关于铁罗坪特大桥主塔上塔柱锚固区工艺试验的研究
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矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分布规律及计算模型研究作者:张涛李伟俊朱东邓韬李永明来源:《甘肃科技纵横》2024年第06期摘要:文章依据某矮塔斜拉桥,通过现场试验探究索塔锚固区应力分布规律,明确索塔锚固区混凝土在施工过程中的应力变化特征。
文章提出底部设置弹性支撑的局部有限实体计算分析模型,并通过实测值和理论值的对比分析验证该计算分析模型的可行性。
研究结果表明:施工过程中,索塔锚固区端部位置出现了拉应力,最大为1.2 MPa,施工时应考虑在锚固区端部增加横向钢筋;索塔锚固区混凝土横向应力呈现出端部小中间位置大的规律;索塔锚固区实测应力值和理论值基本吻合,验证了该计算分析模型用于计算索塔锚固区应力分析的可行性,为索塔锚固区的受力分析提供了技术支撑。
关键词:矮塔斜拉桥;索塔锚固区;计算分析模型;应力分布;试验中图分类号:U24文献标志码:A0引言矮塔斜拉桥的力学特性不同于斜拉桥和梁式桥,而是介于两者之间。
斜拉桥的拉索多数是单侧和索塔直接固结,而矮塔斜拉桥拉索多是直接穿过索塔作用在主梁上,索塔处直接作用在索鞍处形成一根通长的拉索。
索塔锚固区是矮塔斜拉桥的一个主要传力部位,主梁重量通过拉索将自重作用在索塔锚固区,然后通过桥塔传递给桥墩和基础,索塔锚固区在整个施工过程中受力较为复杂,为确保整个施工过程中斜拉桥的安全,需要掌握锚固区在整个施工过程中的受力特征。
为此,国内不少学者对其进行了研究。
周晖[1]通过对主塔索鞍区的计算分析,发现中间大向两边逐渐减小。
张海文等[2-3]通过数值分析探究了拉索与索鞍之间的接触关系,并研究了拉索的半径对锚固区混凝土应力的影响,认为施工中应对索鞍的安装定位进行严格控制。
部分学者依托实际工程对索塔区混凝土进行受力分析。
张树清和屈计划[4]依托实际工程,建立索塔锚固区计算分析模型,得到索塔锚固区混凝土的应力分布规律。
肖子旺[5]以常山大桥为依托建立全桥分析模型,基于等效原则通过变换索鞍结构形式,探究了索鞍形式对锚固区混凝土受力的影响规律。
大跨度铁路钢箱梁斜拉桥对接式无肋锚拉板疲劳试验研究斜拉桥索梁锚固区传递斜拉索巨大的集中力,是斜拉桥的关键局部构造之一。
目前主要锚固形式有锚箱式、锚管式、耳板式和锚拉板式四种。
李小珍等[1]介绍了锚箱式、锚管式、耳板式、锚拉板式四种连接形式的构造,讨论了传力机理、应力分布,结果表明,不同构造形式出现应力集中的位置和程度不同。
其中,锚箱式结构应用最广泛,但其构造相对复杂[2-3]。
朱劲松等[4]对耳板式结构进行试验,研究耳板和钢箱梁的力学性能,研究证明,耳板式连接满足工程需求,但是销铰处的应力集中严重。
王嘉弟等[5]针对宕石大桥的锚管式锚固区开展应力应变分析并进行静载试验,结果显示,在1.7倍荷载下需对主梁腹板进行适当加强。
任伟平等[6]和包立新等[7]对湛江海湾大桥锚拉板进行了静载及疲劳模型试验,发现锚筒与锚板连接焊缝末端、锚板开槽圆弧倒角处存在严重的应力集中,但其静载及疲劳强度均满足要求。
卫星等[8]针对东沙大桥中采用的外腹板伸出顶板并与锚板焊接的新型连接形式,开展疲劳性能的研究,验证其可以降低应力集中程度,改善结构的抗疲劳性能[9]。
周金枝等[10] 和姚建军等[11]研究厦漳跨海大桥锚拉板疲劳性能及锚下区域应力,结果表明,随着过渡区曲率半径的增大,应力集中区的最大应力减小,塑性区范围也随之发生变化。
曾永平等[12]研究了一种整体式双锚拉板结构的静力及疲劳性能,结果表明,锚拉板仅在其与承压板相交处焊缝存在应力集中,整体构造的受力性能及疲劳性能较好。
骆炜然[13]对丰都长江二桥锚拉板疲劳性能的研究表明,最大主拉应力出现在锚板与锚筒的连接圆弧处。
丁秉昊等[14-15]对乌江大桥锚拉板疲劳性能的研究表明,锚板与锚筒连接焊缝圆弧过渡处存在应力集中,其他位置应力偏低,应力由上往下随拉板宽度增大而减小,锚板与主梁腹板焊缝最大应力出现在内侧圆弧过渡处。
目前,锚拉板式结构多应用于公路斜拉桥,已有研究成果表明,锚拉板与主梁的连接形式、几何构型和构造细节不同时,其受力特性差别较大,且多存在应力集中点。
蔡家嘉陵江大桥索塔上塔柱锚固区大曲率环向预应力施工技术-精品资料本文档格式为WORD,感谢你的阅读。
最新最全的学术论文期刊文献年终总结年终报告工作总结个人总结述职报告实习报告单位总结摘要重庆蔡家嘉陵江大桥索塔上塔柱锚固区布置了大吨位环向预应力束,本文介绍了环向预应力束安装和张拉、封锚、压浆等技术要点,为了保证环向预应力体系施工质量所采取的一些技术措施。
关键词嘉陵江大桥索塔锚固区环向预应力TU74A1. 工程概况1.1 工程概况蔡家嘉陵江大桥是重庆轨道交通六号线二期工程一座特大型斜拉桥,主桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为135m+250m+135m,塔梁固结。
索塔结构呈菱形布置,P4#索塔高178m,P5#索塔高179.5m。
索塔由下至上依次分为墩柱、下塔柱、中塔柱和上塔柱(见图1-1与1-2),其中墩柱和下塔柱采用为C50砼,中塔柱和上塔柱采用C55砼,斜拉索均锚固于上塔柱,索间距为2.2m,锚固区设置了低松弛大吨位环向预应力束。
图1-1 索塔塔身分区示意图图1-2 索塔一般构造图2.索塔环向预应力的设计与构造特点2.1 索塔环向预应力设计本桥环向预应力分为U形和直线形两种,均设置于上塔柱的锚固区,上塔柱为41.136m,上塔柱锚固区顺桥向塔身内壁设斜拉索锚固齿块。
锚固区是承受索力和主梁荷载的集中部位,由于斜拉索拉力较大,锚固点相当集中,致使锚固区应力集中,应力分布较复杂,为了确保锚固区拉锁齿块具有足够的抗拉承受能力和抗裂安全性,以及平衡斜拉索的强大拉力,每对齿块横桥向设计了弯曲半径为l.5m的2束12根φ15.24mm 的U形大吨位低松弛环向预应力钢绞线,顺桥向设计了8束12根φ15.24mm的直线形低松弛预应力钢绞线束(见图2-1与2-2),为了防止混凝土崩裂,U形钢束曲线段设置了防崩钢筋。
钢束张拉端交错布置,均采用低回缩型二次张拉锚具,单束张拉控制力为2249.85KN。
混凝土强度达到90%后进行预应力张拉。
目录第一章总则 (1)1.1 编制范围 (1)1.2 编制依据 (1)1.3 编制原则 (1)第二章工程概况 (2)2.1 地理位置 (2)2.2 工程规模及特点 (3)2.3 施工环境 (3)2.4 主要工程数量表 (4)第三章施工总体规划 (5)3.1 工程建设目标 (5)3.2 组织机构 (5)3.3 施工场地及大临设施 (6)3.4 施工进度计划 (7)3.5 资源配置计划 (7)第四章施工方案及施工工艺 (8)4.1 总体施工方案 (8)4.2 主塔施工工艺流程 (10)4.3 分项施工方案 (11)4.4 工艺措施 (18)第五章施工主要机械设备和材料 (50)5.1 机械设备 (50)5.2 材料计划 (50)5.3 材料供应保证及措施 (51)第六章施工组织安排 (52)6.1 管理人员组织 (52)6.2 劳动力配置 (53)6.3 劳动力保证措施 (53)第七章施工进度计划 (54)7.1 施工工期计划 (54)7.2 施工工期保证措施 (54)7.3 技术保证措施 (55)第八章工程质量保证措施 (56)第九章安全生产保证措施 (56)9.1 安全保证措施 (56)9.2 塔吊施工安全技术 (57)9.3 爬模施工安全技术 (58)9.4 脚手架及钢管支架安全技术 (59)9.5 防暑降温措施 (60)9.6 安全应急预案 (60)第十章文明施工、环境保护保证措施 (60)10.1 文明施工保证措施 (60)10.2 环境保护保证措施 (61)第十一章季节性施工保证措施 (61)11.1 组织落实 (61)11.2 材料准备 (62)11.3 施工措施 (62)11.4 现场实施措施 (62)第十二章附图表 (63)第一章总则1.1 编制范围本方案编制范围为渝黔铁路土建1标新白沙沱长江特大桥3#主墩塔柱施工。
1.2 编制依据1.2.1、重庆至贵阳铁路扩能改造工程新白沙沱长江特大桥及相关工程站前工程施工图。
文章编号:1671-2579(2008)04-0122-04广珠线西江特大桥主桥索塔锚固区局部应力分析刘兆丰,赵人达,杨永清(西南交通大学,四川成都 610031) 摘 要:混凝土斜拉桥索塔锚固区同时存在环向预应力和斜向拉索力的共同作用,处于空间三维应力状态,构造和受力状态都十分复杂。
为揭示该区域的受力特性,以广珠线西江特大桥主桥为背景,运用有限元方法对索塔锚固区进行了空间应力分析,介绍了模型中斜拉索力、预应力、边界条件模拟的方法,给出了结构特征点处的应力值。
结果表明该模型受力合理,计算方法可为同类型斜拉桥索塔锚固区的受力分析提供借鉴。
关键词:斜拉桥;受力特性;有限元方法;索塔锚固区收稿日期:2008-01-10作者简介:刘兆丰,男,博士研究生.E -mail :lzf1126@1 引言广珠城际快速轨道交通工程是珠三角地区快速轨道交通网络的重要组成部分,西江特大桥是该工程江门支线上的重要桥梁,主桥横跨西江。
主桥采用100+2×210+100m 独塔斜拉连续刚构组合桥,系铁路桥梁首次采用,全长621.6m (含两侧梁端至边支座中心线各0.8m )。
主梁采用预应力混凝土单箱双室截面。
主塔采用曲线钻石形预应力混凝土桥塔,桥面以上塔高70.0m (图1),上塔柱高28m ,为单箱单室截面,中塔柱高42m ,为两分离的单箱单室截面,上塔柱与中塔柱间设置中横梁,高2.5m 。
斜拉索采用空间双索面体系(图2)。
斜拉索与塔采用设置齿块的锚固方式,张拉端设置在塔内。
索塔锚固区预应力筋采用<32高强精轧螺纹钢筋,“井”字形布置(图3)。
广珠城际快速轨道交通桥梁设计的列车活载图式采用0.6U IC 荷载图式(图4、5),动力系数<=2.16/(L <-0.2)+0.73,<<1.0时取1.0。
图1所示索塔横向的两塔柱在整个上塔柱范围内交会,整个索塔锚固区节段刚度较大,有利于抵抗拉索的不平衡拉力,能承受较大的弯矩。
第34卷第2期岩石力学与工程学报Vol.34 No.2 2015年2月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.,2015基于夹持效应的普立特大桥隧道锚现场模型试验研究余美万1,张奇华1,喻正富2,夏国邦2,王世谷2,边智华1,汪宏3(1. 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,湖北武汉 430010;2. 云南省普宣高速公路建设指挥部,云南宣威 655400;3. 招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆 400067)摘要:为揭示隧道锚围岩夹持效应的力学机制,认识隧道锚围岩破坏模式并确定极限抗拔能力,进行圆台形锚体和圆柱形锚体的夹持效应对比试验。
试验选择在普立特大桥隧道锚碇区勘探斜洞的2条平行支洞内进行,2种模型试体的侧面积和高度相同,以定量比较因夹持作用引起的隧道锚围岩极限抗拔能力的差别。
试验结果表明,与圆柱形锚体模型相比,圆台形锚体模型因存在夹持效应,破坏前的变形量、围岩变形影响范围、破坏时的极限荷载明显增大。
圆柱形锚体发生锚体混凝土与围岩接触面破坏,脆性破坏明显。
圆台形锚体发生围岩沿不利结构面破坏,且破坏前经历了很长的屈服变形阶段,两者破坏模式完全不同。
提出了夹持效应系数的概念及其计算模式,得出弹性阶段夹持效应系数、极限强度夹持效应系数分别为 4.48,4.54。
夹持效应产生的抗拔能力远远大于混凝土与岩体接触面的抗剪强度,是隧道锚抗拔能力的主要支撑。
关键词:隧道工程;普立特大桥;隧道锚碇;现场模型试验;极限抗拔能力;夹持效应;围岩破坏模式中图分类号:U 45 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2015)02–0261–10FIELD MODEL EXPERIMENT ON CLAMPING EFFECT OFTUNNEL-TYPE ANCHORAGE AT PULI BRIDGEYU Meiwan1,ZHANG Qihua1,YU Zhengfu2,XIA Guobang2,W ANG Shigu2,BIAN Zhihua1,WANG Hong3 (1. Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources,Yangtze River Scientific Research Institute,Wuhan,Hubei 430010,China;2. Construction Headquarters of Puxuan Expressway of Yunnan Province,Xuanwei,Yunnan 655400,China;3. China Merchants Chongqing Communications Research and Design Institute Co.,Ltd.,Chongqing,400067,China)Abstract:In order to investigate the clamping effect and failure pattern of surrounding rocks as well as the limit of the pullout capacity of tunnel-type anchorage,field model tests on the conical frustum anchorage and cylindrical anchorage were conducted inside two parallel caves within the oblique cave of exploration in the anchorage area of Puli bridge. The side surface areas and the heights of two anchorage models are identical for quantitative comparing the differences of the clamping effect of surrounding rocks. The magnitude and the range of deformation before failure and the limit of load for the conical frustum anchorage are considerably larger than those for the cylindrical anchorage due to the clamping effect. For the cylindrical anchorage,brittle failure occurs remarkably in the contact area between the anchorage concrete and the surrounding rocks. For the conical frustum anchorage,the failure of the surrounding rocks occurs along the unfavourable fractures and experiences a long收稿日期:2013–12–12;修回日期:2014–06–04基金项目:长江科学院中央级科研院所基本业务费项目(CKSF2014066/YT);云南省交通运输厅科技项目(2011(LH)12–a)作者简介:余美万(1970–),男,1995年毕业于郑州工学院水工建筑专业,现任高级工程师,主要从事工程岩体力学试验与加固技术方面的研究工作。
文章编号:0451-0712(2008)04-0099-03 中图分类号:U 4451464 文献标识码:B 主塔下横梁在百米高空施工的新技术王胜利,卜东平(中铁一局集团第二工程有限公司 唐山市 063004)摘 要:介绍湖北沪蓉西高速公路铁罗坪斜拉桥,190m 高的主塔在百米高空下横梁施工的全过程,着重介绍墩旁托架和反支点预压新技术在高墩大跨桥梁施工中的应用。
关键词:高墩大跨;下横梁施工;墩旁托架;反支点预压;新技术 由于国民经济的发展推动高速公路的加速发展,越来越多的高墩大跨桥梁开始出现,对建设者来说,也提出了越来越难的考验,同时,也就产生了越来越多的新技术。
铁罗坪大桥主塔下横梁施工采用的墩旁托架和反支点预压施工新技术,将以前零散的施工方法经过详细的施工设计改进后,以系统的成套施工技术来满足高空大吨位横梁的施工,尤其是反支点预压新技术可以广泛应用于各种大吨位的支架预压、托架预压、挂篮预压等,是未来高墩大跨桥梁施工的发展方向。
1 工程概况铁罗坪大桥位于湖北沪蓉西高速公路宜昌~恩施段,桥址区属构造剥蚀的“V ”形河谷地貌单元,呈现出山体边坡较陡、河谷切割深度大的地貌特征。
主桥为140m +322m +140m 三跨一联的双塔双索面预应力混凝土边主梁斜拉桥。
索塔为H 形,高1901397m ,由塔座、塔柱、下横梁、上横梁等组成,该桥下横梁底面离承台顶面高度达1041305m ,两塔柱横向净间距2715m 。
下横梁宽611m ,高为6100~6128m ,设置28束15~19钢绞线束,下横梁混凝土630m 3。
主塔主梁在下横梁处固结。
铁罗坪大桥桥型布置见图1所示。
2 下横梁施工新技术211 施工顺序单位:c m图1 铁锣坪大桥主桥布置 塔柱施工到下横梁底时,将横梁位置的大直面爬模系统吊离塔柱,其他面的爬模在钢筋绑扎后正常爬升,横梁内外侧另配模板施工。
施工顺序为:安装支架及模板→反向支点支架预压→先绑扎底板及腹板钢筋→第一次横梁混凝土浇注→绑扎顶板钢筋及预埋0号块悬臂段钢筋→张收稿日期:2007-11-26 公路 2008年4月 第4期 H IGHW A Y A p r 12008 N o 14 拉部分预应力束→第二次混凝土浇注→混凝土强度达到80%后张拉及压浆→拆除模板和支架。
斜拉桥主塔锚固区环向预应力张拉控制技术研究郑罗云【摘要】This research production comes with the analysis of the circular prestressed tension in the main tower's anchorage zone of Chishite Bridge which is 286.63 meters high plus the conclusion of the entire tensioning progress, ascertains the initial tension of the circular prestressed one and the increment led by steel strand's stretch which is a consequence of duct deformation and the deformation and the rearrangement of prestressed tendon by force and extrusion.It aims to guide the subsequent construction on Circular Prestressed Tension.%通过对赤石特大桥286.63 m 高主塔锚固区环向预应力张拉成果的分析和张拉全过程进行总结,形成研究成果,确定环向预应力的初张应力和由于孔道变形和预应力筋钢绞线受力挤压重排几何变形引起的钢铰线伸长的增量值,指导后续环向预应力张拉施工.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2017(042)002【总页数】4页(P38-41)【关键词】斜拉桥;锚固区环向预应力;初张拉应力;几何变形增量【作者】郑罗云【作者单位】湖南省交通科学研究院, 湖南长沙 410015【正文语种】中文【中图分类】U448.27赤石特大桥是湖南省汝城至郴州高速公路第十九合同段上的一座特大桥,位于宜章县赤石乡,桥位跨青头江河道。
斜拉桥索塔锚固区环向预应力束的张拉试验研究2009年11月第11期城市道桥与防洪科技研究105斜拉桥索塔锚固区环向预应力束的张拉试验研究阮华夫,吴斌暄,陈理平.,苏凯,杨媛媛(1.上海沪申高速公路建设发展有限公司,上海市201108;2.中铁大桥局上海分公司,上海市200071)摘要:该文通过闵浦二桥索塔锚固区预应力束的张拉锚固试验,实测了索塔锚固区内环向预应力钢束的孔道摩阻系数,锚圈口摩阻损失,锚固后回缩损失和伸长量等,并将这些结果与理论计算值进行对比.进而结合分析结果对闵浦二桥设计关键参数进行校合,修正,以指导正确施工并控制环向预应力束张拉后的效应满足设计要求.关键词:斜拉桥;索塔;锚固区;环向预应力束;试验研究中图分类号:U448.27文献标识码:A文章编号:1009—7716(2009)11-0105—030引言斜拉桥钢筋混凝土索塔锚固区一般设置环向预应力体系,以抵抗斜拉索传来的巨大水平分力.环向预应力筋由两束首尾交错的u形预应力筋构成.一些文献曾对塔柱锚固区应力进行过详细的分析¨.6】,结果表明锚固区是斜拉桥的重要受力结构部位,塔柱拉索锚固区的应力分布及其传递复杂,环向u形预应力束的工作效应本身难以确定;对于布置双层U形预应力筋的锚固区,张拉后能否达到预计的预应力状态,是设计者需认真考虑的问题.为了确保张拉后锚固区应力分布能达到设计要求,并保证索塔锚固区在使用阶段的正常工作性能,本文通过试验确定了闵浦二桥正确的环向预应力束张拉参数取值.1模型试验1.1斜拉桥索塔节段足尺模型闵浦二桥为独塔双索面双层钢桁板组合梁斜拉桥,主跨251.4m,锚跨147m+38.25m,主桥总长436.65m(见图1).索塔为H型塔柱,采用钢筋混凝土五边形空心截面,桥面以上塔柱为等截面,总桥向宽6.5m,横桥向宽4.2m.上塔柱索塔锚固区设环向预应力,斜拉索采用环向预应力和锚块相结合的锚固方式.环向预应力束采用12一15.20和15~15.20高强度低松弛钢绞线,采用塑料波纹管成孔及真空辅助压浆技术.环向预应力束两端对称张拉.在预应力和拉索索力作用下,索塔锚固区的应力分布及传递路径非常复杂.本文采用1:l足尺节段模型试验,实测了环向预应力束的孔道摩擦损失,以检验塔柱锚固段的设计方案,进而收稿日期:2oo9—07—06作者简介:阮华夫(1962一),男,浙江人,高级工程师,从事路桥工程设计和施工技术管理工作.一|38.25l147251.4I一一图1闵浦二桥总体布置图(单位:m】保证索塔结构安全.索塔环向预应力束布置见图2.图2索塔环向预应力束布置图1.2孔道摩阻系数测试试验为了了解该模型预应力管道摩阻系数,选取索塔节段模型内不同形式的预应力钢束进行预应力孔道摩阻试验.预应力筋和孔道参数见表1.表1孔道摩阻试验预应力筋和孑L道参数孑L道摩阻损失实验测试方法见图3,预应力钢束两端安装压力传感器,控制及测量千斤顶张拉荷载, 按No.1P0.5Pk一0.8Pk_一1.0Pk的次序进行张拉. 106科技研究城市道桥与防洪2009年11月第11期工具锚工具锚图3孔道摩阻损失试验示意图试验时,两端同时张拉至0.1P后,一端主动张拉,一段被动,主,被动端荷载的差值即为孔道摩阻损失,据此计算预应力钢束与孑L道壁的摩擦系数和孔道每米局部偏差为摩擦的影响系数k.张拉时,预应力钢束距张拉端距离为X的任意截面上有效拉力为:=Pke一(1)式中:P为计算截面预应力钢束拉力;Pk为张拉端预应力钢束拉力;为孔道弯角之和;为孔道长度;为孔道摩擦系数;k为孑L道每米偏差对摩擦的影响系数.令,A:尸:e一h(2)=尸/=e()则,一lnA=lxO+kx=Y(3)对于不同孔道的测量可得,+kx-y=O(/7,----1,2,…)(4)由于在测试中存在误差,则go+kx-y=△F(n=l,2,…)(5)根据最小二乘法原理,则(go+kxl-Y.)+¨.+(批xn-Y):∑(aFt)(6)当』a∑(△)=of7)Ia∑(△)k=0时,∑(△)'取最小值.各预应力钢束孔道摩阻系数测试数据见表2.将表2中数据代人可得,=0.16,k=0.0013.1.3锚圈口摩阻损失试验试验时在预应力测试端安装2个压力荷载传感器,一个安置在工作锚具内,一个安置在锚具外,两者差值即为锚圈口摩阻损失值.测试方法见图4,试验结果见表3.表2孔道摩阻损失试验数据图4锚圈口摩阻损失试验示意图表3锚圈口摩阻损失试验结果注:锚圈口摩阻损失=(锚具外传感器荷载一锚具内传感器荷载)/锚具外传感器荷载X100%1.4锚固回缩损失试验本次模型试验研究选取一束N2预应力钢束进行锚固回缩损失测试.试验时在预应力钢束两端的工作锚具与锚垫板之间各安装一个压力荷载传感器,见图5.张拉至1.0P后,分别测量两端传感器锚固前和锚固后的数值,其差值即为两端的锚固回缩试验.AL=NL2L/A(8)式中:Ⅳ为锚头变形,钢筋回缩和接缝压缩2009年11月第11期城市道桥与防洪科技研究107图5锚固回缩损失试验示意图引起的预应力损失;L为张拉端至锚固段之间的距离;△£为锚头变形,钢筋回缩和接缝压缩值;A为预应力钢束截面积;为弹性模量.试验实测数据及计算结果见表4.表4预应力钢束锚固回缩损失试验结果钢束锚固前荷载/kN锚固后荷载/kN锚固回缩损失压缩值/mm 注:锚固回缩损失一(锚固前荷载一锚固后荷载)/锚固前荷载X100%2预应力钢束伸长量理论与试验对比研究2.1预应力钢束的理论伸长量预应力钢束伸长量的理论计算按照分段积分来进行计算.(1)考虑孔道摩阻的任意截面的钢束有效预应力为:一e-(1~O+kx)(9).L式中:.为张拉控制应力.(2)直线段伸长量直线段起点应力为,直线段长z,则其伸长量△=f(O'c/E)edx=(-e-k1)/El((10)(3)曲线段伸长量△2=』(ord/E)e"肿RdO:(6rd/E)R[1一e"脚]/(tz+kR)(11)(4)张拉段伸长量△0=or…S/E(12)式中:S为工作段长度.(5)总伸长量AL=ZaL0+ZAL1+ZaL2(13)2.2预应力钢束实测伸长量试验中U形预应力钢束两端同时张拉,实际伸长量为左,右两端伸长量之和,其中为了避免短索两端同时张拉锚固会有所损失,试验时采用单端张拉.具体张拉工艺如下,0—1P—2P一1.0锚固.同时,实测伸长量计算考虑钢束及工具锚滑移回缩,并按规范规定按一端6ram考虑.测试预应力钢束的实际伸长量,见表5,表中L为伸长量修正计算值,考虑试验实测的,k值,并按式(9)~式(13)进行计算.表5预应力钢柬伸长量测试结果表中为实际伸长量;L为设计计算值;L为修正计算值.2.3差异原因初探试验表明,试验实测伸长量与采用规范计算得到的理论伸长量存在一定差异,与根据试验实测的k值计算的修正伸长量之间也存在一定的差异,实测值比理论值大,且超过了规范规定的4-6%的误差范围.根据""形束特点,造成其实际伸长量大于理论计算伸长量的主要原因是:(1)"u"形束张拉前,钢束在管道内呈曲线分布状态,松紧程度是不一致的,特别是曲线段,钢束的内,外圈长度相差较大.因此在张拉过程中, 当半径最小的钢束紧贴刚度较大的管壁后,半径较大的钢束却游离在管壁之外,随着张拉力增大不断挤密并分布调整,导致各根钢束受力不均性进一步增大,从而产生附加伸长量.(2)小半径布置的"u"形预应力束,在巨大的张拉荷载作用下,将产生较大的径向压力,使钢束之间更加密实,同时弯道处钢束与塑料波纹管内壁紧密相贴,使钢束产生径向压入混凝土的形变,导致实际半径减小,从而管道内钢束形成几何多余长度,在张拉力的作用下多余长度向管道口传递,最终表现为千斤顶活塞的行程,从而使活塞行程大于理论伸长量.该部分的形变s引起的附加伸长量为,△s(14)j^s的大小与等效静向荷载和曲率半径有关,且(下转第112页)112科技研究城市道桥与防洪2009年11月第11期SMA—l3SMA—lOSMA一5图10不同最大公称粒径SMA的典型构造深度与接触表面积比由表5和图l0可知:混合料微观构造面积比率随混合料最大公称粒径减小而增加,即单位面积内轮胎与石料表面纹理接触比例增大,而SMA一5具有最大的接触表面积(接近60%).因此,较高的磨光值PSV保证了集料良好的表面纹理(即摩擦系数),较大的接触表面积保证了表面纹理对于轮胎的摩擦效率,说明SMA一5路面具备宏观构造差,微观构造好的构造特性,属于图7中的c型路面,对应前面的SFC和BPN数据也说明了其具有较好的抗滑性能.(上接第107页)具有一定的偶然性,须根据实际情况来确定s取值,s一般取3~6mm.3结语通过对闵浦二桥索塔锚固区的足尺模型试验研究,经分析和计算得到下列结论:(1)采用环向预应力钢束伸长量进行校合是必要的,但不应局限于规范要求的±6%,这就要求用于环向预应力束张拉的设备须具有高的精度及良好的工作性能,以张拉力来控制张拉作业以确保张拉质量;(2)环向预应力束曲率大,单根预应力筋应力不均匀,为了确保预应力筋张拉质量,不宜进行5结论(1)小粒径SMA一5路面具备宏观构造差,微观构造好的构造特性.其均匀细腻的表面,能够增大与轮胎的接触面积,使其表面抗滑性能总体达到了优级,保障了行车安全性.(2)采用具有较高的磨光值(PSV)的集料有助于小粒径SMA一5沥青路面抗滑性能的发挥与长期保持.(3)作为一种新型的预养护工艺,小粒径薄层铺装沥青混合料具有独特的性能与成本优势,值得推广应用.参考文献[1]CooleyLA,BrownER.PotentialofUsingStoneMatrixAsphah(SMA) forThinOverlays.NCATReport03-01[R].NationalCenterforAsphah Technology,AuburnUniversity.Auburn,Alabama.2003.[21侯岩峰.高等级公路沥青混凝土路面抗滑性能技术分析及检测新技术研究『J1.交通标准化,456:86—91.[3]曾凡奇,等.公路工程现场检测新技术[M].北京:人民交通出版社,2006. [4】董文量,严霏,俞安明.沥青路面的抗滑机理和指标分析.路桥道隧,2006(2):20—22.超张拉,以免造成断丝,给工程质量留下隐患.参考文献[1】陈建阳.大吨位小半径环向预应力在斜拉桥索塔锚固区中的应用研究Ⅲ.桥梁建设,2001(2):12—151.[2]操尚银,等.环形预应力束的有效预应力分布及回缩量计算….桥梁建设,2001(6):25~271.【3】项贻强.鄱阳湖口大桥索塔节段足尺模型试验与分析研究….中国公路,2000,13(4):74—77.[4】单炜.异形截面斜拉桥索塔锚固区节段足尺模型试验研究【Jj.中国公路,2005,18(3):60—65.【5]彭苗.巴东长江大桥索塔锚固区节段模型试验与空间应力分析….武汉理工大学,2004,28(5):759—762.【6】刘钊.润扬大桥北汊斜拉桥索塔节段足尺模型试验研究[J].土木工程,2004,37(6):35—51.428642l1l0OO0O%%%%%%%%脚懈∞∞n接触表面积比。
关于铁罗坪特大桥主塔上塔柱锚固区工艺试验的研究
摘要:通过锚固区工艺试验的研究,确定最终孔道摩阻系数,从而最终确定初始张拉力及最终伸长量,为张拉施工提供良好的依据。
关键词:锚固张拉摩阻系数伸长量初始张拉力
一、索塔U形预应力锚固区概述
上塔柱采用空心五边形断面,断面尺寸为顺桥向宽为6.5m,横桥向宽为4.8m,壁厚1.4m(顺桥向)和0.8m(横桥向)。
在斜拉索锚固区配置了U形预应力钢束以平衡斜拉索的水平分力,U形预应力钢束曲率半径为 1.60m。
塔柱U形预应力筋为15-19和15-22两种钢绞线,强度级别为标准强度Ryb=1860MPa,Eg =1.95×105MPa,松弛率小于0.035的270级高强度低松弛钢绞线。
二、试验方案
1、试验孔道的位置选定:
在7#主塔右幅中塔柱上进行试验,第一束管道距浇注层面400cm处,按设计规格型号设N1、N2束,共2道,张拉槽口交错布置。
其中N1束锚具型号为15-19,N2束锚具型号为15-22,如图所示:
2、预应力预留孔材料选择:
N1、N2束15-19和15-22两种锚具型号按设计均采用φ116塑料波纹管留孔。
3、上塔柱U形预应力钢束管道摩阻系数μ值的测定(1)、试验依据
根据《公路桥涵施工技术规范-JTJ041-2000》中测定孔道摩阻系数的方法。
(2)、测试内容
对于每种孔道均进行张拉过程中的摩阻力测试,张拉荷载共分10级,分别为10%P,15%P,20%P,25%P,30%P,35%P,40%P,60%P,80%P,100%P,对每一级荷载张拉时读取主动端及被动端数值、钢绞线引伸量值。
(3)、孔道摩阻系数的测定方法
A、当试件混凝土强度达到设计强度(50MPa)的85%时,安装锚具及
千斤顶等准备工作。
B、两端千斤顶同时进油,张拉至设计荷载的10%P时,量测伸长值,并作好记录。
C、被动端封闭,主动端进油张拉,张拉时按要求分级加载,并量测每一级的伸长值和读取被动端及主动端千斤顶的读数,并记录。
D、张拉到控制应力后,持荷2min,最后量测记录伸长值。
E、孔道摩阻系数μ值的推算。
按以上方法测试三遍,根据测试结果,算出三次试验的主动端的油表最终平均张拉力为Pa,被动端的平均张拉力为Pb。
根据公路桥涵施工技术规范,可推得:
μ= -[ln(Pb/ Pa)+KX]/θ
其中μ——被测试管道与预应力钢筋的摩阻系数;
Pb——被动端的张拉力;
Pa——主动端的张拉力;
K--管道每米局部偏差对摩擦的影响系数,取K=0.001(参考规范取值);
X--从张拉端至被动端的的管道长度,N1束为10.25m, N2束为11.51m,单位以m计;
θ--张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和,以弧度计,本方案中取。
4、预应力张拉施工控制工艺确定
(1)、张拉伸长值的推算
A、所采取数据,均以油压表读数为准,并根据油压表及千斤顶的配套标定曲线确定张拉的吨位。
B、千斤顶与钢绞线的摩阻假定为零。
C、理论伸长值的计算公式:
其中μ——被测试管道与预应力钢筋的摩阻系数;
P——钢绞线张拉端的张拉力;
L—从张拉端至计算截面的孔道长度;
θ--张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和,以rad计。
Eg—预应力钢铰线的弹性模量,取值1.95х105MPa.
Ay—预应力钢铰线的截面面积.
根据PT-PLUS塑料波纹管的计算伸长值、实测伸长值及其之间的差值百分比统计表如下:
编号计算伸长值ΔL(mm)实测伸长值
ΔL1(mm)
N1
N2
(2)、初始张拉力的确定
根据分级加载的结果,假定各级荷载为初张拉力P0,推算实测延伸量: L=(P为控制张拉力),并将结果按下表统计:
三、试验结果
1、上塔柱U形预应力钢束管道摩阻系数μ值的测定(1)、测试过程
对于每种孔道均进行张拉过程中的摩阻力测试,张拉荷载共分10级,最终设计吨位19束为37llkN,22束为4297kN。
(2)、孔道摩阻系数的测定结果
实验结果为,N1预应力束试验的主动端油表对应的张拉力为Pa=3711KN,被动端的最终平均张拉力为Pb=2255.4KN。
根据公式μ= -[ln(Pb/ Pa)+KX]/θ,
K取0.001, X=11.51m, θ=3.141592
计算的μ=0.155
N2预应力束试验的主动端的油表对应的张拉力为Pa=4297KN,被动端的最终平均张拉力为Pb=2593.8KN。
孔道长度X=10.25m
计算的μ=0.157
试验中张拉端与锚固端交替后,张拉力有所不同,但取平均值后N1与N2的孔道摩阻系数基本相同均接近0.16。
2、初始张拉力及伸长值确定
(1)、张拉伸长值的推算
理论伸长值可采取计算公式:
试验时理论伸长值(单端张拉)
N1束,L1=11.51m,ΔL=64 mm; N2束,L2=10.25,mΔL=57 mm
由于试验时,采用张拉端一端张拉,实际测量伸长值为工具锚外端钢铰线的伸长值,计算理论伸长值时工作长度两端共计入1.6m.
1.6 m的钢铰线伸长值为12 mm, 因此锚外端钢铰线的伸长值,计算理论伸长值为N1束,ΔL=64 +11=75mm,
N2束,ΔL=57 +11=68mm,
上表中的差值便是一端张拉时的孔道变形及预应力筋挤压引起的增加量。
其值为19.5mm-25.5mm。
施工中采用两端张拉时,增加数值暂时可统一取为20 mm 施工时理论伸长值(两端张拉)
取一半管道长计算,N1束,L1=5.755m,ΔL=32 mm;
N2束,L2=5.125m,ΔL=36.5 mm
施工时,采用两张拉端张拉, 计算理论伸长值为
N1束,ΔL=2×32=64mm, N2束,ΔL=2×36.5=73mm。
(2)、初始张拉力的确定
根据分级加载的结果,假定各级荷载为初张拉力P0,推算实测延伸量: L= (P为控制张拉力),结果显示10%到25%之间计算结果逐渐减小,从25%开始结果趋于稳定。
在实际施工中可将初始张拉力确定在25%-30%之间(暂取25%)。
四、结语
通过本次试验确定了孔道摩阻系数,从而确定了初始张拉力及伸长量,为以后此类预应力施工提供了良好的依据。
本次试验操作简单,方便准确,缩短了施工工期;节省了大量的测力设备,节约了施工成本,具有广泛的实际应用前景。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。