DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制.doc

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1、DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制 WORD文档使用说明：DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制 来源于PDFWORD 本WOED文件是采用在线转换功能下载而来，因此在排版和显示效果方面可能不能满足您的应用需求。如果需要查看原版WOED文件，请访问这里DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制 文件原版地址:DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制|PDF转换成WROD_PDF阅读器下载?桥梁?型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制马林）（铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京摘要：介绍预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系中锚具和千斤顶的设计与研制。通过大量的试

2、验检测结果表明，该张拉锚固 体系可控制钢绞线回缩量小于 。适用于预应力钢绞线短 束的张拉锚固，可显著提高预应力材料的使用效率。 关键词：预应力钢绞线；低回缩；张拉锚固体系 中图分类号： 文献标识码： 型低回缩锚具的结构设计 结构设计原理型低回缩锚具的结构是将夹片式锚具和螺 母型锚具结合在一起，以夹片式锚具为基础，增设与锚 板相联的承压螺母。用夹片式锚具锚固预应力钢绞 线，并以旋紧承压螺母的方式减少锚具回缩损失。张 拉锚固过程为：千斤顶一次装顶、两次张拉，第一次为文章编号（）概述 预应力混凝土因其良好的技术经济指标已被广泛千斤顶顶锚装置压住锚板、张拉到控制应力后顶压夹 片，回油锚固时钢绞线回缩量

3、约为 ；接着，通过油 路控制，松开顶锚装置，第二次再张拉到控制应力，此应用于各种结构工程领域。随着预应力材料及技术的 不断发展完善和钢绞线夹片式锚具的特有优势，预应力 钢绞线逐渐在预应力材料中占据主导地位。按现行铁 路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范的规 定：锚具的回缩量不应超过 。在实际应用中，对于 长束预应力筋，锚具回缩造成的预应力损失很小，但对 于短束预应力筋，锚具回缩造成的预应力损失就很大， 导致预应力筋使用效率较低。以长度在 的柬 长为例，当张拉控制应力为夹片回缩值 时，相应的回缩损失可达张拉控制应力的一。 近年来，铁路建设发展很快，既有线提速的梁加固、新 标准简支梁和板式无

4、碴轨道的发展均提出了后张法 小吨位、短预应力筋的张拉锚固问题。因此，有必要研 制适用于预应力钢绞线的低回缩锚具与配套的张拉千 斤顶，以利于短预应力束在工程中的使用。设计与研制原则 （）适用于 及以下各强度等级的 ， 、 预应力钢绞线的张拉与锚固。时钢绞线带动夹片、锚板、承压螺母一起被拉动，锚板与锚垫板间出现间隙，通过千斤顶的锁紧装置旋动承 压螺母抵靠在锚垫板上，即可回油锚固。第二次张拉 锚固后，钢绞线的回缩量为螺纹的压密量以及两次锚 固应力差形成的夹片微小回缩量，合计不超过夹片式锚具。夹片式锚具的结构设计主要依据铁科院研制的 型锚具的研究成果，该型锚具曾进行了大量系统 的试验研究，包括：夹片式

5、锚具的锚固机理、影响锚固 的主要因素、提高锚具静力锚固性能的结构和工艺措 施、提高锚具疲劳锚固性能的结构和工艺措施、夹片结 构参数的优化、钢绞线刻痕深度、折角对锚固性能的影 响、张拉工艺性能、制造工艺的关键项目等。由于结构 设计合理以及工艺上的保证，型锚具具有良好的 静力锚固性能及优异的疲劳锚固性能。承压螺母承压螺母的上部为正六角形，下部为圆形，该承压 螺母的结构形式便于千斤顶前部锁紧机构带动螺母转 动，同时亦可满足螺母、锚垫板等承压强度。承压螺母 与锚板的联接采用普通细牙螺纹，该型螺纹自锁性能 好，抗剪强度高，螺纹副的间隙小，螺纹牙根处有较大 的圆角，能减小应力集中。型低回缩单孔锚具 的主要

6、结构尺寸见图。（）采用夹片锚固钢绞线，通过旋紧与锚板联结 的承压螺母，使整套锚具的回缩量控制在 以内。 （）配套的前卡式张拉千斤顶采用一次安装，两 次张拉的方法分别实现锚固钢绞线和旋紧承压螺母。 （）锚具应具备优良的静力锚固性能、疲劳锚固 性能、周期荷载性能以及张拉工艺性能。 （）张拉千斤顶应性能稳定、结构紧凑，安装、操 作简便。收稿日期：一 作者简介：马林（一），男，副研究员。毕业于石家庄铁道学院。 图箜 垒丝单孔锚具的主要结构尺寸单位：）铁道标准设计黝（）万 方数据马林一型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制?桥梁?型前卡式张拉千斤顶结构 根据设计研制原则和使用要求，型张拉千斤用过程中

7、的安全性和耐久性，国标对锚具静载锚固性 能、疲劳锚固性能和周期荷载性均作出了明确的规定。 型低回缩锚具是在夹片式锚具的基础上增 加了承压螺母，试验中与实际使用状态一致，承压螺母 先旋出锚板 左右，抵在承压面上，通过螺纹副传 递张拉力。静载组装件试验不仅是对夹片式锚具性能 的检验，也是对螺纹联接形式的检验。为确认型 锚具的静载锚固性能，共进行了束锚具组装件的测 试，锚具效率系数均大于，总应变最小为， 平均以上，锚具的静载锚固性能良好。 为了验证型系列锚具的抗疲劳性能，在研制 过程中进行了锚具一预应力筋组装件疲劳锚固性能和 周期荷载性能试验。试验结果显示，个组装件经受 应力幅值 的万次循环荷载后，

8、锚具零件未 发生疲劳破坏，钢绞线未发生破断；每个组装件在疲劳 荷载试验完成后接着进行周期荷载试验，在经受次 循环荷载后，锚具零件未发生破坏，钢绞线未发生破 断，锚具的疲劳荷载性能和周期荷载性能良好。锚固 联结螺母与锚板螺纹状态良好，试验结束后，螺母仍能 旋动自如。 锚具螺纹副承载力及压密量试验 为检验锚板与承压螺母螺纹副联结的承载能力以 及在荷载作用下的压密量，对和锚具 进行螺纹副承载力及压密量试验。试验中分级加载， 初始荷载 ，每级按级钢绞线母材标准强度 的最大荷载为五们并持荷 ，观察锚 板与承压螺母的变化情况。锚板与承压螺母螺纹副压 密量试验结果见图。顶为带顶压器的前卡式千斤顶，另在千斤顶

9、的前部设置 顶锚装置和螺母锁紧装置，可完成对锚板的顶紧、放松 和锁紧螺母等动作；在千斤顶油路设计中尽可能使其结 构简单，控制阀体设置在千斤顶后部，操作方便；在千斤 顶提手内设置标尺，方便伸长量测试。千斤顶的顶锚装 置在第一次张拉时伸出顶在锚板上，在第二次张拉时， 顶锚装置缩回，靠锁紧外套顶在锚垫板上，使锚板在张 拉过程中，能随钢绞线和夹片一起移动；千斤顶的螺母 锁紧装置，用于旋动锁紧型锚具的承压螺母。 千斤顶的结构如图所示，它主要由以下部分组 成：（）由缸体、活塞、夹紧楔、千斤顶工具夹片等组成的 张拉单元；（）由顶压头、顶压杆等组成的顶压单元； （）由支撑套、顶锚套、锁紧外套和旋转手柄等组成的

10、锁 紧单元；（）由控制阀体、推拉手柄、分油体等组成的控 制单元；（）由提手、标尺、加长套组成的辅助单元。图系列前卡式低回缩顶压千斤顶结构型低回缩锚具与型前卡式张拉千斤顶的试制 在型低回缩锚具的试制过程中，重点在承压 螺母和锚板的结构尺寸、热处理工艺以及承压螺母螺 纹和锚板螺纹的选择等方面，以保证型锚具的安 全使用并达到锚具回缩量小于 的要求。在试 制过程中，对锚板和承压螺母的外圆尺寸、长度尺寸和 螺纹尺寸分别进行了试验研究，确定了和型张拉 千斤顶相配合的结构参数。 型前卡式张拉千斤顶，是在一般的前卡式顶 压千斤顶的基础上，增加千斤顶缸体防转装置、顶锚装 置、螺母锁紧装置、控制单元和张拉标尺等改

11、进而成， 对结构参数优化组合，同时对加工制造精度、热处理方 法和加工工艺进行了试验研究，完善了千斤顶的设计。 吕罢 删 懈 幽荷载 锚具荷载， 锚具图荷载与螺纹副压密量关系曲线根据试验结果，在正。级荷载时，锚具 螺纹副最大压密量为 ，平均为锚具螺纹副最大压密量为 ，平均为；在。级荷载时，锚具螺纹副最大型低回缩锚具与型前卡式张拉千斤顶压密量为 ，平均为 ，锚具螺 的试验研究纹副最大压密量为 ，平均为 。两种型号锚具在。级荷载并持荷 后，螺纹副压密量已不再变化。试验结束后，螺母拧动自如。从图 中可以看到，螺纹副压密量随荷载增加而增大，在 。级荷载后基本呈线性关系。锚具静载锚固性能、疲劳锚固性能和周

12、期荷载性能试验 为了保证结构物的破坏强度与塑性变形以及在使铁道标准设计 （）万 方数据?桥梁?马林型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制锚具回缩量试验表 钢绞线 自由长 度 型低回缩锚具回缩量试验结果 第一次张拉顶压后锚固 第二次张拉并锁紧螺母后锚固 筋回缩 锚固前 锚固后 量 试验按国标的有关要求进行，最大控制应力为钢 绞线抗拉强度标准值正。的。试验中分级张拉， 分次读取传感器张拉、顶压、回油锚固后的读数，通过 锚固前后传感器所测力的差值，计算得到锚具的回缩 量。、两种型号共进行了束锚具一预 应力筋组装件测试，钢绞线的自由长度选择了种，分 别约为 和。序 号传感器 读数预应力预应力 筋回

13、缩 损失传感器 读数预应力 预应力 损失 锚固前 锚固后 量 型低回缩锚具回缩量试验结果见表。根 据试验结果，在自由长度为 时，第二次张拉到控 制荷载并锁紧螺母锚固后，预应力筋回缩量最大，平均为 ，预应力损失平均为；在自 由长度为 时，第二次张拉到控制荷载并锁紧螺 母锚固后，预应力筋回缩量最大 ，平均为 ，预应力损失平均为。表 钢绞线自由长 度型低回缩锚具回缩量试验结果 第一次张拉顶压后锚固 第二次张拉并锁紧螺母后锚固 传感器 读数 锚固前 序 号传感器 读数预应力预应力 筋回缩 损失预应力 预应力 筋回缩 损失 油压油压值删锚固前 锚固后 量 锚固后 量 图型千斤顼内摩阻率曲线据试验测试结果

14、，型千斤顶在张拉力相当于预应 力钢绞线的（。）正。时，相应的内摩阻率不超 过；在丘。时，内摩阻率最大；平均为 ，符合铁路规范的有关要求。 ，型千斤顶的内摩阻力基本在 左右， 在低油压时略高一些（ ），在高油压时略低一些（ ），这是由于油压的高低变化会使千斤顶的变 形产生微小的差别，使密封圈的箍筋力略有不同。试 验结果说明千斤顶的内摩阻力基本为一个相对稳定值。）型低回缩锚具回缩量试验结果见表。根 据试验结果，在自由长度为 时，第二次张拉到控 制荷载并锁紧螺母锚固后，预应力筋回缩量最大 结论试验研究表明，型预应力钢绞线低回缩锚具 和配套的型张拉千斤顶的各项性能均符合国标 和相关行业标准的有关规定，

15、该张拉锚固体系具有以 下特点： （）锚具回缩量可控制在 以内； （）张拉千斤顶结构紧凑、操作简便，可通过一次 安装完成夹片型和螺母型锚具的张拉锚固； （）适用于预应力钢绞线短柬的张拉锚固，可显 著提高预应力材料的使用效率。 型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系扩展 了预应力钢绞线在预应力短束中的应用，充分发挥钢 绞线施工简便的特点，可广泛应用于铁路轨道板、桥梁 横向加固、楼房加固、矿山矿井锚固支护等各类预应力 混凝土结构。铁道标准设计 （），平均为 ，预应力损失平均为；在自由长度为 时，第二次张拉到控制荷载并锁紧螺母锚固后，预应力筋回缩量最大 平均为 ，预应力损失平均为。，根据试验结果，型低回缩夹

16、片式锚具，通过 第二次张拉并锁紧螺母锚固后，预应力筋的平均回缩量小于 ，考虑一定的安全储备，在使用中可按执行。 型前卡式张拉千斤顶的内摩阻试验 根据铁路桥涵施工规范的有关要求，千斤顶的校正系数不得大于，因此进行了型张拉千 斤顶的内摩阻试验。千斤顶主动加载的最大值相当于级预应力钢绞线的，测试结果见图。根万 方数据?桥粱?桁梁正交异性整体钢桥面结构受力分析叶梅新，张扬（中南大学土木建筑学院，长沙） 摘要：以京沪高速铁路上一座拟建的五跨刚性粱柔性拱桥为工程背景，分析研究该桥钢桁架主梁采用的正交异性板整体桥主桁，宽度为（），分幅布置四线高速铁路。 横断面的每个上弦节点处均设有横联，横联为三角形 桁架形

17、式，桁架高约 。每个横断面处设置撑和 根吊杆，刚性联结横联和横梁。下弦铁路桥面采用参 与主桁共同受力的正交异性整体钢桥面板，桥面板下 设倒形纵向加劲肋，顺桥向每根横梁间设道横 向加劲肋，横肋不与下弦杆相连。半桥布置见图，主 桁横断面布置见图。面结构的受力情况。利用有限单元法。对桥面系部分构件的受 力情况进行分析研究，并介绍带撑的横断面结构形式对桥面各构件受力的影响。计算结果表明：该桥的整体桥面结构满足 高速行车要求，桥面系各构件受力合理。带撑的横断面结构 形式改善了主桁竖杆的面外弯矩和桥面系构件的受力状态。 关键词：高速铁路桥梁；正交异性板；桁梁；撑；横断面；有 限元法 中图分类号： 文献标识

18、码：文章编号：（）一高速铁路桥梁需要满足桥梁跨度大、建筑高度 （桥底至轨底高度）低、刚度大、噪声小、施工快捷、行 车舒适等要求。目前我国铁路钢桁梁桥常采用的桥面 结构为纵横梁桥面系。在纵横梁桥面结构中，为防止 纵横梁参与主桁共同作用引起横梁过大的面外弯矩。 通常在跨间设置伸缩纵梁，但伸缩纵梁造成桥面的不 连续性对高速行车带来不利影响。因此，采用正交异 性板整体桥面代替纵横梁桥面体系，取消下平联、伸缩 纵梁及制动架，桥面结构与下弦杆共同受力，这种桥面 结构较好的保证了高速铁路列车运营的要求“。笔 者以京沪高速铁路一座拟建的跨刚性梁柔性拱桥为 工程背景，分析研究了该桥采用的正交异性整体桥面 板和下

19、弦杆相结合的低高度桥面的受力情况，并探讨 了带撑的横断面布置形式对桥面构件受力的影响。！坠！塑图！坠！堂堂半桥布置（单位：）掣！坠坠驾 甘訇口图主桁横断面构造示意（单位：有限元分析方法工程概况 该拟建高速铁路桥梁主桥采用（本桥的计算采用空间板梁单元法，即主桁和桥面 系中各杆件用空间梁单元来模拟，桥面板用空间板壳 元来模拟。由于该桥的下弦杆、纵梁和横梁的上翼缘 与正交异性钢桥面板形成了整体桥面，为加强下弦杆、 纵梁和横梁的作用，该模型中均考虑了桥面系各杆件 的上翼缘。为简化模型，缩短计算时间，该模型将桥面 系的各杆件，即纵、横梁，纵、横肋与钢桥面板共节点， 且规定了梁单元的偏心距“。） 跨刚性梁

20、柔性拱组合结构，列车设计时速为。刚性主梁采用带竖杆的等高度三角形桁架，柔性拱肋按圆曲线布置，矢跨比。主桁上弦与 拱肋弦杆间设交叉型上平纵联。该桥横断面采用片收稿日期： 基金项目：铁道部科技开发项目（） 作者简介：叶梅新（一），女教授，博士生导师，年毕业于国防 科技大学固体力学专业，工学硕士。采用大型工程软件建立全桥有限元模型。 在有限元模型中，主桁和桥面系的纵横梁等梁单元用参考文献：】 马林型预应力钢绞线夹片式锚具静力和疲劳性能的研究 【中国铁道科学研究的进步与发展，北京：中国铁道出版 社【】，预应力筋用锚具、夹具和连接器 【，预应力用液压千斤顶 】?，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设

21、计规范 （） 铁道标准设计万 方数据DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 马林， Ma Lin 铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京,100081 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2008，(2) 0次参考文献(4条) 1.马林 AM型预应力钢绞线夹片式锚具静力和疲劳性能的研究 2000 14370-2000.预应力筋用锚具、夹具和连接器 5028-1993.预应力用液压千斤顶 .铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范相似文献(6条) 1.期刊论文 邵旭东.李斌.曾田胜.张阳.张贵

22、明.SHAO Guiming 低回缩预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力的应力场的计算与实测 -公路交通科技2009,26(9)针对低回缩预应力钢绞线体系应用于箱梁腹板的应力场计算设计了矩形薄板试验,对预应力即时损失以及矩形薄板各截面竖向预压应力场进行了测试 .根据箱梁腹板在竖向预应力作用下的受力特点,利用竖向局部荷载作用下弹性力学平面应力问题的解析解,用多项式拟舍得出应力扩散角、应力均匀度和 名义应力度之间的计算公式.预应力损失测试结果表明,这种低回缩预应力钢绞线锚具的预应力即时损失值低于5%,从而证明了该体系应用于短索能有效地 提高预应力效率,若应用于箱梁腹板能提高箱梁的抗剪可靠性.弹性理

23、论计算结果与矩形薄板试验测得的竖向预应力作用下的应力场吻合较好,当扩散角 a小于.时,能保证各截面处于较高的应力水平和应力均匀度,表明了低回预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力时具有优越性.2.学位论文 李斌 二次张拉钢绞线技术应用于箱梁腹板竖向预应力的研究 2009随着我国交通建设事业的迅猛发展，大跨度连续梁和连续刚构桥大量修建，收到了良好的经济效益，但是在取得成就的同时，问题也在所难免，尤 其是箱梁腹板斜裂缝问题，几乎成了大跨箱梁桥的通病，严重影响结构的使用性能和可靠性。而低回缩二次张拉预应力钢绞线锚具以其预应力损失小的 特点，应用于箱梁腹板能有效提高永存竖向预压应力值，在对箱梁腹板斜裂缝

24、的防治上有独特的优势，本文以二次张拉预应力钢绞线为研究对象，进行 了以下几个方面的研究： 1、通过试验室模型和实桥对低回缩二次张拉预应力锚具应用于腹板竖向预应力的预应力损失进行了测试，重点测试了其由于接缝压缩、锚具变形及 回缩引起的预应力损失值、弹性压缩值、松弛损失值、收缩徐变损失值，并对影响预应力损失的因素进行了分析。 2、从弹性理论出发，对低回缩二次张拉预应力钢绞线锚具应用于箱梁腹板的竖向预压应力场进行了分析，提出了扩散角与名义应力度、以及扩散角 与应力均匀度之间的计算公式，并结合矩形板试验和腹板模型试验进行了验证，证明按照扩散角进行计算时，腹板不同高度各截面的应力会很均 匀，且保持较高的

25、名义应力度。 3、本文从理论上证明了：采用低回缩二次张拉竖向预应力钢绞线锚具作为腹板的竖向预应力体系，能有效提高腹板的开裂荷载，并通过对开裂后的 剪力传递模式的研究，分析了竖向预应力钢绞线在腹板开裂后对裂缝的后继发展的影响。同时，进行了腹板模型试验对研究理论进行了验证，表明了低 回缩二次张拉预应力钢绞线锚具能提高腹板的开裂荷载，并能有效限制裂缝的发展、提高结构的刚度，从实验数据表明，在结构超载65的情况下，仍 能使结构保持在弹性受力范围内。3.期刊论文 邵旭东.肜辉.张阳.曾田胜.SHAO Tian-sheng 低回缩预应力锚具 锚下混凝土应力的试验研究 -湖南大学学报（自然科学版）2010,

26、37(2)低回缩预应力钢绞线体系是一种新型预应力体系.为了研究新型二次张拉低回缩预应力锚具的锚下构造,设计了采用二次张拉单孔预应力钢绞线锚具 的预应力矩形梁试验,将理论计算结果分别与传统夹片式锚具锚下应力场、新型二次张拉低回缩预应力锚具锚下应力场进行对比,发现在张拉过程中三者 锚下应力场的变化规律一致.当采用相同型号的锚下垫板时,各截面应力峰值相差很小,且均未超过试验混凝土的强度.因此,二次张拉单孔预应力钢绞线锚 具锚下构造可与传统夹片式锚具完全相同.4.期刊论文 王旭荣.张俊俭 大秦线重载条件下桥梁加固措施分析 -中国铁路2009(6)随着大秦线运量的不断增加,桥梁的各种病害日益突出,针对大

27、秦重载铁路跨度52 m桥梁横向联结偏弱、横向振动超限、横隔板断裂等问题,对桥梁进 行科学检测、分析和计算,制定梁体横向预应力加固措施;重点介绍C50高强混凝土强度和弹性模量的质量保证措施及低回缩量预应力钢绞线张拉施工工艺 ,为重载条件下铁路桥梁结构加固方案的制定和施工提出可行性意见.5.会议论文 王旭荣.张俊俭 浅谈大秦铁路重载条件下桥梁加固措施 20082005年以来,大秦线开行了2万吨长大重载列车,轴重由21t提高到25t,年运量达到了2亿吨,当前大秦线又面临轻车线提速100km/h的压力,超长重载高 速荷载时桥梁设备形成极大的冲击和破坏.本文针对大秦重载铁路跨度为32m轿粱横向联结偏弱、

28、横向振动超限、横隔板断裂等问题,在对桥梁进行科学检 测的基础上,经过理论分析和计算,制定了对梁体进行横向预应力加固的措施,对施工过程需重点控制的C50高强混凝土强度和弹性模量质量保证措施及低 回缩量预应力钢绞线张拉施工工艺进行了阐述,为重载条件下铁路桥梁结构加固方案的制定和施工提出了可行性意见.6.期刊论文 吴小陆.许斌 浅析二次张拉钢绞线竖向预应力锚固系统 -中国新技术新产品2010(16)通过采用二次张拉暨向预应力钢绞线锚固系统在工程上的施工实例,初步介绍了竖向预应力采用二次张拉钢绞线的设计及施工工艺,总结了二次张拉 钢绞线竖向预应力的施工工艺和技术要点.通过工程实例,实践证明了二次张拉竖向预应力钢绞线锚固系统施工工艺在工程中的可行性,尤其是二次张拉钢 绞线基本无回缩产生,达到了低回缩、高效率的目的,产生的较好的经济效益和施工简易性,确保了工程后期运营质量.本文链接：授权使用：东南大学图书馆(wfdndx)，授权号：ce74b69e-7a1a-4e7b-bfca-9e8f0104b72e 下载时间：2011年2月19日尊重他人劳动,转载请注明来自 PDF转换成WROD_PDF阅读器下载:本文【DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制】网址: