大跨铁路斜拉桥平行钢丝斜拉索锚杯调整量设计研究

斜拉桥平行钢丝斜拉索锚杯长度一般根据锚杯内钢丝的锚固长度及其他构造尺寸确定,对于修正主梁线形偏差的调整量有限。针对大跨铁路斜拉桥中由施工、制造及桥上永久荷载偏差等导致主梁成桥线形偏差较大,而现行规范中的锚杯尺寸可能存在调整量不足的问题,以某千米级公铁两用斜拉桥为背景进行平行钢丝斜拉索锚杯调整量设计研究。采用悬索理论,分析道砟容重离散性引起的斜拉索索力偏差、斜拉索弹性模量偏差及斜拉索锚固点位置偏差对斜拉索无应力长度的影响,以确定合适的锚杯放张与张拉调整量。结果表明:对于铁路斜拉桥,现行规范规定的锚杯张拉调整量基本能够满足要求,放张调整量则可能存在不足;道砟容重离散性对斜拉索无应力长度影响相对最大,设计中应预留相应的锚杯放张调整量;对300 m以上的中、长索,还应考虑斜拉索索力偏差和斜拉索弹性模量偏差的影响,预留锚杯放张与张拉调整量;斜拉索弹性模量建议取2.0×10^(5) MPa,并考虑其在(1.9~2.1)×10^(5) MPa范围内进行设计。

斜拉桥钢丝斜拉索锚杯放张与张拉量调整研究

参考锚杯基本构造和钢丝锚固长度来确定斜拉索锚杯长度,通常会导致调整主梁线形偏差时的预留量不足。为了准确得出锚杯张拉和放张调整量,通过悬索理论,对斜拉索无应力长度受斜拉索锚固部位偏差、斜拉索弹性模量偏差以及斜拉索索力偏差的影响程度进行了分析。研究结果表明:规范中要求的锚杯放张调整值略有不足,张拉修正值基本可以达到标准;当锚固部位与索力不变时,在斜拉索弹性模量值较高的情况下,斜拉索长度越长,其无应力长度增量越大;在斜拉索弹性模量值较低的情况下,斜拉索长度越长,其△L2无应力长度增量越小,对于索长大于300m的长索和中索,要增大锚杯张拉端长度,以此提高放张调整量。

多杯等流型气锚的水力设计

为了提高抽油机井的泵效,在分析气锚气液分离效率的影响因素基础上,分析了通过多个沉降杯实现气液分离,降低液体下降速度,有效地提高气液分离效率的原理.建立了多杯等流型气锚的流动方程,给出了水力设计计算方法.应用多杯等流型气锚,抽油机井泵效平均提高25%以上.

多杯等流型气锚对气液分离的效果

为解决油井井下气、液分离问题和抽油泵的泵效,提高整个系统的工作效率,通过模拟井筒抽吸气液两相流体的室内实验,对多杯等流型气锚、普通气锚和无气锚情况下的气液分离效果进行了研究.结果表明:冲次越大,井口出气越多,脱气效率就越低,泵效也就越低;在气液比和气锚一定时,冲次从0逐渐增加的情况下,有一个临界冲次;当冲次数大于临界冲次时,脱气效率会随着冲次的增加而减少;在相同的气液比下,多杯等流型气锚的临界冲次明显大于其他的气锚;在气液比和气锚一定时,采液量从0逐渐增加的情况下,会有一个临界值;当采液量大于临界值时,井口出气量会随着采液量的增加而增大;在相同的气液比下,多杯等流型气锚的临界采液量明显大于其他的气锚;多杯等流型气锚在气液分离的效果上明显优于普通的气锚,采用该气锚对脱气效率会有较大提高.

多杯等流型气锚的脱气效率分析

利用因次分析法,建立气液两相流体在多杯等流型气锚中流动的准则方程;根据现场实验,测得相应参数和准则方程,利用最小二乘法及高斯消去法,进行回归分析,得到气液两相流体在多杯等流型气锚中流动时脱气效率的关联公式,并分析滞留时间、含水率、气油比对脱气效率的影响.结果表明:脱气效率随着滞留时间的增大而增大;当滞留时间和含水率一定时,脱气效率随着气油比的增大而减小;当滞留时间和气油比一定时,脱气效率随着含水率的增大而增大;当滞留时间增大到一定程度时,脱气效率曲线的斜率明显减小,出现拐点.

多杯等流型气锚对井下油水分离的效果

针对油田生产井的高含水问题,为了评价多杯等流型气锚对井下油水混合物的分离效果,进行了室内井筒模拟实验,绘制了停留时间与含水率的关系曲线。实验表明多杯等流型气锚对井下油水分离的效果如下:含水率为90%的纯原油、水的混合物,含水率为90%的油井采出液以及气液比为40:1、含水率为90%的油井采出液经多杯等流型气锚分离后含水率均能达到98%,使用多杯等流型气锚可达到节能降耗的目的。

超声相控阵技术在五峰山长江特大桥锚杯检测中的应用

五峰山长江特大桥为公铁两用悬索桥。设计采用主跨为1092m的板桁结合钢桁梁,2根主缆采用预制平行高强钢丝索股结构,每根主缆由44704根?5.5mm高强度钢丝组成,钢丝强度达到2000MPa。桥梁主缆索股两端及吊索结构两端由锚杯连接,是桥梁结构承重的关键部位,锚具质量是桥梁安全和稳定性的关键因素,其结构特点对锚具提出了更高的要求,需在锚杯生产过程中和成品后均进行准确的检测。桥梁锚杯为不规则的厚壁铸件结构,常规无损探伤手段检测效率低且容易漏检或误判,超声相控阵技术能够更准确地检测锚杯内部及表面缺陷。

CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

传统的夹片式锚具应用于CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastics)预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成。在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据VonMises屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸。试验研究表明,当锚杯倾角为3°、夹片预紧力为100kN、铝片厚度为1mm、凹齿间距为12.85mm和凹齿深度为0.3mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185kN,相应的锚固效率系数为96.4%。锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响。锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性。极限荷载的计算式具有较好的适用性。

多杯等流气锚气液分离效果研究

油田现有的抽油机井在井下工作时抽汲的是气、油、水三相混合液。气体是影响抽油泵泵效的主要因素,气锚中的液相上升速度小于气泡上升速度,气液两相才能分离。而气泡在液相中的上升速度基本恒定,只有减小气锚中液相上升速度,才能增大气锚气液分离效率。多杯等流型气锚实现了气锚纵向上任意部位进液孔的进液量近似相等,降低了液相的流动速度,实现了气液两相的有效分离。现场试验913口井,试验后初期与试验前对比,平均单井增液14.7t/d(增加幅度28.6%),单井增油1.03t/d(增加幅度18.71%),泵效提高12.53%(增加幅度28.75%);系统效率提高了5.37%(增加幅度21.3%),吨液百米耗电下降了0.21k W·h(下降幅度20.6%)。

CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

传统的夹片式锚具应用于CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastics)预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成。在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据Von Mises屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸。试验研究表明,当锚杯倾角为3°、夹片预紧力为100kN、铝片厚度为1mm、凹齿间距为12.85mm和凹齿深度为0.3mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185kN,相应的锚固效率系数为96.4%。锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响。锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性。极限荷载的计算式具有较好的适用性。

铁路桥梁缆索锚具参数化设计及试验研究

基于缆索锚具构造要求和设计方法,开展锚具后端椎体内径、锚杯椎体长度、锚杯锥角、冷铸填料摩擦角、锚杯平均厚度等设计参数对锚具的冷铸填料椎体压应力和锚杯环向应力两项受力指标的影响分析,并设计试验索体进行静载和疲劳试验验证。结果表明:与锚杯环向应力相比,冷铸填料椎体压应力是锚具结构设计的主要控制因素;锚具各设计参数存在最优值;通过本文方法设计的锚具,索体静力和疲劳性能均满足相关规范要求。

预应力工程中的锚固

先张法预应力混凝土虽然与后张法在施工工艺上差别很大，但其锚固工艺都是控制施工质量的关键因素之一，本文就预应力施工中的单根钢筋、钢筋束、钢丝束的锚固进行简述。

无应力长度控制法在梁拱组合桥调索中的应用

在实际工程施工中,梁拱组合体系桥常需要进行二次调索。将无应力长度控制法应用于(55+230+55)m某大跨梁拱组合体系桥的二次调索过程,提出了计算索力增量的k值迭代法,并与差值迭代法进行比较分析,结果表明,该方法目标明确、迭代次数少、计算精度高、方便施工,在工程应用中取得较好的效果。

斜拉桥施工控制中索长误差的修正方法研究

为了使斜拉桥施工过程中斜拉索的索长误差得到有效修正,该文提出以斜拉索锚杯外露量为误差控制指标的修正方法,从施工控制的角度分析斜拉索的弹性模量、温度效应以及锚点坐标等因素对索长误差的影响,然后通过对制造索长和锚固端螺母位置的调整达到误差修正的目的。在嘉鱼长江公路大桥中的应用结果表明:这一方法提高了斜拉索张拉完成后的实际锚杯外露量与理论值的吻合度,使螺母能够位于锚杯的有效螺纹区域,确保了该桥主梁悬臂架设过程中斜拉索安装与张拉的高效实施。