智能钢绞线的温度传感特性试验研究

针对光纤光栅的温度对应变交叉敏感的影响问题,设计及加工了智能预应力钢绞线的水浴循环装置,对无应力状态的钢绞线进行水浴循环试验,研究智能预应力钢绞线的温度补偿模型;对有应力状态的智能预应力钢绞线进行水浴循环试验,基于得到温度补偿模型修正光纤传感器的波长测试结果,并与振弦式压力传感器测试结果进行对比分析,验证了智能预应力钢绞线的温度补偿模型的有效性。研究结果表明:光纤光栅智能钢绞线温度传感系数为0.022 6 nm/℃约为裸光纤的2.3倍,得出光纤波长变化量与温度变化的关系表达式及光纤波长变化量与张拉力变化的关系表达式;温度修正后的智能预应力钢绞线测试结果与振弦式压力传感器测试结果一致,相关系数达到0.97。     

基于全寿命设计理论的斜拉桥拉索体系选择研究

全寿命设计理论是基于生命周期造价最低的理念,综合考虑规划、设计、施工以及耐久性设计、管养设计、拆除、回收再利用设计、风险评估及保险策略和全寿命周期成本分析等方面,使桥梁设计达到安全、经济、耐久及环保等。在分析斜拉桥拉索体系特点的基础上,重点比较了平行钢丝拉索和钢绞线拉索的各项技术指标以及两者在施工过程中的特点,结合全寿命设计理论,从全寿命造价最低及可持续发展的角度,得出钢绞线拉索体系较平行钢丝拉索体系优越的结论。建议在斜拉桥的施工中,多应用钢绞线拉索体系。     

GFRP筋混凝土梁抗剪承载力影响因素

为深入研究玻璃纤维(GFRP)筋混凝土梁的抗剪性能,通过57根混凝土梁的试验,对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响因素进行了研究.重点分析了箍筋和剪跨比对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响;在配筋率、几何尺寸、混凝土强度和剪跨比相同的条件下,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的抗剪承载力进行对比分析,探讨了GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数与剪跨比的关系.结果表明:箍筋能使GFRP筋混凝土梁的初裂抗剪强度提高7.4%~30.0%;GFRP筋混凝土梁达到极限承载力时,箍筋的最大应力远小于其抗拉强度,验明了有效应变控制抗剪能力的正确性;随剪跨比减小,GFRP筋混凝土梁的抗剪承载力先增大,后减小;GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数随剪跨比减小而增大.     

基于空心铝合金悬臂梁的FBG压力解调的研究

本文提出一种粘贴于铝合金空心悬臂梁的匹配光纤布拉格光栅。将FBG粘贴在悬臂梁上表面距中心轴距离附近。理论分析了FBG中心波长相对偏移量与压力的关系。实验测得将匹配光纤布拉格光栅粘贴也特殊悬臂梁后其压力灵敏度为0.002025 nm/g,是FBG压力灵敏度系数的十分之一。正是这种对外界压力的低灵敏度使得匹配光栅能更精准的跟踪传感光栅中心波长变化。     

最小二乘法在公路试验数据处理中的应用

以预应力混凝土钢绞线的弹性模量和1000h松弛率计算为例，运用Excel图表建立数学模型和相关系数检验，采用线性回归方法和最小二乘法原理来处理，能够得到理想的方程和准确的结果。这种方法也可以很好地应用于其他的公路试验数据处理。     

基于光纤光栅传感技术的江阴大桥结构应变监测研究

江阴大桥自1999年通车以来,就一直经历着大交通和重载交通的双重考验.主桥钢箱梁受交通荷载的影响最为直接,极易因荷载的不断作用而产生疲劳损伤.对荷载影响反应最直接的就是主桥钢箱梁结构的内部应变,通过对结构应变的监测,可以较好地掌握桥梁受动态荷载作用下的结构响应.本文采用光纤光栅传感技术对钢箱梁结构的重点部位进行应变监测...     

用于路面结构监测的光纤光栅应变传感器试验研究

为了测量路面结构的应力与位移,设计了一种用于路面结构应变监测的光纤光栅应变传感器。首先将裸光栅粘贴于土工塑料格栅表面并进行了封装。利用土工格栅与沥青混合料变形的协调性,使光栅与格栅达到共同变性,从而可以对沥青路面结构层层底应变进行监测。封装成型后利用万能试验机对传感器进行张拉标定,光纤光栅传感器的灵敏系数标定结果为1.04 pm/με与裸光栅的灵敏系数相近,其性能可以满足道路监测需要。将标定过的传感器埋入AC-16沥青混凝土中,进行车辙试验,结合ABAQUS有限元仿真,验证了传感器的可靠性。试验结果表明,传感器性能良好,能够满足路面结构监测的使用要求。     

地锚式悬索桥主缆锚固系统疲劳性能试验

主缆锚固连接器在承受主缆成桥索力的同时仍需承受疲劳荷载作用,为了掌握其在桥梁设计荷载作用下疲劳性能,结合电阻应变、光纤光栅测试技术及磁粉探伤技术,对原型主缆锚固连接器组件开展200万次疲劳荷载性能试验检测。试验检测结果表明:经过200万次循环荷载作用,连接器组件中连接器平板、索股锚头表面状况良好;连接器组件中MJ68拉杆静力、疲劳性能无明显变化;连接器组件完好未发生疲劳破坏,可以满足实际工程桥梁的使用要求。     

预应力筋准分布光纤传感测试方法研究

针对目前用传统测试方法难以有效地对预应力筋的应力状态进行分布测试的现状,提出了采用基于普通光纤的螺旋缠绕式准分布光纤应变传感器进行测试的新方法,分析了其结构设计思想和传感原理,并对其传感特性进行了理论分析和试验研究。此传感系统的研究为预应力筋应力状态的准分布测试探索了一条新的解决途径。     

玻璃钢(GFRP)-混凝土复合拱试验研究

在混凝土拱的不同位置、采用不同黏贴形式黏贴玻璃钢(GFRP)得到了6个GFRP-混凝土复合拱。对GFRP-混凝土复合拱进行了加载破坏试验,并对其破坏形式、荷载挠度曲线规律、刚度规律和承载力等结构性能进行了研究。试验表明:GFRP-混凝土复合拱开裂荷载更高,开裂前的刚度明显高于普通混凝土拱,开裂后其刚度及抗裂性能也明显优于普通混凝土拱;GFRP-混凝土复合拱具有更高的极限承载力和极限变形。GFRP-混凝土复合拱中,黏贴GFRP的范围较大时,GFRP-混凝土复合拱的力学性能更优;采用环形及U形黏贴GFRP的复合拱力学性能明显优于采用单面黏贴GFRP的复合拱,但全拱环形黏贴GFRP的复合拱性能并非最优。     

大跨度悬索桥鞍座出口处主缆的二次应力

大跨度悬索桥主缆的应力在主鞍座处最高,主缆次应力在此处也比较大。采用不同的假设条件可建立主鞍座处主缆二次应力的几种计算方法,针对某实桥,将不同计算方法所得到的计算结果与实测结果进行了比较,并对悬索桥索鞍出口处主缆在恒载和活载作用下的二次应力和安全系数进行了计算。结果表明:在主缆变形较小时,不同计算方法所得到的计算结果与实测值较吻合;在主缆变形较大时,索鞍出口处主缆的二次应力计算需将钢丝的滑移及钢丝间极限摩擦剪力随主缆轴力增大而发生改变的影响考虑进去。通过计算所得到的索鞍出口处主缆的安全系数达到2.0,并且在施工过程中采取适当的措施可以减小这一位置处的二次应力。     

钢桁架拱桥悬臂安装扣索单股一次张拉施工技术

重庆朝天门长江大桥是目前世界上最大跨度的钢桁架拱桥,在悬臂安装施工期间,设两对钢绞线扣索,与主拱形成自锚平衡共同受力体系,控制主拱结构内力和变形。单根扣索使用148股钢铰线,最大拉力16 661 kN,采用单股钢绞线一次张拉成型的技术施工,其技术原理简单,施工方便,可供类似工程参考。     

钢铰线拉索式落梁防止装置设计

钢铰线拉索式落梁防止装置具有结构紧凑、静载性能好、疲劳寿命高和锚固可靠等特点,可为桥梁结构在强烈地震作用下的安全提供可靠的保障,文章对该钢铰线拉索式落梁防止装置的构成和应用设计进行介绍。     

悬链线方法在大跨径悬索桥基准索股调整中的应用

研究提出了悬索桥索股调整的精确计算方法,该方法可以计入主塔偏位、索股温度的影响。通过弹性悬链线模型推导了悬索桥基准索股的悬链线简化方法。该法对于中跨主缆调整与精确方法、抛物线简化方法相比精度较高,边跨主缆调整与抛物线法精度接近,误差均较大,但也可满足实际工程需要。     

基于纤维单元的斜跨异型拱桥极限承载力分析

斜跨异型拱桥拱肋同时受到面内和面外索力作用,为双向压弯构件,受力具有明显空间特征.采用梁单元纤维模型材料非线性方法,同时考虑几何非线性,对张家口通泰大桥进行极限承载能力全过程分析.随着荷载的不断增加,吊索逐根达到承载极限;拱肋同时发生面内、面外变形;一侧拱脚附近截面在轴力和面内、面外弯矩的共同作用下,逐步进入塑性;最后吊索全部屈服,主梁受力接近于简支梁,跨中截面形成塑性铰,全桥结构达到承载极限.纤维模型能够准确模拟拱肋双向压弯荷载下截面逐步进入塑性的全过程,适用于复杂受力构件梁单元材料非线性计算.     

南京长江第四大桥主缆架设关键技术

南京长江第四大桥为主跨1418m的双塔3跨悬索桥,其主缆采用新型锚固钢板式锚固系统。主缆索股采用预制平行索股（PPws）法架设,除设置通长索股外,在南北边跨各增设若干背索。文章系统介绍了南京四桥主缆索股架设关键技术,可供后续类似工程参考。     

重庆地维长江大桥主塔斜拉索方案比选

结合工程实际,对斜拉桥的钢绞线及钢丝斜拉索的施工流程和工艺进行了介绍和对比。由于钢丝索具有弹模、疲劳强度较高,比较容易按照设计改变截面大小的优点,该工程最终采用了平行纲丝索做为主塔斜拉索,实践证明,钢丝索的选用较为合理,桥梁结构变形满足要求。     

温度对悬索桥基准索股架设的影响

施工温度的改变对悬索桥基准索股放样时的线形及锚跨张力会产生较大的影响,如何高精度地修正这一影响因素给基准索股放样线形造成的施工误差十分重要;文章介绍了鱼嘴长江大桥基准索股施工放样时线形监控方法。采用解析法分析并计算了温度对悬索桥基准索股架设线形的影响修正,得到了单位变化量时该影响因素对主缆跨中控制点标高的影响值及锚跨张力的变化值,提出了基准索股架设中温度影响的修正方法,以供桥梁施工技术人员参考。     

Studies on the Effect of Accelerated Thermal Aging on Electrical and Physicochemical Properties of XLPE Cable

The degradation of crosslinked polyethylene (XLPE) cable insulation during service, such as thermo-oxidation and water treeing may lead to a premature electrical breakdown of the XLPE insulation cables. Therefore, it is necessary to optimize the period of replacement to evenly distribute the replacement cost by ascertaining the deterioration degree. Estimation of the aging degree is at present the most important task for diagnosis of the residual lifetime of the power cable insulation. This paper presents a study on the changes in the dielectric properties of the thermally aged XLPE cables in the frequency range from 0.07～10 MHz. Based on electrical and physicochemical characterization, some new "dactylograms" for the thermally aged XLPE cable insulation have been proposed.