杭州湾跨海大桥索梁锚固节点模型试验研究

以杭州湾跨海大桥耳板销铰式索梁锚固结构为研究对象,进行13∶缩尺模型试验,研究在北航道桥最长边索1.0、1.4及1.7倍设计索力作用下,耳板的应力分布;研究耳板与钢箱梁斜腹板连接的传力途径,考察螺栓受力不均匀性和销铰可转动性;通过该索在设计最大、最小索力作用下的低周反复荷载试验研究耳板螺栓紧固性能;最后通过有限元仿真分析和模型试验结果共同验证该桥索梁锚固结构传力可靠性和构造合理性。研究表明:该桥的耳板式索梁锚固结构传力可靠、构造合理,是较为理想的索梁锚固形式。     

新广州站内凹式索拱结构索夹节点抗滑性能分析

新广州站主站房主要采用内凹式索拱结构,由于与撑杆连接处拉索两侧的不平衡索力较大,索夹节点的抗滑性能影响了索拱结构的承载力。利用ABAQUS有限元软件对索夹节点进行非线性抗滑性能分析,并与索夹节点足尺模型的抗滑性能试验实测结果进行比较,分析材料非线性、索与索夹间的接触特性、螺栓预紧力等对索夹节点抗滑性能的影响,进而采用虚拟温度法分析了施拧顺序、索横截面收缩对螺栓预紧力的影响。分析结果表明：有限元计算与试验实测结果吻合良好;新广州站内凹式索拱结构索夹节点具有较好的抗滑性能,在设计荷载作用下,节点安全可靠;索夹节点抗滑性能分析中应考虑材料非线性对索夹的影响;索夹抗滑力随着摩擦系数、螺栓预紧力的增长非线性提高;索的滑移会对索夹孔道和拉索本身产生损伤,使索夹的抗滑力降低;采用从螺栓群中心间隔向外的施拧顺序可有效减弱螺栓之间的相互影响,减小螺栓预紧力的损失。     

南京站斜拉索锚固节点模型试验

较详细地介绍了南京站主站房斜拉索锚固节点的试验过程 ,包括有限元计算、试验装置设计、试验结果分析等。本次试验工作分为两部分 ,即设计索力试验和 2倍的设计索力试验。通过对试验过程和试验结果的分析 ,研究了这种斜拉索锚固节点的受力特性和可行性 ,为类似节点的设计与试验提供参考和依据。     

预紧力衰减对摩擦型高强螺栓群承载力的影响

摩擦型高强螺栓预紧力衰减的现象普遍存在于大型钢结构工程中,而预紧力的衰减造成摩擦型高强度螺栓群的抗剪承载能力降低。螺栓群的抗剪承载能力取决于滑移荷载和滑移量。文章以三行三列螺栓群为例,对不同位置的螺栓的预紧力衰减情况进行模拟,研究各螺栓预紧力衰减对螺栓群抗剪承载能力的影响。在不同的螺栓预紧力状态下,对摩擦型高强螺栓群的受力情况、滑移荷载和滑移量进行有限元数值计算,采用放大系数表征不同位置的螺栓预紧力衰减对螺栓群受力影响的显著性。研究结果表明:螺栓预紧力的衰减会增大相邻螺栓的受力;近荷载端的螺栓排中的首尾两个螺栓的放大系数最大;当单个螺栓预紧力衰减100%时,终滑移荷载降低为标准状态的88.9%;当2号螺栓预紧力衰减100%时,终滑移量最大值增加到标准状态的1.5倍。     

乌江特大桥索塔锚固区节段足尺模型试验参数的确定

本文以遵贵扩容高速公路乌江特大桥为依托,对斜拉桥索塔锚固区段进行了分析研究,综合考虑设计索力大小、斜拉索角度、索塔整体受力叠加效应等综合因素,按最不利原则确定截取的索塔锚固区节段。针对所截取节段分别向上、向下延伸一定距离,以保证结构应力受模拟边界条件影响较小,同时分别取不同节段高度同实桥模型一样施加预应力、斜拉索索力、重力三项荷载,将有限元计算结果与实桥的计算模型进行比较,找出开裂能力与实桥一致的模型节段高度。文章首先介绍了乌江特大桥上塔柱斜拉索锚固区整体分析时所取用的模型情况,用ANSYS有限元软件模拟了整体模型在设计索力下的工作性能,通过对计算结果的分析,确定模型在设计索力下产生最大应力的最不利节段位置,并且给出索塔锚固区足尺试验研究所需的最不利节段高度。     

矮塔斜拉桥箱梁大悬臂翼板端部锚固区剪力分配研究

以某矮塔斜拉桥为工程背景,构建了箱梁大悬臂翼板端部锚固区域的三维实体有限元模型。通过分析斜拉索竖向索力在锚固区域的剪应力分布和剪力分配规律,发现斜拉索竖向索力由纵横格梁和翼板共同承担。纵格梁承担约1/4竖向剪力,翼板承担30%竖向剪力,横格梁承担剪力不足50%,而假定剪力全部由横格梁承担的常规方法会导致截面设计过于保守。研究成果可为同类桥型斜拉索锚固区域构造与配筋优化设计提供参考。     

单面自紧螺栓成型机理与受剪承载力试验研究

针对传统扭剪型高强螺栓连接施工过程中往往需要两个操作面,难以应用于闭口截面构件之间连接的问题,设计开发一种单面自紧高强螺栓(self-tightening high strength one-side bolt,SHSOB)。通过对SHSOB螺栓的试验研究,考察了其成型机理、安装工艺和受力性能,获取了SHSOB螺栓的破坏模式、预紧力时变效应、抗滑移系数及剪力-位移曲线。研究表明：SHSOB螺栓预紧力可以满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》中高强螺栓预紧力的设计要求;预紧力松弛在起始阶段较快,随后趋于稳定;SHSOB螺栓连接的受剪破坏模式和剪力随时间的变化规律均与传统扭剪型高强螺栓相似,均以螺杆被剪断发生破坏;在发生摩擦滑移破坏前,螺栓连接的剪力由摩擦力传递,孔壁承压阶段通过螺栓杆和孔壁的压力传递。在此基础上,推导了SHSOB螺栓的受剪承载力理论计算式,对比发现理论值、试验值和规范值吻合较好,SHSOB螺栓的受剪承载力可以满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》中摩擦型高强螺栓受剪承载力的设计要求。     

预应力CFRP布及预紧螺栓加固RC梁试验研究

为提高碳纤维布加固RC结构的效果及其可靠性,提出了预应力碳纤维布与预紧螺栓联合加固技术。结合在役RC梁的损伤特点及目前的RC梁加固方法,分别采用不同的碳纤维布加固技术对完整梁和破坏梁的抗弯性能进行了对比试验研究。针对目前碳纤维布张拉设备的缺陷,研发了便于现场应用的新型碳纤维布布张拉设备,分析了预应力大小对加固效果的影响。结果表明,预应力碳纤维布及预紧螺栓联合加固技术是一种更可靠的桥梁加固方法,不仅能够提高RC梁正截面的抗弯承载能力及正常使用阶段的截面刚度,而且螺栓预紧锚固碳纤维布能够很好地抑制其在混凝土表面的剥离,提高碳纤维布与混凝土表面之间粘结强度,对碳纤维布施加预应力能够充分发挥其高强性能,有效抑制混凝土裂缝开裂和开展。     

节点板高强螺栓预紧力松弛试验研究

为了控制节点板高强螺栓施拧过程中的预紧力松弛,制定合理的节点板高强螺栓施拧顺序和接合面间隙控制要求,通过钢桁架节点足尺模型试验,监测高强螺栓施拧后预紧力变化规律,分析施拧顺序和接合面间隙对高强螺栓预紧力的影响。试验结果表明:高强螺栓施拧后4 h内预紧力松弛明显,施工检测宜在施拧4 h后进行;采用由内向外交叉竖向施拧可以降低高强螺栓预紧力损失,为较为合理的施拧顺序;接合面间隙大于1. 0 mm时,高强螺栓预紧力损失明显增加,应采用适当处理方法减小接合面间隙,降低高强螺栓预紧力松弛水平。     

桥梁索体系病害分析及特殊检测维修技术

针对桥梁索体系几种典型病害,桥梁索杆PE防护层损伤和内部锈蚀断丝,悬索桥索夹螺栓预紧力和主缆开裂等,结合工程实践分析其原因并介绍特殊的检测和维修技术,包括采用爬索机器人进行桥梁索杆PE外观检测,磁致伸缩导波检测技术进行桥梁索杆内部锈蚀断丝无损检测,采用特别设计的多台螺栓拉拔器对悬索桥索夹高强螺栓预紧力进行检测及同步补足,以及对悬索桥主缆开裂维修技术等。     

上海闵浦二桥索梁钢锚箱锚固区应力分析

斜拉索索梁锚固区域结构复杂,受力集中,是设计的关键。掌握锚固区域在斜拉索作用下的应力大小及分布是十分重要的。采用非线性接触方法,对闵浦二桥索梁锚固区进行有限元计算分析,并对模型进行验证,计算分析锚固区域的应力分布和传力途径,为实际桥梁的设计和施工提供可靠的依据并提供合理的建议。     

大跨径连续刚构桥体外预应力索力测试及验证

以丫髻沙大跨径连续刚构桥体外预应力加固为工程背景,根据振动法测试索力原理,建立体外预应力索索力识别计算模型,并进行了4根索的索力测试。结果表明:不考虑预应力索的预应力损失,实测频率求得的索力与设计索力相差较大;考虑预应力损失的设计索力与实测索力的偏差在6%以内。     

基于频率法的质量块影响索力敏感性分析

以实体工程中的某矮塔斜拉桥为项目依托,针对C1X索力张拉后实测索力偏小的情况,运用有限元软件建立模型,结合频率法测索力方法理论,从PE护套在索长方向质量密度不均匀分布及斜拉索附加集中质量块两方面进行影响索力因素的敏感性分析,得出斜拉索中间段附加质量块及线密度不均匀分布对索力均有影响。在锚固端附近斜拉索质量密度的改变对索力敏感性影响较小;斜拉索跨中区域附近斜拉索质量密度的改变对索力敏感性较大,导致实测频率明显减小,使得按理论计算出索力偏小;较长的斜拉索附加质量块和线密度对索力敏感性更高。建议在实际索力测试中要重视现场附加质量块和线密度分布不均的影响,根据现场情况及时修正频率法测试索力公式中的参数,控制好索力张拉工作,保证桥梁受力状态良好。     

滑动索鞍的设计及分析

滑动索鞍是东明黄河大桥改造工程新型钢丝斜拉体系的关键技术,当钢丝斜拉索两侧的索力不均时,滑动索鞍可以通过滑动来实现两侧索力的调节,使两侧索力逐渐趋向于平衡。文中介绍了滑动索鞍的结构和功能,并通过理论计算及应用ANSYS有限元分析软件对滑动索鞍进行受力分析,证实了滑动索鞍的结构安全可靠性,能满足桥梁寿命设计的要求。     

斜拉桥塔内有限空间拉索安装技术研究

为保证异型钢塔斜拉桥塔内斜拉索正常安装及使用,提出塔内有限空间斜拉索安装技术研究。将塔上张拉端牵引进入塔内拉索导管,张拉端锚平,当塔上端锚固后,将锚固端牵引进入梁端拉索导管,旋转螺母使锚固端到达设计位置;拉索张拉遵循分级分阶段张拉,单边分阶段张拉按照索力的30%,60%,80%,100%进行。通过测量桥梁高程、索力、索塔偏移,结果显示主梁标高与设计值相差在2cm内;成桥拉索索力与设计值误差控制在5%内;索塔偏位与设计值相差2cm内,满足设计要求,同时解决了塔内尺寸以及索力需求不足的难题。运用先塔端安装张拉端后进行梁端锚固端安装,并采用塔内分阶段张拉斜拉索的施工方法,能够有效保证斜拉桥施工质量。     

基于ANSYS的斜拉索加固T型刚构桥的有限元分析

基于大型通用有限元计算软件ANSYS建立某T型刚构桥实体模型,研究了利用斜拉索加固T型刚构桥的可行性与加固效果。分析结果表明:斜拉索加固T型刚构桥能够有效改善T构箱梁应力状态,阻止箱梁顶板横向裂缝的发展;斜拉索加固T型刚构桥能够有效纠正T构悬臂下挠,恢复桥面线形;斜拉索加固T型刚构桥能够很好的解决T构箱梁腹板抗剪能力不足的问题。     

南太湖大桥斜拉索的索力优化施工

该文介绍了南太湖大桥的斜拉索的索力调整的优化施工。通过对斜拉桥施工过程中各阶段、不同的工况下斜拉索索力和成桥恒载时的最终索力进行优化，保证了结构受力合理和施工安全，使成桥后结构受力及全桥线型都较为合理。     

东明黄河大桥滑动索鞍的结构设计及应用分析研究

滑动索鞍是东明黄河大桥改造工程新型钢丝斜拉体系的关键技术,当钢丝斜拉索两端的索力不均时,滑动索鞍可以通过滑动来实现两端索力的调节,使两端索力逐渐趋向于平衡。文中介绍了滑动索鞍的构造和功能,并通过理论计算和应用ANSYS有限元分析软件对滑动索鞍进行受力分析,证实了滑动索鞍的结构安全可靠性,能满足桥梁寿命设计的要求。     

钢锚梁索塔锚固区水平荷载分配关系

为了分析钢锚梁索塔锚固区混凝土塔壁的水平受力性能,首先必须明确索力作用下混凝土塔壁和钢锚梁分别具体承担了多少水平力。为此,研究了各种构造形式下钢锚梁锚固体系的水平荷载传递途径,表明锚固区的水平荷载分配与结构的构造形式和施工过程有关。利用变形协调原理,推导了固定连接方式的锚固体系在斜拉索水平分力下钢锚梁与混凝土塔壁的荷载分配计算公式。研究了各种构造形式下钢锚梁锚固体系的水平荷载分配具体计算方法。通过有限元计算对简化计算公式进行验证,误差约为6.5%,表明简化公式具有较好的准确性。     

自锚式悬索桥拉–吊体系转换中索力力学特性

鹅公岩轨道专用桥为主跨600 m的自锚式悬索桥,该桥采用"先斜拉,后悬索"的方式实现主梁的安装及体系转换。为了更好地把控超大跨自锚式悬索桥以"拉–吊"方式顺利完成体系转换,以鹅公岩轨道专用桥为依托,采用MIDAS Civil仿真模拟了此桥"拉–吊"体系转换过程,对此过程中吊索和斜拉索索力变化规律及吊索力变化的特性进行了研究。结果表明:吊索索力受相邻吊索张拉而减小,非相邻吊索张拉及斜拉索的拆除使其索力累积增加;斜拉索索力在吊索张拉作用下减小,受斜拉索卸除影响索力增大;主索鞍顶推使边跨吊索力增大,中跨吊索力减小,而边中跨斜拉索索力受之影响相反;在体系转换过程中,吊索力的几何非线性行为呈现出"先由弱到强,再从强变弱"的总体变化趋势,在主索鞍顶推及成桥恒载作用下吊索力变化表现为线性特征。