节段预制拼装箱梁键齿胶接缝受力行为分析

为探究键齿形式、深度、连接方式对节段预制UHPC拼装梁接缝抗剪特性及破坏形式的影响,以某一级公路大桥引桥工程为依托,制作不同类型键齿接缝试件开展荷载实验,分析受力行为及破坏模式,结果表明,键齿形式对接缝承载能力与破坏形式有较大影响;从抗剪能力看,多键齿与大键齿优于单键齿,无键齿与单键齿相当;静力荷载下,单键齿、双键齿、三键齿为接缝滑移破坏,大键齿为键齿剪切破坏;瞬时冲击荷载下,以局部剪切失效破坏为主;胶接缝的承载与抗变形能力显著优于平接缝;键齿深度对接缝的影响较小。

考虑弯距影响的混凝土键齿接缝抗剪承载力计算方法

为建立能反映多键齿折减效应的混凝土接缝抗剪承载力计算公式,考虑弯矩对键齿剪切面正应力分布的影响,基于应力莫尔圆计算理论求得接缝面的剪应力分布,通过假设正应力中拉应力部分不提供承载力,提出了考虑弯矩影响的混凝土键齿接缝抗剪承载力计算方法,并采用既有试验对公式进行验证.结果表明:既有计算式对单键齿承载力存在不同程度的低估,AASHTO计算式虽能较好地预测单键齿接缝的承载力,但对多键齿干接缝的承载力存在明显的高估.相比AASHTO计算式,建议式针对单键齿干接缝承载力的计算结果较为保守,计算值与试验值比值的平均值为0.84;多键齿干接缝的计算值与试验值更加吻合,计算值与试验值比值的平均值为0.95;针对键齿胶接缝的计算结果与AASHTO计算式结果差别不大.所提方法能考虑不同键齿布置、键齿深度对承载力的影响,解释了多键齿干接缝的折减效应,适用于混凝土键齿接缝的抗剪承载力计算.

UHPC键齿+螺栓连接接缝梁抗弯性能试验研究

为了研究预制UHPC键齿+螺栓连接接缝梁的抗弯性能,进行了6根UHPC键齿+螺栓连接接缝梁(简称接缝梁)和2根UHPC整体梁的弯曲试验,探讨梁底配筋、接缝设置钢垫板及涂抹环氧树脂胶等因素对UHPC接缝梁的破坏形式、抗弯承载力、跨中挠度、连接钢板上下缘应变和接缝相对纵向位移的影响;采用有限元软件ANSYS分析了长期压应力作用下UHPC徐变对螺栓预紧力的影响.试验及分析结果表明:UHPC接缝梁在梁底配筋不同的情况下存在接缝梁刚度突变区梁体受弯破坏和键齿楔形破坏引起的接缝破坏2种破坏模式,接缝表面涂抹环氧树脂胶对接缝梁的抗弯性能影响小,接缝两侧设置钢垫板可提高接缝的抗弯承载力,减小接缝梁的跨中挠度和接缝的上、下缘相对纵向位移,且对连接钢板的受弯变形也有一定的改善作用.长期压应力作用引起的UHPC徐变会导致螺栓预紧力下降,下降幅度可达24.7%.

预制RPC梁段键齿+螺栓连接的抗弯性能分析

活性粉末混凝土(RPC)具有优异的力学性能但需高温蒸汽养护,所以RPC结构只能采取预制拼装施工方式。对预制RPC梁段提出键齿+螺栓的连接方式。以1根键齿+螺栓连接的预制RPC接缝梁和1根无接缝的全RPC梁的试验研究为基础,通过有限元软件ANSYS对构件进行了数值分析,对比了有限元和试验结果。验证了有限元软件模拟的准确性后,分析了纵向构造筋和混凝土配筋率对承载能力及破坏形态的影响。结果表明:采用键齿+螺栓连接方式连接的RPC接缝梁与RPC无接缝梁承载能力相近;而接缝梁在刚度突变区域沿梁高设置纵向构造筋能大幅度提高接缝梁的承载能力且在适筋范围内随着配筋率的增加,梁的承载能力增大且破坏形态相似。

UHPC螺栓连接键齿接缝梁抗弯性能试验研究

为了研究预制UHPC螺栓连接键齿接缝梁的抗弯性能,进行了3根UHPC螺栓连接键齿接缝梁(简称接缝梁)和1根UHPC整体梁的抗弯试验,探讨接缝两侧设置钢垫板及接缝表面涂抹环氧树脂胶等因素对UHPC接缝梁的开裂荷载、抗弯承载力、跨中挠度、连接钢板上、下缘应变、接缝相对纵向位移的影响。试验及分析结果表明:UHPC接缝梁存在有一种受弯破坏模式,该破坏模式表现为UHPC键齿受剪产生楔形裂缝而引起的接缝破坏,接缝表面涂抹环氧树脂胶对接缝梁的抗弯及变形性能影响小,接缝两侧设置钢垫板对UHPC接缝梁的开裂荷载影响小,但可提高接缝的抗弯承载力,减小接缝梁的跨中挠度和接缝的上、下缘相对纵向位移,且对连接钢板的受弯变形也有一定的改善作用。

无键齿式联轴器的安全过盈量核算及装配控制

应用力学装配应力概念建立了烟气轮机组无键齿式联轴器锥形轴毂联接的安全过盈量公式,并对其进行了核算示例。同时从装配前的清洗、推进量的确定与检测等方面分述了无键齿式联轴器的装配控制,以确保联轴器具有必要的安全过盈量和可靠的联接状态。

UHPC键齿湿接缝直剪试验及湿接缝直剪承载力统一公式

为得到UHPC键齿湿接缝的直剪受力性能及直剪承载力统一公式,开展17个UHPC试件的直剪推出试验,考察键齿形状、侧向应力等对UHPC键齿湿接缝直剪破坏模式、裂纹发展情况、直剪强度以及剪切滑移性能的影响,并结合前期24个UHPC整体浇筑试件和24个UHPC平(湿)接缝试件的试验结果对UHPC界面直剪承载力计算方法进行研究。结果表明:UHPC键齿接缝试件的剪切破坏过程可分为线弹性阶段、裂纹发展阶段、破坏阶段和残余应力阶段;各键齿接缝直剪破坏界面与剪切界面几乎重合;梯形(键齿夹角113°)、矩形、倒梯形(键齿夹角65°)等三种键齿形式的直剪性能基本相同,为方便施工,工程中键齿宜选用梯形;键齿接缝试件的初裂强度、峰值强度提升值(相对于平接缝)与整体试件相应强度提升值之比远小于两者剪切面的整体面积之比;无侧向应力下,UHPC键齿接缝试件的剪切刚度和峰值强度均大于平接缝试件,逊于整体试件,且差距较大;键齿接缝试件峰值强度为整体试件的52.5%;在5MPa侧向应力下,平接缝试件与各键齿接缝试件剪切刚度已差别不大,峰值强度差值变小;键齿接缝试件的峰裂比(峰值强度与初裂强度之比)为1.173~1.319;键齿接缝试件的剪切刚度、延性系数、初裂强度、峰值强度及剪切滑移能力均随着侧向应力的增大而增大;UHPC湿接缝试件初裂强度和峰值强度随侧向应力的增长规律符合库伦准则,其摩擦系数可取1.26。最后,建立物理意义明确、形式简单、精度较高的可适用于未配抗剪钢筋UHPC整体界面、平湿接缝界面和键齿湿接缝界面的直剪承载力计算统一公式。

UHPC大键齿干接缝直剪性能及尺寸参数分析

预制拼装UHPC桥梁的拼接接缝是该类桥梁整体受力尤其是剪切受力的关键.为探究UHPC大键齿干接缝的直剪性能,基于ABAQUS塑性损伤模型建立了非线性有限元模型,并采用现有文献的UHPC键齿干接缝试验数据进行了模型校验.以校验的有限元模型为基础,研究了UHPC大键齿干接缝直剪性能及剪切破坏过程,揭示了其两种主要破坏模式,即滑移破坏和直剪破坏.同时,开展了UHPC干接缝的大键齿尺寸参数分析,考虑的参数主要包括:键齿深度、键齿倾角和侧向应力;根据计算分析结果,大键齿尺寸建议取深齿比0.15~0.25且键齿倾角小于37°较为合理.此外,基于摩尔应力圆理论和有限元计算结果,建立了UHPC大键齿干接缝直剪承载力计算公式,经试验数据验证具有良好的适用性.

UHPC键齿胶接缝直剪性能试验研究

针对目前UHPC键齿胶接缝抗剪性能试验研究仍较为匮乏的现状,文章开展17个UHPC单键齿及多键齿胶接缝试件的直剪试验,主要试验参数包括钢纤维掺量(1%~3%)、键齿深度(40~60mm)及侧向预应力(4~13MPa)等,并研究分析以上参数对UHPC键齿胶接缝直剪性能的影响。直剪试验结果发现,UHPC单键齿胶接缝均表现为阳键齿根部剪断的剪切破坏且侧向压应力对剪切主裂缝角度存在一定影响,而多键齿胶接缝的剪切破坏则主要存在同步和分步剪切破坏两种模式;在侧向应力为4~10MPa时,UHPC单键齿胶接缝的抗剪强度为19.05~33.04MPa,而多键齿接缝的抗剪强度为17.14~22.42MPa;键齿胶接缝的抗剪强度均随UHPC钢纤维掺量的增加而增大,且钢纤维掺量从1%到2%时抗剪承载力提升效果更为明显。此外,基于试验数据提出UHPC多键齿胶接缝的抗剪折减系数及抗剪承载力计算公式;结果表明,UHPC多键齿胶接缝的抗剪折减系数试验平均值为0.85。

混凝土键齿胶接缝承载力计算方法研究

为了研究节段梁键齿胶接缝的抗剪承载力计算,收集了53组国内外关于混凝土键齿胶接缝直剪试验的极限承载力、混凝土强度、键齿根部面积、接缝面面积等试验数据。利用收集的实测数据对美国AASHTO节段桥梁设计规范和多位国内外学者所提出的键齿胶接缝抗剪承载力计算公式进行了适用性与准确性评价;同时根据实测数据,分析总结了4种键齿胶接缝承载力计算模型,并对影响接缝抗剪强度的因素展开了分析。结果表明:美国学者BAKHOUM的公式预测结果吻合最好,实测值与预测值的比值平均值为0.93,变异系数为0.27;其他公式预测平均值在1.11到1.40之间,变异系数在0.25到0.35之间;所提出的4种计算模型,较已有公式预测更为准确,且变异系数小;侧向应力、接缝形式和混凝土强度是影响接缝抗剪的主要因素;可为实际节段桥梁接缝设计提供参考。

键齿厚度快速检验夹具

花键或齿轮的齿厚公差一般都有较高的要求。在检验这项尺寸精度时,若要求每个齿都必须逐个检验,则检验效率是大问题。尤其是在轮齿数量较多时(如8个以上),在线检测的节拍时间可能就会非常紧张。为此,设计开发了一套花键键齿厚度快速检验夹具。介绍了这种新型在线检验夹具的结构特点和工作原理。该夹具很好地解决了使用通用量具测量花键类零件键齿厚度尺寸所存在的效率低下的实际问题。

关于凸轮轴齿轮键齿角加工工艺优化的研究

分析了凸轮轴齿轮的结构总结了控制其特性的工艺,用软件MINITAB分析、掌握数据变化规律,得出了优化工艺方法,提高了过程的稳定性,使制造中,取得较好效果。

节段拼装箱梁键齿胶接缝抗剪性能研究

本文进行了键齿胶接缝直剪试验,试验结果表明:侧向正应力能显著提升接缝抗剪强度,改变了破坏形态,增大了试件的相对滑移,使得破坏更具有延性;同时环氧树脂胶层高度的增加提升了试件的抗剪强度以及抗剪刚度,更利于接缝整体受力。在试验基础上对键齿胶接缝试件进行数值模拟模拟,对混凝土强度、环氧树脂弹性模量参数分析,结果表明提升混凝土强度能提升键齿胶接缝的抗剪强度,但会降低试件的延性,当环氧树脂胶弹性模量占混凝土弹模的25%时,是环氧树脂胶对胶接缝抗剪承载力影响的极限值,基于上述分析对键齿胶接缝抗剪承载力计算公式进行修正。

键齿倾斜类型对节段拼装箱梁力学性能的影响

为了明确腹板键齿类型对节段梁力学性能的影响规律,揭示不同键齿倾斜类型节段箱梁破坏机理和破坏模式,开展了2组不同键齿类型(垂直键齿、水平键齿)节段式箱梁在不同荷载作用方式(纯弯作用、弯剪作用)下的力学性能试验,分析了梁体变形、裂缝萌生与扩展形态、体外预应力束的预应力增量以及主梁应力与裂缝宽度变化规律;建立了有限元数值分析模型,详细分析接缝局部不同角度键齿应力状态。研究结果表明:节段梁接缝开裂前,混凝土应力应变、梁体变形和预应力筋应力与荷载呈线性关系;接缝开裂后混凝土应力应变、梁体变形均与荷载呈非线性关系。纯弯荷载作用下,2种键齿梁的破坏形态相同,均为纯弯段接缝的开裂,破坏模式相同,主裂缝位置不同,垂直键齿梁破坏时的主裂缝靠近跨中位置,而水平键齿梁更靠近加载位置;弯剪荷载作用下,破坏模式为近加载点接缝弯剪破坏;2种荷载作用下,接缝顶面混凝土均压溃破坏,腹板键齿均受剪切破碎。键齿类型和荷载作用对节段梁的破坏模式影响显著,垂直键齿梁的承载能力和刚度优于水平键齿梁。键齿类型以及加载方式对预应力筋应力增量影响较小,体内束预应力增量大于体外束应力增量。建立的数值分析模型与试验结果吻合较好,可以有效分析节段梁键齿应力分布状态,揭示了节段箱梁受力破坏机理。基于既有规范和试验结果,提出了抗弯承载能力计算公式,计算值与试验值吻合良好,验证了所提出计算公式的有效性。

基于试验数据的混凝土键齿干接缝承载力计算方法

为研究节段梁键齿干接缝的抗剪承载力计算,收集了82组境内外关于混凝土键齿干接缝直剪试验的极限承载力、混凝土强度、键齿根部面积、接缝面面积等试验数据。利用收集的实测数据对美国AASHTO节段桥梁设计规范及多位境内外学者所提出的键齿干接缝抗剪承载力计算公式进行了适用性评价;同时根据实测数据,分析总结了4种键齿干接缝承载力计算模型。结果表明:美国学者Bakhoum公式预测结果吻合最好,实测值与计算值的比值平均值为0.9,变异系数为0.15;其次是美国AASHTO节段桥梁设计规范预测较好,实测值与计算值的比值平均值约为1.10,变异系数为0.18;本文所提出的4种计算模型,较已有公式预测更为准确,且变异系数小,可为实际节段桥梁接缝设计提供参考。

超高性能混凝土大键齿干接缝受剪性能与承载力计算方法

接缝是节段预制拼装超高性能混凝土(UHPC)梁结构中的薄弱部位,其受剪性能不足易引发梁结构的局部剪切破坏,造成结构安全问题。为充分发挥UHPC高强、高韧等优异的力学特性,提出了有无配筋的UHPC大键齿干接缝形式,并通过直剪性能试验分析了大键齿UHPC干接缝的受剪性能。研究结果表明:大键齿UHPC接缝不会发生键齿压碎现象;以大键齿代替多键齿可以提高UHPC接缝的受剪性能;在大键齿UHPC接缝中适当配置抗剪钢筋,可以有效抑制斜裂缝开展,显著提高大键齿干接缝受剪性能。基于试验结果,采用有限元方法进行参数化研究,分析侧向应力、UHPC强度、键齿构型等参数对大键齿干接缝受剪性能的影响。结果表明,对于UHPC大键齿接缝,键齿的深高比设置不宜小于0.167,键齿倾角设置不宜大于45°。基于UHPC材料拉压特性,对美国AASHTO中接缝抗剪强度计算方法进行修正,给出了适用于UHPC键齿干接缝的抗剪强度计算公式。该式计算结果与试验结果的比值为0.89,表明其适用于UHPC键齿干接缝受剪承载力计算。

因空心轴花键孔键齿失效引起柴油机飞车的原因与防止措施

对联合调节器传动轴花键装配所受交变应力与工作寿命、空心轴花键孔键齿失效引起飞车进行了分析;介绍了螺旋千斤顶的用法与花键装配的检测、拆装工艺。同时,提出了增设联合调节器下体顶丝工艺孔代替螺旋千斤顶的建议。

无键过盈齿式联轴节传递扭矩核算及应用

介绍高速无键过盈齿式联轴节的装配原理、常见破坏形式及过盈扭矩的核算方法,并结合中国石化齐鲁分公司烯烃厂苯酐装置VT101汽轮机联轴节的使用情况,对计算方法在检修中的应用进行详细的说明。

节段预制拼装混凝土盖梁胶接缝抗剪性能试验

针对采用键齿胶接缝构造的节段预制拼装混凝土盖梁拼接缝抗剪性能研究较为缺乏的现状,设计制作了3组共7个足尺胶接缝键齿试件,考虑键齿倾角、键齿深度和侧向压应力3种影响因素,进行直剪试验研究。试验结果表明:键齿胶接缝在直剪荷载作用下的破坏模式均为脆性破坏,主裂缝形态受侧向压应力、键齿深度及键齿倾角的耦合影响;增大侧向压应力或键齿深度均能有效提高键齿胶接缝的抗剪承载力,且破坏相对滑移保持为同量级;键齿倾角为30°时,键齿胶接缝的开裂荷载和抗剪承载力最大;当键齿倾角>45°,抗剪承载力有明显下降,故实际工程中键齿倾角不应超过45°。

节段预制拼装混凝土桥梁剪力键接缝的抗剪强度

基于节段预制拼装混凝土桥梁腹板处多齿剪力键接缝脱离体的应力解析,分析并推导了多齿剪力键根部剪应力分布规律.依据弹性理论分析结果,提出了多齿剪力键根部剪应力分布的不均匀系数,并在考虑该不均匀系数后对AASHTO接缝抗剪强度计算公式进行了修正.与数值分析结果的比较表明,该修正公式能够准确地反映多齿剪力键中剪应力的变化趋势和峰值效应,而且修正公式计算结果与相关试验结果误差在5%以内.