上海轨道交通17号线西延伸工程先张法U型梁预应力张拉与锚下应力测试

介绍了上海轨道交通17号线西延伸工程先张法预应力U型梁生产线布置、张拉工装与设备、张拉工序、同步张拉措施等,计算了3×30m跨U型梁张拉工艺下预应力损失和张拉伸长值,并选择U型梁典型部位预应力筋对其张拉过程中的锚下应力进行测试。

强风化岩石地基中预应力扩底锚索抗疲劳试验研究

提出一种预应力扩底锚索结构,通过扩底端与围岩之间形成挤压摩擦锚固,并对钢绞线施加预拉力减小其疲劳应力幅,可代替普通岩石锚杆作为抗疲劳结构用于岩石地基基础中。对强风化岩石地基中的预应力扩底锚索分别进行了现场疲劳试验和静力试验,共计7组试验。试验结果表明,强风化岩石地基中,预应力扩底锚索可以承担200万次以上的疲劳荷载作用,估算疲劳应力幅为148MPa,锚索的疲劳寿命和抗疲劳承载力较高;静力试验锚索最终发生钢绞线断丝破坏,锚头均未被拔出,扩底端的锚固性能好,能充分发挥钢绞线的抗拉强度。经过合理设计,预应力扩底锚索可以应用于具有疲劳作用的风电结构强风化岩石地基基础中。

深部高应力膨胀性软岩泵房支护技术

基于唐口煤矿泵房的岩石力学试验、岩石矿物组成分析、地应力测试、破坏机理分析,提出了采用以锚索桁架、锚注为核心的联合支护体系,来解决深部高应力膨胀性软岩大型硐室的支护技术难题。监测结果表明：加固后泵房围岩最大变形量仅有6 mm,3个监测断面平均变形量仅为4.7 mm,结果说明以锚索桁架、锚注为核心的联合支护体系提高了围岩自身承载能力和支护结构的整体性,有效地控制住了围岩的变形和底臌,保持了泵房围岩的长期稳定。

扩底土锚抗拔承载机理的试验研究

根据均匀的以及有淤泥夹层的粉质粘土层中扩底斜土锚的原位抗技试验结果，对扩底土锚的抗拔承载机理做了分析，给出了计算这类土锚极限抗拔承载力的方法。

高强锚杆在深部煤矿巷道支护中的应用

根据深部软岩条件下煤矿巷道锚杆支护效果不理想的情况,分析认为调整锚杆预紧力的大小是改善支护效果的有效方法。通过在具体支护中对螺纹钢锚杆、淮北预紧力锚杆、高预紧力锚杆进行对比试验,采用高预紧力锚杆支护有效地控制住了深部巷道围岩的变形,同时具有较好的经济效益。

应用于滑坡的拉力型锚索失效机理

拉力型锚索常用于公路边坡支护工程中,在进行锚固体的结构设计时,注浆体与岩石粘结界面的强度往往被高度关注。在广泛调研西南山区失稳破坏的公路边坡时发现,拉力型锚索最为薄弱的部位并非注浆体与岩石粘结界面。因此,设计11种不同配合比的注浆体,将80根拉力型锚索锚固在软岩及硬岩中,采用拉拔试验对锚索的破坏模式进行研究。结果表明:拉力型锚索常见的破坏模式是钢绞线与注浆体之间的脱粘破坏。选择合理的力学计算模型,获得内锚固段两个粘结界面的应力分布弹性解,分析表明:钢绞线与注浆体粘结界面的峰值应力位于锚孔孔口处,应力分布不均匀程度高,致使孔口处的钢绞线注浆体粘结界面首先发生脱粘破坏,脱粘界面以渐进的方式向内锚固段末端传递,最终导致钢绞线从注浆体中旋转拔出。建议上述研究成果在以后的规范修订和锚固工程设计时引起足够的重视。最后,给出了一个钢绞线与注浆体脱粘破坏的工程实例。

冲焊结合的新型预应力锚垫板及锚下受力分析

文章针对铸铁锚垫板在运输和张拉过程中易脆断的问题,提出了冲压与焊接结合的新型锚垫板,并对该新型锚垫板的结构力学性能及锚下应力进行数值分析。同时依据AASHTO相关规范,采用ANSYS有限元软件对新型锚垫板以及同种规格的OVM圆塔形锚垫板的荷载传递试验模型进行对比分析,研究锚垫板结构受力性能和锚固区传力性能。研究结果表明,冲焊结合的新型预应力锚垫板的结构设计合理,能满足工程需求,改善了结构受力且节约了材料用量。

四跨连续梁桥线形控制参数敏感性研究

采用挂篮悬臂浇筑施工的多跨变截面预应力混凝土连续梁桥,施工工序复杂,成桥线形影响因素多。如果每个悬浇节段的主梁立模标高均按照设计参数计算的预拱度值去放样,梁体实际竖向位移与理论计算值的误差会越来越大,随着误差的逐步积累,很难达到理想成桥线形要求。以新建吉安赣江大桥(75+120+120+75)m为工程背景,借助大型有限元软件Midas/Civil 2019,以成桥十年后梁体累计挠度值为控制目标,通过改变混凝土容重、锚下张拉控制应力、混凝土收缩徐变时间、挂篮重量,对比分析主梁挠度变化,确定影响梁体线形的主要因素,为同类桥梁的线形控制提供参考。

索塔试验段二次张拉锚下应力监测与分析

混凝土斜拉桥索塔锚固区通常施加大吨位直线和环形预应力束,其预应力损失规律及钢束伸长量不同于常规梁板纵向预应力钢束。为研究索塔锚固区直线束和环形束张拉过程的预应力损失规律,文中针对某混凝土斜拉桥索塔锚固区足尺模型,重点分析了孔道摩阻损失、锚圈口摩阻损失、锚头回缩损失及钢筋松弛等预应力损失影响因素,定量分析锚下有效应力的大小。针对锚固回缩引起的预应力损失,采用低回缩二次张拉预应力锚具,能够补偿第一次张拉时的部分预应力损失,二次张拉后预应力总损失率在11%左右,为类似工程提供了经验。

考虑张拉顺序的锚下有效预应力标准值研究

为解决预制梁锚下有效预应力标准值单一化,难以匹配不同长度预制梁规范张拉作业下的锚下有效预应力评定等问题,基于梁长和张拉顺序影响,通过理论计算、有限元分析和现场实测数据统计分析了20、25、30m标准小箱梁和40m标准T梁锚下有效预应力。结果表明:1)梁长与张拉顺序对锚下有效预应力影响较大,只考虑单一梁长和锚固回缩单项损失得到的标准值178kN不具备适用性且存在一定的缺陷性;2)提出了20、25、30m标准小箱梁和40m标准T梁锚下有效预应力新标准值,分别为172、173、174、174kN;3)梁长及张拉顺序对预应力大小影响有限,但对评定结果影响较大,采用新标准值评定的合格率提高4.0%~10.9%,能有效避免现场施工为满足合格率指标而恶意补张拉或蓄意超张拉的行为。

煤柱下高应力区煤巷矿压显现原因及控制技术

孙家沟煤矿13313进风巷正好布置在11#煤回采后遗留煤柱下方边缘处,两煤层层间距17 m左右,正处于煤柱下方高应力区,巷道围岩稳定性难以控制。加之煤柱正上方为11#煤顺槽最低点,造成此处顶板淋水严重,影响顶板的稳定性与锚固结构的强度,在二者共同作用下,出现巷道局部矿压显现剧烈情况。采用理论分析、现场观察及钻孔窥视的方法分析了矿压显现原因提出采用全锚索支护顶板,锚索直径21.8 mm,长度8200 mm,帮部锚杆直径增加为22 mm,且两帮都进行锚索补强的方法控制围岩,工作面回采期间采用水力压裂方法进行顶板卸压。

近距离煤层煤柱下应力分布和巷道支护技术

针对和尚嘴煤业近距离煤层煤柱下掘进巷道变形大的问题,在介绍地质力学特征的基础上,采用数值模拟分析上部煤层不同方式采动后,采空区和煤柱在下部煤层的应力分布情况。分析煤柱下巷道变形特点和支护要点,结合高预应力强力锚杆支护理论,提出合理的锚网与锚索联合支护设计,现场试验效果明显。

对后张法预应力筋张拉的一些问题的理解

文章对在后张法预应力筋张拉操作中,发生的一些有争议的操作现象作了分析,结合对施工规范的理解,提出了一些看法。

锚固区应力分析及拉压杆模型

通过用ANSYS软件对一简单算例的有限元分析,阐述了锚下应力的分布情况,并根据应力结果得到了相应的拉压杆模型。

复杂顶板应力条件下的回采巷道锚杆索支护技术研究

复杂顶板条件下回采巷道围岩稳定性控制问题日益凸显,通过现场调研、力学理论分析、工程实践分析等手段,对石圪台煤矿31207工作面主辅运输顺槽复杂顶板条件下的回采巷道支护问题展开研究。31207工作面主辅运输顺槽上覆岩层存在已回采完的22煤层采空区和保护煤柱,导致沿巷道轴存在一定程度围岩应力释放的"较大范围底板围岩应力降低区"和侧向保护煤柱集中承载所致的"局部的底板应力增高区域",且二者交替分布,不均匀围岩应力条件下31207主辅顺槽的围岩受力破坏复杂且局部严重。针对这一情况,提出复杂顶板应力条件下锚杆+锚索+双层钢筋网的主动支护技术方案。通过现场变形监测反馈表明,处于"局部的底板应力增高区域"位置的巷道最大位移量在140 mm,处于"较大范围底板围岩应力释放降低区"位置的巷道最大位移量在60 mm,当前支护方案有效控制巷道围岩整体承载结构稳定性。

基于有效预应力检测的刚构桥预应力损失计算修正

现有规范中既有预应力损失与实际情况存在偏差,需对其预应力损失计算参数加以修正。本研究结合一大跨T形刚构桥工程实例,开展锚下有效拉力与主梁内部钢束沿程应力检测试验,对比分析现场检测试验值与有限元计算理论值,基于欧几里得范数对规范中预应力损失公式相应计算参数(锚具回缩等变形值Δl和管道偏差系数k)进行修正,并剖析参数修正后不同工况下预应力效应对桥梁力学性能的影响规律。研究表明,本桥实际的预应力损失较规范计算值偏大,两种预应力损失实测与理论计算误差最大分别为5.0%和6.5%;分别将Δl、k修正为9 mm和0.002 25后,实测与理论最为贴近;考虑参数修正后的预应力效应对桥梁位移影响较小,最大仅为1.7 mm;而对主梁应力影响较大,最大达1.4 MPa,相对误差15.7%。建议在大跨桥梁设计和施工(控制)时,应充分考虑实际预应力损失修正。

基于长期损失灰色预测的竖向预应力控制

基于陕西省某连续刚构桥实桥监测系统采集到的桥梁有效竖向预应力长期变化数据,以实测数据作为初始序建立灰色系统理论预测模型GM(1,1),分析竖向预应力损失随时间的变化规律,进行时间非等步距残差修正,提出竖向预应力长期损失预测模型.采用该模型预测竖向预应力长期损失占控制张拉力的比例为7.92%,与实桥监测的7.8%~8.2%基本吻合,表明若采用公路桥规设计张拉力的0.6倍作为竖向预应力施工控制标准,将导致桥梁后期有效竖向预应力达不到要求.建议施工过程中锚下应力控制应充分考虑长期损失效应影响,压浆前锚下有效应力不小于设计张拉力0.7倍为宜.这为竖向预应力施工及无损检测提供了理论依据和参考,对PC混凝土箱梁竖向预应力体系应用发展具有重要的理论意义及实用价值.

桩底嵌岩锚杆锚固段应力分布研究

针对基桩竖向承载力自锚法测试体系中桩底嵌岩压力型锚杆的受力特点,基于Kelvin问题的弹性位移解,并结合锚固体-岩石作用的剪胀机理,推导了压力型锚杆应力分布的弹性解。基于所获得的解答,分析了桩底嵌岩锚杆锚固段应力沿锚固长度的分布规律,并分析了各种岩土参数变化对锚固段剪应力分布的影响。结果表明:桩底嵌岩锚杆锚固段上的正应力随着距承载板距离的增大而减小,剪应力随着距承载板距离的增大先增大后减小,峰值剪应力随着剪胀角的增大而增大,随着锚固体泊松比的增大而减小。

锚下控制应力对PC小箱梁裂缝发展的影响及控制方法研究

锚下控制应力变化引起的PC小箱梁裂缝的产生及发展贯穿于PC小箱梁的施工及运营阶段,这大大制约了PC小箱梁的正常承载能力及安全性能。为改变这一局面,通过综合采用现场试验测试和数值分析的方法,对锚下控制应力引起的PC小箱梁裂缝产生及发展的成因机理及控制方法开展了研究。通过对施工张拉阶段锚下控制应力变化情况进行监测,分析了完全张拉、超张拉及张拉结束后等不同阶段PC小箱梁锚下控制应力的变化规律。采用数值模拟的方法,综合考虑PC小箱梁的成桥状态以及单梁状态,其中单梁同时考虑竖向温度梯度可能对结构产生的影响,分析了不同阶段锚下控制应力变化下PC小箱梁竖向位移、应力与裂缝产生的内在联系。将数值分析结果与现场实测数据进行了对比。从而分别从设计、施工及运营等方面对PC小箱梁桥开裂的主要成因进行了探讨。结果表明:PC小箱梁在施工阶段,预应力损失及超张拉等因素会对箱梁开裂产生一定程度的影响;根据分析结果针对性提出的PC小箱梁裂缝控制措施,可减少预应力损失以及超张拉等因素可能产生的影响,从而提升其预应力施工及运营质量控制水平。这都将进一步减少锚下控制应力变化对PC小箱梁结构安全性的影响,从而整体提升PC小箱梁裂缝控制水平。

港珠澳大桥东人工岛非通航孔桥锚下有效应力控制技术

港珠澳大桥东人工岛非通航孔桥采用现浇预应力连续箱梁结构,锚下有效应力是确保箱梁耐久性的关键因素。本工程因地制宜制定了切实可行的措施,使钢绞线伸长率偏差在±6%以内,并经第三方检测,锚下有效应力满足设计要求。阐述了施工中所采用锚下有效应力控制技术,可供类似工程参考。