～1.0),浆体的有效扩散范围显著增加,约为4.1～6.2 m,随着压差的增加也呈非线性增加,增加率呈降低的趋势;当模型中裂隙贯通系数为1.0时,即破碎的岩体中裂隙面全部连通状态,浆体扩散距离随着压差的增加近似呈线性增加,最大扩散距离约为6.2 m.同时在注浆孔外围6 m处取芯结果能明显观察到浆体固结的破碎岩块,这与模型计算结果一致.     

盾尾同步注浆模拟试验研究

盾尾同步注浆区域位于盾构隧道管片壁后，由于其空间的封闭性，难以对浆液的扩散情况进行观测，从而导致目前同步注浆材料的分布特性尚不明确。为此，研发了一种盾尾同步注浆模拟装置，进行了盾尾同步注浆模拟试验研究，对同步注浆过程中的土体内部的压力变化与上部土体的沉降进行了研究。结果表明，注浆开始后出浆口移动轴线上方土体内部的压力在注浆压力的影响下逐渐增大，在出浆口远离后逐渐减小，与此同时轴线两侧的土体压力逐渐增大，产生了明显的土拱效应；注浆稳定后浆液的内部压力主要由上部荷载决定，与注浆阶段注浆压力的大小无直接关系；注浆过程中引发的地表沉降的大小主要由注浆压力决定，其次受到浆液性质的影响；凝固后的注浆体横向上在出浆口附近厚度较小，两侧较大，纵向上厚度分布较为均匀。     

真空辅助压浆在桥梁施工中的技术应用

在桥梁建设中．传统的压浆工艺存在一定的结构缺陷．如：浆体不密实、不饱满．有气泡甚至局部形成孔洞．浆体强度较低。同时由于浆体的不密实和孔洞．使水分和氧气有可能渗入预应力筋并产生锈蚀．影响梁的使用寿命．严重的甚至导致桥梁出现重大质量问题。针对传统压浆存在的不足,推出了真空辅助压浆技术．它提高了预应力孔道灌浆的饱满度与密实性．大大提高了结构的耐久性。目前．该项技术已被应用于结构工程、桥梁工程及隧道工程等工程领域。     

桥梁预应力管道注浆质量无损检测技术——模型设计研究

为了验证无损检测方法和仪器的准确性,在检测模型设计制作的过程中,提出了新的缺陷设置方法．在不填充其他物品的情况下,制作出存在一定长度和体积缺陷的大比例模型．检测人员使用冲击回波法进行检测,检测结果表明：冲击回波法对缺陷的敏感度较高,具有较强的定位测量能力,但定量测量能力不足,致使缺陷的修补工作无法有效地进行．这也证明了该模型拥有较好的验证能力．     

高速铁路用高性能预应力孔道压浆材料的制备及应用

为提升郑万高铁湖北段ZWZQ-6标后张预应力混凝土桥梁孔道压浆质量,通过现场试验,制备了一种大掺量矿物掺合料、高抗折微膨胀的孔道压浆料。试验结果表明：硅灰对抗折强度的影响最大,其次为超强吸水树脂和聚乙烯醇纤维,影响最小的为橡胶粉;当硅灰为1%、超强吸水树脂掺量为0.1%、聚乙烯醇纤维为0.3%、橡胶粉掺量为3%时,复配抗折改性压浆材料的综合性能达到最佳,28 d抗折强度相比原设计方案提升29.7%,24 h膨胀率为0.563%,价格下降15元/t。对高性能后张预应力孔道压浆材料施工工艺进行了介绍,压浆密实度合格率达到97.95%。     

后张法箱梁孔道压浆密实程度调查

为了解后张法预应力混凝土连续箱梁孔道压浆问题,以3座后张法预应力混凝土连续箱梁为工程背景．采用现场调查方法对箱梁后张法预应力孔道的压浆问题进行了调查研究。调查结果表明．3座桥梁的孔道压浆密实程度均较差,其中梁体纵向、横向预应力孔道中无压浆的截面分男q占调查总数的14．5％和47．58％。     

预应力混凝土简支箱梁在高温条件下真空压浆技术

在我国南方地区夏季进行压浆施工时,由于气温高,存在预应力孔道浆体饱满度和密实度低的问题。针对夏季持续35℃及以上高温情况下进行预应力混凝土简支箱梁真空压浆施工,通过室外温度控制、搅拌浆体温度控制、施工设备隔热等一系列措施,确保压浆施工时浆体温度不超过30℃,从而保证压浆施工质量,取得了很好的效果,为其他类似工程项目提供借鉴。     

谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响

为研究机电耦合作用下齿轮箱体和牵引电机的振动幅值、频谱分布及其随高速列车行驶速度的变化趋势, 分析了三相逆变器输出电压谐波频率分布与牵引电机谐波转矩, 建立了传动系统扭振模型; 基于直接转矩控制理论与车辆系统动力学理论, 搭建了牵引电机控制模型和高速列车多体动力学模型; 通过Simulink和SIMPACK联合仿真平台对比了恒力矩输入与含有谐波转矩的力矩输入模型, 分析了不同速度下牵引电机谐波转矩对高速列车齿轮箱体和牵引电机振动特性的影响。分析结果表明: 当高速列车以250 km·h^-1的速度匀速运行时, 齿轮箱体大齿轮上方纵向振动、小齿轮上方纵向与垂向振动受牵引电机谐波转矩影响显著, 在700 Hz主频处振动加速度幅值显著增大, 该频率恰为牵引电机输出转矩基波频率的6倍; 在谐波转矩的影响下, 牵引电机在52 Hz主频处横向振动加速度幅值增加52.78%, 在49 Hz主频处垂向振动加速度幅值增加18.95%;随着高速列车速度的增加, 齿轮箱体纵向与牵引电机各向振动加速度逐渐增加, 牵引电机谐波转矩对齿轮箱体纵向振动加速度均方根的影响逐渐减小, 在6倍基波频率处, 齿轮箱体小齿轮上方和牵引电机纵向与垂向振动加速度均先增大后减小, 在速度为250 km·h^-1时达到极大值, 且齿轮箱体和牵引电机的垂向振动受6倍基波频率谐波转矩的影响比纵向振动更为明显, 而其横向振动特性几乎不受谐波转矩的影响。