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篇1:释能法在石拱桥加固改造中的应用与实践
释能法在石拱桥加固改造中的应用与实践
以贵州S305公路上的新长征桥为例,对石拱桥病害进行了综合分析,介绍了增大截面、粘贴钢板和“释能法”相结合的'加固方法在石拱桥加固改造中的应用.通过计算表明,“释能法”加固后的新长征桥承载力满足加固设计荷载的使用要求,达到了加固目的.
作 者:周艳军 蒙云 李宪伟 ZHOU Yan-jun MENG Yun LI Xian-wei 作者单位:重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074 刊 名:山西建筑 英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE 年,卷(期): 35(25) 分类号:U445.72 关键词:释能法 增大截面 粘贴钢板 石拱桥 承载力篇2:灌浆法在加固处理软路基中的应用
灌浆法在加固处理软路基中的应用
该路段(长198m,宽36m-40m)工程地质条件较差,上部地层(主要受力层)主要由杂填土(厚度1.3m~3.2m,平均2.0m)、淤泥或淤泥质土(厚度0.4m-1.4m,平均0.64m)、粉、细砂(厚度0.6m~3.6m,平均1.8m)组成.由于杂填土结构疏松(fk=90kPa)、淤泥或淤泥质土呈软~流塑状(fk=50kPa)、粉、细砂饱和松散(标贯试验锤击数平均6击,fk=100kPa),满足不了上部荷栽对路基的要求,因而导致路基在通车后将产生较大沉降.为保证该段路基的稳定,提高地基土强度和变形模量,以满足上部荷载对地基土承载力的要求,提出了对该段路基采取灌浆加固处理方案.这主要是基于杂填土孔隙大,可灌性好,灌浆后其力学强度、抗变形能力和均一性会有所提高,整体结构得到加强;淤泥或淤泥质土和粉、细砂通过钻孔灌入浓荣后,使土体压密和置换;杂填土之上已施工完的.30cm厚6%水泥石屑稳定层为良好的灌蒙盖板.
作 者:魏兆龙 杨永凯 作者单位:大连力和公路工程有限公司,辽宁,大连,116000 刊 名:中国新技术新产品 英文刊名:CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年,卷(期):2009 “”(2) 分类号:U4 关键词:灌浆 加固 路基
篇3:粘贴钢板法在旧桥加固中的应用
粘贴钢板法在旧桥加固中的应用
在桥梁存续期间内,由于车辆,特别是超重车辆行驶,以及外界各种因素作用和影响,导致桥梁结构产生病害,出现缺陷、严重影响到桥梁正常使用.为了保证交通畅通,就需要对桥梁进行维修,加固和改造,特别是上世纪50~70年代甚至80年代初建设的桥梁,已经30~40年,一些桥梁已不适应当今经济快速发展的需要,病害和缺陷累累,因此加固、维修便成为一个十分突出的亟待研究解决的'课题.
作 者:张讲会 贾满利 作者单位:咸阳公路管理局虹达公司,陕西咸阳,71 刊 名:科技资讯 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(25) 分类号:U445.72 关键词:粘贴钢板法 桥梁 应用篇4:预应力加固法在钢筋混凝土结构加固中的应用论文
预应力加固法在钢筋混凝土结构加固中的应用论文
摘要:采用预应力加固法,不仅施工方便、经济,而且加固效果好尤其是当预应力加固筋的布置与外弯矩图形相似,此法既可大幅度提高原梁的受弯承载力,又可显著提高原梁的受剪承载力,本文主要介绍了预应力加固钢筋混凝土方法的设计过程与计算方法,以及简要施工过程,通过工程实践证明了其可行性。
关键词:预应力加固;下撑式拉杆;承载力
1 前言
预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构构件或整体进行加固的方法,特点是通过预应力手段强迫后加部分一拉杆或撑杆受力,改变原结构内力分布并降低原结构应力水平,致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除,因此,后加部分与原结构能较好地共同工作,结构的总体承载能力可显著提高。预应力加固法具有加固、卸荷、改变结构内力的三重效果,适用于大跨结构加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。
采用预应力加固的钢筋混凝土梁,在加固前已经受荷且大部分已出现裂缝。预应力拉杆横向收紧法加固后,使原梁的裂缝减少甚至闭合,并使原梁产生反拱抵消部分原梁的荷载挠度,从而改善了钢筋混凝土结构的受力性能,提高了原梁的承载力。但是梁加固后,一般比原梁有一个荷载增量,使加固梁变形,或者本来就是因不满足正常使用状态而进行加固的,因此同普通混凝土结构一样,加固梁除了进行承载力计算之外,还须进行挠度和裂缝宽度的验算。
2 体外预应力筋设计
2.1 加固原理简述
我们知道,采用预应力加固法,不仅施工方便、经济,而且加固效果好尤其是当预应力加固筋的布置与外弯矩图形相似,采用折线形预应力筋时,既可大幅度提高原梁的受弯承载力,又可显著提高原梁的受剪承载力。同时,能减小裂缝宽度和挠度。这是因为预应力的作用可等效于对原梁施加了反向荷载,所以使原梁的使用性能大为改善。在最终承载阶段,则由于预应力的施加,一方面使原梁截面内的钢筋面积A。增加,另一方面因A。一般地加于梁底,又加大了梁破坏时截面的有效高度ho,从而,大大提高了原梁的受弯承载力。另外,采用折线预应力筋加固,对原梁的抗剪能力提高作用也是十分显著的。
2.2 预应力加固力筋截面积的估算
首先确定原梁加固后抗弯承载力增量
式中:Mo――原梁仍可以承担的弯矩;
M――加固梁上承受的总弯矩;于是
式中:fpy――预应力筋抗拉强度设计值;
hop――预应力筋合力至梁顶面距离;
rp――内力臂系数,取0.85;
α――预应力筋屈服应力系数,有粘结加固梁取α=1,无粘结加固梁取α=0.9。
2.3 力筋控制应力计算
2.3.1 按照承载力要求拉杆承担的拉力的计算
钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固后,由原来的受弯构件变为偏压构件。由平衡条件可以得到下撑式拉杆轴向拉力作用于被加固构件各截面中产生的'附加内力
在锚固点和下撑点之间的区间,其中α为拉杆的倾角,C’为锚固点到截面形心之间的距离,为下撑点到截面形心之间的距离。忽略下撑点和拉杆的摩擦作用,则N=N’于是加固后截面的内力为其中分别为拉杆引起的附加内力,为原构件在外荷载作用下的内力。
故通过加固后梁的承载力要求,得到拉杆的轴向力N。
2.3.2 下撑式拉杆作用效应增量的计算
方法一、下撑式拉杆加固后的梁为一次超静定结构,可以采用力法计算:
M1为△N=1时,被加固粱截面的弯矩,N1i为△N=1时,被加固梁各段的截面的压力,Li为被加固梁各段的长度,Lp为被拉杆的长度,Mp为新增荷载作用下被加固梁截面的弯矩。
方法二、能量变分法计算力筋应力增量:
体外预应力加固钢筋混凝土简直梁时,除在锚固区和转向区内,预应力筋与梁均无接触,因此在受到外荷载作用时,体外力筋的应变与钢筋混凝土简直梁的应变在相同表面上不协调,体外力筋应力增量计算将不同于体内束,国内外学者作了大量的试验研究和分析,总结出了多种计算方法。其中,能量变分法计算体外力筋应力增量的公式最为实用,表达式如下:
K1――荷载系数,按下式计算:K1=△r/2I2h+16/3M;
K2――体外力筋布筋系数,按下式计算:
Ih――被加固梁的截面惯性矩;
Ey;Eh――分别为体外力筋和被加固梁的弹性模量;
α――体外力筋水平段长度与梁全长的比值;
△r――除自重外恒载和设计活载的有效集度;
es;em――分别为梁端锚固点和体外力筋水平段中心至截面形心的距离。
2.3.3 力筋预应力损失计算
(1)锚固损失
(2)弯折点摩擦损失σ12=σcon(1-e-μθ);
(3)力筋应力松弛损失σ13的计算:由《砼结构设计规范》(GBJl0-89)取σ13=0.085σcon;
2.3.4 力筋控制应力
确定水平拉杆施加的预应力值σcon,应满足σι为预应力损失,上步中已经得到。
3 加固后截面强度验算
3.1 支座截面正截面承载力验算
支座截面正截面承载力通过与确定拉杆承担拉力的公式一样计算,以验证力筋加固是否合理。
3.2 斜截面抗剪强度计算
验算公式为:
3.3 挠度验算
用体外束加固的钢筋混凝土梁,其挠度f与M弯矩的变化规律与部分预应力混凝土梁相似。在正常使用阶段,加固后梁体的挠度主要有两部分组成:一部分是恒载与活载产生的挠度:另一部分是有效预应力与体外束拉力增量产生的。前者计算同普通钢筋混凝土梁,后者的计算方法可参考预应力混凝土梁在预加力作用下的上拱度的计算方法或根据力法原理求出。梁体的挠度计算均可按弹性理论计算,其关键问题是刚度的取值,梁体截面开裂前可取0.85注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文,梁体截面开裂后可取0.85EcI01。在不计冲击力的活载作用下,产生跨中挠度不应超过跨度的1/600。
3.4 加固体系的裂缝验算
用体外束加固的混凝土梁,由于体外束布置在梁体之外,与混凝土无粘结作用,因此,其抗裂性更接近与普通钢筋混凝土梁,可采用公路桥规中关于普通钢筋混凝土梁的裂缝宽度计算公式:
式中各参数均按规范取用,其允许裂缝宽度建议按公路桥规中普通钢筋混凝土梁的允许裂缝宽度采用。
4 施工过程注意问题简介
体外预应力加固钢筋混凝土梁对,预应力的施加方法有:机张法、电热法、横向收紧法及竖向收紧法等,各种施工方法具体步骤见相关专业书籍介绍,下面仅就施工中注意的问题作介绍。
电热法、横向张拉、竖向张拉及楔顶法等预应力施加方法,其变形控制量△,应以拉杆或撑杆真正开始受力时的值作为张拉的起始点(零点)。多点横向张拉及竖向张拉,各点张拉螺栓应同步进行拧紧。拉杆、撑杆张拉控制应力值σcon,不宜超过规定数值(碳素钢丝、刻痕钢丝、钢铰线:
热处理钢筋、冷拔低炭钢丝:0.4fptk≤σcon≤0.70fptk,冷拉钢筋:0.5fptk≤σcon≤0.90fptk,对于预应力撑杆,σcon取值还必须受施工阶段的稳定要求控制,否则应采用多道专用卡具等辅助防失稳措施。预应力撑杆加固柱,撑杆与构件之间宜采用环氧树脂灌浆湿式连接,此时,缀板(连接箍板)应紧贴构件结合表面与角钢平焊连接。为避免撑杆因焊接受热而产生过大的预应力损失,施焊应采取上下缀板轮流进行。预应力拉杆、撑杆、缀板及各种锚固连接件,均应采用有效的防腐、防火保护措施。
5 小结
体外预应力技术十分适合于对各类加筋混凝土梁进行加固,可以提高结构的极限承载能力、降低钢筋疲劳应力幅值及控制裂缝,能较好地满足使用载荷的要求,增加结构的使用年限和耐久性;并且加固效果明显、所需机具设备量少且轻便、施工质量易于控制,因而具有明显的经济及社会效益和较为广阔的发展前景。
篇5:增大截面法在双曲拱桥加固中的应用
增大截面法在双曲拱桥加固中的应用
双曲拱桥由于设计和施工原因,出现大量病害.通过增大截面,使受压区面积增大,从而提高主拱的`承载能力.并以某双曲拱桥为例,对利用增大截面法对承载能力进行提高进行了效果分析.
作 者:朱庆锐 作者单位:广东省潮州市饶平县地方公路管理站,515700 刊 名:科学与财富 英文刊名:SCIENCES & WEALTH 年,卷(期): “”(1) 分类号:U4 关键词:双曲拱桥 增大截面法 承载能力篇6:数控系统在车床改造中的应用
在数控车床行业中,目前国内使用的大都是以步进电机作为驱动元件构成的经济型车床数控系统,这些系统大多采用单片机作为控制核心,以开环方式工作,功能少而且故障率较高。在如今车床的改造过程中,我们应用的SKY普及型车床系统,以其独特的双位置闭环控制方式,全面兼容的标准高速64位PC控制核心,方便的自动对刀功能,强大的CAD/CAM/CNC一体化功能,发挥出国外系统所没有的优势,给用户带来良好的经济效益。
1 控制原理
常规闭环机床位置控制系统的设计,是在速度环基础上加位置外环构成闭环系统。由于这类系统难以克服非线性因素的影响,常因自持振荡而无法工作。为了克服系统这种缺陷,以转角—线位移双闭环位置控制方式,使数控技术达到一个崭新的的层次。由其构成的位置控制系统的动态结构如图1所示。
该系统由内外双位置环组成。其内环为转角位置环,检测元件为装于电机轴上的光电码盘,驱动装置为交流伺服系统,由此构成一输入为θi、输出为θo的随动系统。外部位置环采用光栅、感应同步器等线位移检测元件直接获取机床工作台位移信息,并以内环的转角随动系统作为驱动装置驱动工作台运动,并且引入 Gc(S)组成的前馈通道,构成复合控制系统,大大提高了其跟随性能。因为工作台的精度由线位移检测元件决定,所以在理论上消除了机床间隙对精度的影响。
2 系统组成及应用
系统控制部分结构框图如图2所示,共分6个主要部分:伺服机构、位置反馈、自动对刀、开关量控制、主轴控制、主轴反馈。
(1)伺服部分根据车床传动部分的机械特性,我们选用相匹配的进^***流数字式伺服电机。根据改造后车床的精度要求,选用相匹配的光栅尺作为线位移检测元件。常规5V方波光栅尺的分辨率为5μm,其精度可达到0.01mm,读数头最大快移速度达24m/min,可以保证数控车床的精度及稳定性,
实际上系统分辨率可达0.5μm。采用更高精度的检测元件,已经使系统工作精度达到1μm。
(2)主轴部分为实现系统对主轴部分的实时控制,我们采用配套的变频器,如三菱、松下、台安等对主轴电机进行转速及转向的控制。同时配合车床自身机械变速机构,可避免其在低频下振动与扭矩降落现象。系统将通过PLC实现对变频器转向的开关量控制,通过0~10V模拟量输出可实时对电机转速进行控制。这样即可实现加工过程中的恒线速度切削。
另外,在主轴上(即C轴)装配相应的光电编码器,将其转速以脉冲形式进行计数并反馈给计算机,系统根据其计数结果能实现软件同步螺纹切削。这种方法通过对 C轴的位置反馈信息进行数字化处理,动态提取同步信息,实时预测牵入同步点,并据此进行柔性牵入同步控制,以无中断方式实现了多次切削过程的软件准确同步。它大大提高了系统的可靠性,使螺纹车削精度得到可靠保证。
(3)刀架部分通过计算机与PLC的组合,实现了对刀架换刀的准确控制。其控制流程图如图3。计算机发出换刀指令后,PLC接收其信号并动作,控制刀架电机正向旋转。同时检测刀架各刀位的位置反馈信号,并与计算机发出的刀号指令比较,直到一致时,停止刀架电机正向旋转,同时PLC控制刀架电机反转锁紧。锁紧到位后,PLC发出换刀完成信号给计算机,此时换刀动作结束。
(4)快速自动对刀部分配上附件对刀器,实现了有人工参与的快速自动对刀。其工作原理图4可简要说明。对刀模块上有两个对刀面A、B,其位置关系已知。在系统控制下,刀具刀尖分别触及对刀面A、B的瞬间,采样X、Z坐标值,即可求得刀尖坐标。即确定了该刀具在机床坐标系中的位置。若刀具刀尖为圆弧形,刀尖触及A、B面时,采样到的X、Z坐标值为圆弧与对刀面接触点的相关坐标。此时系统将根据刀尖半径与对刀面的几何关系,通过计算求解出刀尖圆心坐标,以此确定刀具位置。利用快速对刀功能,对一把刀只需1min左右。且对刀精度高,大大减少了加工的辅助时间,有效地提高了劳动生产率与车削加工质量。
3 结论
经过改造后的车床,如云南机床厂的C6140车床、泰兴机床厂的C6150车床等,能发挥出普及型数控车床的全部功能,精度高、可靠性好、操作容易。该机床再配合系统强大的CAD/CAM/CNC三位一体的软件编程功能,使其能加工多种精度要求高、形状复杂的工件,从而给用户创造出良好的经济效益。







