杭州世纪中心西天窗索夹抗滑移试验研究

索夹是预应力索结构中拉索与其他构件连接的重要节点构件,若索夹和拉索之间发生滑移,会产生较大的预应力损失,甚至改变结构的受力性能。杭州世纪中心西天窗采用箱形桁架+钢索结构,其结构特殊性决定了拉索在施工张拉和施工完成后的状态不同,即施工张拉时要求拉索对索夹是可相对滑移的,而施工完成后需要锁定拉索和索夹的相对位置,不允许发生滑移。通过拉索施工张拉、高强螺栓紧固力衰减、索夹顶推三个阶段的全过程模拟试验确定了索夹与拉索之间的摩擦力情况。试验结果表明,在拉索施工张拉阶段,索夹对索体产生的摩擦力较小,通过锌板垫层能够有效降低铸钢索夹节点处的摩擦损失,保证拉索张拉过程中索力的有效传递;高强螺栓终拧后12h内会产生不可忽视的紧固力损失;使用阶段索夹的抗滑移承载能力能够确保索夹节点安全。

铸钢-钢板焊接索夹受力性能研究

对上海浦东足球场轮辐式张拉屋盖体系中的铸钢-钢板焊接索夹受力性能进行了研究,介绍了屋盖结构体系的特点和索夹的组成。开展了3个不同几何尺寸的足尺索夹承载力试验,研究了在径向索分别达到设计内力、最大设计张力和破断力工况时的索夹性能、最终破坏特征,试验结果表明索夹的承载力能达到设计要求。对试验的索夹进行了有限元数值分析,有限元模型的适用性得到了试验结果的验证,并清晰地观察到整个索夹的应力分布状况。对索夹的构造设计、加工等提出了建议。

超大跨度张弦结构多索索夹偏心节点设计及有限元分析

对于超大跨度张弦结构,其撑杆下端的索夹节点是影响张弦结构成型的关键因素。由于外圈环向索的受力较大,超大直径拉索的捻制成型工艺尚未成熟,外圈环向索需采取并排多索的形式才能满足其受力要求,索夹节点相连构件数量多且受力大。基于贵阳奥林匹克体育中心(二期)主体育馆项目大跨度弦支穹顶结构,分析多索索夹节点的设计重难点,通过综合对比多种索槽布置方式,提出适用于超大跨度张弦结构的多索索夹偏心节点,并对该偏心节点进行整体受力和节点有限元分析。结果表明,多索索夹偏心节点对结构索力分布影响较小;该偏心节点设计符合计算假定,具有较高的承载力和抗滑移能力,有效解决了多索索夹节点连接、索夹安装及拉索更换等问题。

温州瓯江北口大桥施工期索夹抗滑移控制

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬索桥设计规范》(JTG/T D65-05—2015)索夹抗滑移系数计算公式的基础上,考虑索夹上临时荷载、主缆轴力增加引起的主缆直径变小和主缆丝股重新排列、螺杆时变效应造成的索夹螺杆紧固力损失,提出适用于大跨悬索桥施工期的索夹抗滑移系数计算方法,分析主要参数对施工期索夹抗滑移系数的影响,并评估该桥施工期索夹抗滑移风险,提出索夹抗滑移控制措施。结果表明:钢桁梁吊装过程中,索夹倾角变化大,应采用当前施工阶段索夹倾角计算施工期索夹抗滑移系数,主缆轴力增加引起主缆直径变小是造成索夹滑移的主要原因之一;该桥除主跨跨中钢桁梁节段对应索夹抗滑移系数满足规范要求外,其余索夹抗滑移系数均不满足规范要求。根据索夹滑移风险评估结果,采取紧固索夹螺杆的抗滑移控制措施,并明确了该桥索夹螺杆紧固次数和时机。该桥采取索夹抗滑移控制措施后,施工过程中索夹均未出现滑移现象。

重庆新田长江公路大桥设计

重庆新田长江公路大桥主桥采用跨径1020 m的双塔单跨钢箱梁悬索桥,一跨过江。该桥加劲梁采用扁平流线型钢箱梁。桥塔采用门形混凝土塔,高峰侧桥塔采用塔肢不等高设计,上游塔肢高169.5 m,下游塔肢高153.5 m;新田侧桥塔高169.5 m。桥塔基础均采用分离式承台+大直径桩。两岸重力式锚碇采用空间异形结构、扩大基础,锚碇锚固系统采用无粘结镀锌钢绞线拉索。主缆采用标准抗拉强度1860 MPa的预制平行钢丝索股,吊索采用标准抗拉强度1670 MPa的平行钢丝索股,边跨及主跨跨中部分索夹采用焊接式索夹,其余采用铸造式索夹。引桥上部结构采用30 m跨径预应力混凝土T梁,下部结构采用大直径桩+大直径柱。高峰侧引桥上方的陡崖带采用支撑、清除、锚固等措施进行处治,新田侧桥塔前缘顺层边坡采用抗滑桩支挡。钢箱梁梁段采用工厂制造、水上运输、现场安装的施工方案,其中岸坡区钢箱梁采用空中连续荡移架设。

过河段顶管施工机头进水抱死救援处置方法

为解决过河段机械顶管施工遭遇机头抱死,难以采取“开天窗”方式救援的难题,设计发明一种过河段顶管施工机头抱死救援处置装置和方法。用围堰围护击穿涌水部位后,从接收井人工顶管至机头抱死部位,使用千斤顶通过焊接好的拉索拉梁从接收井反顶出被淹机头。该方法施工机械化程度较高,施工风险低,对周边环境影响小,在快速取出机头的同时可完成剩余段顶管施工。

基于随机振动的线束装配拉力计算方法

为了提高飞机线束在机上装配的可靠性,确保用电设备之间正常的互联作用,设计一种检验线束装配牢固的拉力计算方法。通过3个正交方向上的随机振动试验获取线束的响应加速度特征,结合线束在振动过程中的受力模型提出一种基于加速度方均根值的拉力计算方法,并利用搭建的线束拉脱力试验平台,验证了该方法的可行性。

《架空配电线路用快装线夹技术规范》标准解读

快装线夹是指可通过射枪操作杆连接配电架空线路导线与引线、引线与引线之间电气通路连接的金具。目前,行业对快装线夹的概念理解不一致,快装线夹的性能无相关标准参考验证,为统一架空配电线路用快装线夹定义、提高产品性能、确保产品质量,在现存电力金具标准的基础上,考虑快装线夹的特殊性,特制定本标准对其相关性能进行规定。本文对《架空配电线路用快装线夹技术规范》的标准编制原则和适用范围、主要内容结构、主要试验验证情况等方面做出解读分析,旨在为行业相关技术人员应用该标准开展试验时提供参考。

基于绳轮传动的多模式欠驱动机器人手设计

为了解决传统的机器人手结构简单,在一些复杂的抓取作业中无法满足实际生产需要、难以兼顾精确性和自适应性、运动模式和夹持功能单一的缺陷,以及灵巧机器人手结构复杂、控制困难等问题,提出了一种基于多回路绳轮传动式的多模式欠驱动机器人手的设计方案。该欠驱动式机器人手设计方案从驱动和传动方式的选择、手指设计、运动状态等多个方面提出,利用Solid⁃Works和CAD对机器人手结构进行建模,并对其不同指节接触到待夹取物体的不同运动状态进行分析。由分析可知,其独特的欠驱动设计,在保留原有的稳定夹持功能的同时提高了对不同物体夹持的适应性,在实现了自适应夹取和平行夹取两种工作模式的同时简化了驱动和控制设计过程,使得对目标物体的夹持更具针对性,夹持过程更加稳定,左右两指均可实现自适应夹持工作,可以有效解决传统机器人手存在的缺陷。

VHF钳型传感器在线检测110kV XLPE电缆局放

基于电磁耦合法检测原理 ,研制了一套用于 110kV高压XLPE电缆局部放电在线检测的VHF宽频带 (3～ 6 0MHz)钳型电流传感器 ,它灵活方便、操作安全、抗干扰性强。试验表明以该传感器为测量单元的VHF检测系统检测性能良好 (灵敏度 <5 pC) ,优于传统的IEC6 0 2 70检测方法 ,适于高压XLPE电缆现场在线检测。

大跨悬索桥CFRP主缆-索夹界面抗滑移性能

为解决大跨悬索桥碳纤维增强复合材料(CFRP)主缆鞍座处的抗滑移问题,研究了CFRP主缆-索夹界面的抗滑移性能,根据力的平衡原理推导了CFRP索股-索夹界面的摩擦因数计算式,结合模型试验和计算式,测试了19丝CFRP索股-索夹界面的摩擦因数.利用摩擦因数实测值对3 500 m跨悬索桥CFRP主缆索夹处抗滑移性能进行了实桥应用分析.结果表明:压纹类CFRP丝主缆-索夹界面的摩擦因数超过钢主缆-索夹界面,达到0.331,可满足相应的应用要求;大跨悬索桥主缆采用压纹类CFRP丝时,索夹内表面即使未作特殊处理,按常规悬索桥索夹设计方法对其进行设计也可满足抗滑移性能的要求.

空间缆索自锚式悬索桥体系转换过程中受力行为的全桥模型试验研究

依据广州猎德大桥1/10比例全桥模型试验的实测数据,系统深入地研究空间缆索自锚式悬索桥体系转换过程中的非线性受力行为,揭示利用叠加原理、按照线性化计算二期恒载及活载效应的合理性,分析主缆变形、吊索索力在体系转换过程中的演变规律,阐明主缆变形、吊索索力变化规律与体系转换状态的相关性,指出吊索索力、主缆位移的弱相干性特征仅适用于加劲梁完全脱架、转换为自平衡体系后的结构状态,得出空间缆索索夹横向扭转角的量值特征与分布规律,指出此扭转角可通过预设偏角予以抵消,提出自锚式悬索桥宜按两阶段进行施工控制,探讨各阶段的施工控制目标与控制目标,为同类桥梁的设计及施工控制提供借鉴。

固结拉索的一种近似频率计算公式

在固结索力识别的复杂过程中,频率方程中的双曲线函数项有可能造成数据溢出等病态问题。为了克服该数值问题和简化索力识别,利用双曲线函数和三角函数的数值特性,对双曲线函数项进行近似处理,得出简化的近似频率方程,并利用近似频率方程为周期函数的特点,推导了固结拉索的近似频率公式,通过数值算例验证了近似频率公式的合理性和可靠性。

空间索面自锚式悬索桥主缆横向位移及索夹横向偏转角的试验研究

广州猎德大桥主桥是一座独塔、双跨、空间索面的自锚式悬索桥,跨度达480 m。为研究该桥的空间主缆在吊索张拉过程中及二期恒载作用下,主缆横向位移和索夹横向偏转角度的变化规律,进行了1∶10大比例的全桥模型试验,通过试验数据及空间有限元模型分析,得出一些有益于原型桥梁的施工及设计的结论。

单塔空间索面自锚式悬索桥悬吊结构安装与体系转换

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,该桥体系转换是通过对吊索进行3轮循环张拉与几轮循环索力调整来完成,主要介绍悬吊结构(索夹与吊索)安装及体系转换技术。

CFRP主缆与索夹间摩擦学性能试验研究

为研究悬索桥碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)主缆在索夹处的摩擦学性能,分析主缆与索夹间的摩擦接触特征,引用摩擦因数相关计算公式,分别进行平直接触及实桥接触下的当量摩擦因数试验.结果表明,CFRP主缆与索夹间的摩擦因数约为0.36,能满足抗滑移安全性能设计要求;径向挤压应力小于14.6 MPa时,CFRP丝与索夹的摩擦学性能比较稳定,径向挤压应力大于14.6 MPa时,摩擦因数有减小趋势;两种接触条件下,摩擦因数能较好吻合;理论计算偏于设计安全,适用于CFRP主缆与索夹间摩擦因数的计算.

洪都大桥索夹抗滑试验研究

为了解自锚式悬索桥索夹的实际抗滑性能,以洪都大桥为背景,采用足尺模型试验和实体有限元分析相结合的方法研究自锚式悬索桥索夹螺栓轴力衰减规律、索夹应力分布及抗滑摩阻系数。结果表明:螺栓轴力衰减先快后慢,螺栓最终的有效轴力约为设计轴力的80%;索夹内应力均从加载端到索夹末端逐渐减小,滑移推力工况下索夹最大应力普遍大于设计推力工况下的,在螺栓轴力偏大位置索夹应力也较大,说明索夹内摩阻力沿主缆轴线并非完全呈理想的线性分布;实测索夹抗滑摩阻系数为0.25,比规范建议值0.15偏大,实测值偏安全。建议施工时按先两端后中间且对角施拧的顺序施拧螺栓,控制各螺栓紧固力的一致性,并在关键工况前进行重复施拧。

回采巷道顶板锚索预紧力的研究与应用

在阐述回采巷道顶板锚杆(索)与围岩相互作用的基础上,分析了锚杆与锚索在支护体系中各自的作用,指出锚索预紧力是影响支护效果的关键参数。通过分析锚索支护的特点,将回采巷道顶板简化为组合固支梁模型,运用莫尔积分求得了锚索所需要的预紧力。该研究对确定回采巷道顶板锚索预紧力具有一定的参考价值。

张家界大峡谷玻璃桥缆索系统设计

张家界大峡谷玻璃桥为人行景观桥,该桥采用主缆跨度为430m的空间索面玻璃桥面悬索桥。该桥横桥向布置2根主缆,单根主缆由19根索股组成,每根索股由91丝直径为5.1mm的镀锌高强钢丝组成,采用平行钢丝预制束股法制作。该桥鞍座采用间接传力结构型式,鞍体为全铸结构,架梁过程中需沿顺桥向从边跨向主跨顶推鞍座以协调桥塔两侧的主缆缆力,从而保证桥塔的受力安全。该桥长吊索索体采用高强平行钢丝,短吊索索体采用钢拉杆,吊索安装时利用缆索吊运至相应的安装位置后与索夹连接。索夹分为有吊索索夹和无吊索索夹2种类型,均为销接式,采用上、下对合型结构形式,用高强螺杆连接紧固,两半索夹利用缆索吊运至相应的安装位置后与主缆连接。

双塔单跨悬索桥空间主缆扭转性能数值分析

针对空间缆索悬索桥体系转换过程中主缆发生扭转,而扭转刚度为多因素影响的变量,数值模拟中难以准确考虑,从而无法精确计算主缆扭转角及确定索夹预偏角的难题,以杭州江东大桥为工程背景,揭示了吊索张拉过程中主缆的扭转机理,从理论上分析了钢丝层间摩擦力对主缆扭转刚度的影响,并将拉-扭耦合效应及钢丝层间摩擦力在数值模拟中加以考虑,有效提高了计算精度,并通过改变抗扭刚度系数、吊杆张拉力、索夹预偏角等参数,确定主缆扭转特性与扭转效应,揭示了其正反扭原理.研究结果表明:体系转换过程中主缆扭转变化历程在数值模拟中需通过非线性迭代实现;随吊杆张力增大,主缆抗扭刚度从最小值逐步增加,改变主缆的抗扭刚度系数对主缆最终扭转角的影响不大;改变某索夹横向预偏角,主缆扭转现象存在"弱相干性原理"和"相邻影响原理";索夹预偏角小于(或大于)吊杆力与铅垂线夹角,主缆将跟随索夹发生正向(或反向)扭转,当吊杆力方向通过主缆形心时,扭转角不再改变.