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U形大曲率預應(yīng)力筋孔道摩阻試驗與分析
更新時間:2021-09-27 09:22
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斜拉橋主塔斜拉索錨固區(qū)采用U形預應(yīng)力筋可以降低建設(shè)成本,并為結(jié)構(gòu)輕量化作出一定貢獻。斜拉橋錨固區(qū)是將主橋上部結(jié)構(gòu)的本身荷載和外部活載傳遞至索塔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位,所以確保主塔預應(yīng)力錨固區(qū)施工質(zhì)量是施工的重中之重,也是斜拉橋施工工序過程控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于斜拉橋主塔拉索錨固區(qū)承受著極強的集中應(yīng)力作用,錨固區(qū)構(gòu)造因素及受力狀態(tài)相對復雜,通常是預應(yīng)力結(jié)構(gòu)主塔設(shè)計和施工控制的關(guān)鍵所在,設(shè)計是否可靠,施工控制是否到位將直接關(guān)系到橋梁建設(shè)的成敗。以本文提到的U形預應(yīng)力筋為例,由于這種預應(yīng)力形式半徑小、曲率大、噸位大,高空現(xiàn)場安裝空間受限,施工管道定位與設(shè)計位置有偏移,穿束方法、預應(yīng)力管道材質(zhì)、鋼束線束數(shù)量及間距等對摩阻系數(shù)μ影響較大,其中曲率半徑和孔道偏差為核心影響因素[4],根據(jù)相關(guān)研究[3],大曲率的U形預應(yīng)力筋孔道摩阻損失可達40%左右,因此施工前對斜拉索錨固區(qū)采用U形預應(yīng)力筋進行摩阻測試與分析十分必要。

1 工程實例

1.1 工程概況

江門某縣級市新建一座特大橋,橋梁全長1 512m,主橋采用(44+103+140)m預應(yīng)力混凝土獨塔斜拉橋,橋面全寬43m,根據(jù)受力要求,主橋邊跨布置一個輔助墩。主橋采用塔梁固結(jié)體系,過渡墩設(shè)縱向活動的豎向拉壓支座,主塔采用混凝土門型橋墩,在主塔外設(shè)置輔助塔,主塔塔柱采用C50混凝土結(jié)構(gòu),主塔總高為119.816m(不含塔座),其中橋面以下塔柱高18.816m,橋面以上塔高85m,塔頂設(shè)置16m高塔頂結(jié)構(gòu),輔助塔塔柱總高99.316m,其中橋面以下塔柱高18.816m,橋面以上塔高68m,塔頂設(shè)置12.5m高塔頂結(jié)構(gòu)。

該斜拉橋主塔采用箱形截面,其塔柱橫向?qū)?.5m,縱橋向?qū)?.0m。主塔斜拉索錨固區(qū)塔壁橫向厚130cm,順橋向厚90cm;中塔柱橋面以上20m塔壁橫橋向增加至150cm,順橋向塔壁加厚至120cm;下塔柱塔壁橫橋向厚180cm,順橋向塔壁厚為160cm,塔底設(shè)置2m高實體段。

一是降雨南北多中部少,洪水枯水并發(fā)。全國降雨量與常年基本持平但分布不均,東北、西北、華南部分地區(qū)較常年明顯偏多,全國有340余條河流發(fā)生超警以上洪水,65條河流發(fā)生超保洪水,23條河流發(fā)生超歷史紀錄的大洪水;7月初至8月中旬江淮、江南等地降雨量為1961年以來同期最少,一些江河出現(xiàn)了罕見枯水。

4.事業(yè)單位提取職工福利基金比例超過非財政補助結(jié)余的40%。這樣提取不符合財政部《關(guān)于事業(yè)單位提取專用基金比例問題的通知》的規(guī)定。究其原因,主要是會計人員不熟悉事業(yè)單位制度規(guī)定造成的。

主塔斜拉索錨固采用環(huán)向預應(yīng)力+錨固塊的結(jié)構(gòu)形式,斜拉索錨固點處設(shè)置4種類型環(huán)向預應(yīng)力鋼絞線,由上至下分別為12根15φs15.2mm、8根15φs15.2mm、8根12φs15.2mm和8根9φs15.2mm,預應(yīng)力筋采用塑料波紋管成孔。塔內(nèi)預應(yīng)力筋采用U形預應(yīng)力鋼絞線束,具體布置如圖1所示。鋼絞線采用高強低松弛鋼絞線,公稱直徑d為15.2mm,公稱面積139mm2,標準強度為1 860MPa,彈性模量EP=1.95×105MPa,環(huán)向曲率半徑為1.8m。試驗中一束應(yīng)力筋有8根鋼絞線。張拉時錨下控制應(yīng)力σcon=1 209MPa,張拉控制力Fk=151t,兩端同時張拉。

圖1 塔內(nèi)預應(yīng)力鋼筋及鋼絞線束布置圖

1.2 試驗對象

本試驗選取主塔第10節(jié)段進行(單個主塔分19節(jié)段施工),為了研究預應(yīng)力塑料波紋管管道摩阻系數(shù),本次模型試驗選取H5、H6、H5a、H6a這4束2種不同長度的U形預應(yīng)力束(分別標記為1#~4#)進行孔道摩阻損失試驗。

1.3 預應(yīng)力管道摩阻產(chǎn)生的原因、測試方法和試驗步驟

大曲率預應(yīng)力筋施工中,各根鋼束相互擠壓,并受管道彎曲影響,受力不均,將產(chǎn)生附加伸長量,同時大曲率鋼束在管道彎曲處產(chǎn)生徑向力,壓縮混凝土變形,徑向力作用下導致實際鋼束半徑變小,預應(yīng)力束與管道壁接觸面間產(chǎn)生摩擦力造成孔道摩阻損失,同時由于預應(yīng)力管道定位的偏差,使得預應(yīng)力筋和管道的接觸面積增加,引起摩阻力增加。

本試驗U形預應(yīng)力鋼束兩端安裝工具錨、壓力傳感器和千斤頂,用壓力傳感器控制張拉力。試驗時通過主被動張拉測試兩端的壓力差來推算孔道摩阻損失及系數(shù),如圖2所示。

圖2 U形預應(yīng)力束大樣圖及孔道摩阻試驗裝置圖

試驗步驟:

根據(jù)之前廣大學者的研究我們發(fā)現(xiàn),對于推遲法定退休年齡這一政策的看法,社會各界人士主要持兩種觀點。第一種觀點為支持者所提出,首先,他們認為隨著現(xiàn)代社會科學技術(shù)的進步、人們生活水平的提高,我國人均壽命已經(jīng)有所提高,這導致了我國人口結(jié)構(gòu)的變化,因此推遲退休年齡是更好地利用社會資源的需要;其次,隨著我國人口老齡化現(xiàn)象日趨嚴重,推遲法定退休年齡有利于國家財政彌補養(yǎng)老金缺口。另一種觀點為反對者提出,他們主要站在就業(yè)形勢嚴峻的角度,認為推遲退休年齡會增加就業(yè)壓力,對勞動力市場產(chǎn)生沖擊。

(1)兩端同時張拉至0.1Fk后,左端主動張拉,右端被動,張拉等級為0.2Fk、0.4Fk、0.6Fk、0.8Fk、0.9Fk、1.0Fk,分別測試0.6Fk~1.0Fk壓力傳感器讀數(shù),并測試各級張拉力下預應(yīng)力束的伸長量。卸載,讀傳感器回零值,重復3次試驗。

(2)兩端同時張拉至0.1Fk后,右端主動張拉,左端被動,張拉等級為0.2Fk、0.4Fk、0.6Fk、0.8Fk、0.9Fk、1.0Fk,分別測試0.6Fk~1.0Fk壓力傳感器讀數(shù),并測試各級張拉力下預應(yīng)力束的伸長量。卸載,讀傳感器回零值,重復3次試驗。

分別對1#~4#鋼束進行試驗。

在試驗之前對量程為5 000kN的壓力傳感器進行標定,標定結(jié)果見下表:。

表1 壓力傳感器標定結(jié)果

標準壓力值/kN儀器示值/kN示值誤差/(%)300298.6-0.5600598.5-0.3900898.6-0.212001198.7-0.115001498.5-0.118001798.2-0.120001997.4-0.1

1.4 計算模型

張拉試驗時,建立預應(yīng)力鋼束任意截面(距離被動張拉端距離為x的截面)的力學協(xié)調(diào)方程Fx=Fke-(μθ+kx)

其中:Fx—理論計算位置截面鋼束拉力;

Fk—實測張拉端鋼束拉力;

θ—從計算位置至張拉端彎角之和(弧度計);

x—孔道長度(單位:m,張拉端至計算位置截面);

μ—摩阻系數(shù)(孔道壁與預應(yīng)力束之間);

k—偏差系數(shù)(實際孔道對設(shè)計位置)。

《脊柱外科雜志》是一本經(jīng)國家新聞出版總署批準,由上海市衛(wèi)生和計劃生育委員會主管,中華醫(yī)學會上海分會主辦的高級學術(shù)期刊。本刊已被中國學術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫、中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫、中文生物醫(yī)學期刊文獻數(shù)據(jù)庫、中國科技論文統(tǒng)計源期刊(中國科技核心期刊)收錄為統(tǒng)計源期刊。本刊對脊柱外科各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)與臨床研究熱點、研究成果、技術(shù)與進展、經(jīng)驗與創(chuàng)新等進行全方位的報道,竭誠為脊柱外科醫(yī)師、學者服務(wù)。讀者對象為骨科及相關(guān)學科的臨床、教學和科研人員。

解析:

設(shè)計意圖: 通過圖片展示科學家探究流程,教師引導學生根據(jù)科學家探究思路,循序漸進解決問題,梳理歸納免疫系統(tǒng)的組成,讓學生體驗科學探究的過程,學會對自身對照實驗、相互對照實驗進行分析推理,培養(yǎng)學生科學探究能力,發(fā)展學生科學思維。

由上式D=Fx/Fk= e-(μθ+kx)

則有:-lnD=μθ+kx,令Y=- lnD,由此,對于不同孔道的測量可得一系列方程式:

μθ1+kx1-Y1=0

黨的十九大報告指出:“鼓勵創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)……促進高校畢業(yè)生等青年群體多渠道就業(yè)創(chuàng)業(yè)”[1]。近年來,“社會創(chuàng)業(yè)”逐漸成為一種世界性的教育潮流,在創(chuàng)造就業(yè)崗位、維護社會穩(wěn)定和促進經(jīng)濟發(fā)展方面發(fā)揮著巨大的作用。我國高校也開始將社會創(chuàng)業(yè)教育作為高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的重要切入點,鼓勵青年學生站在解決社會問題的出發(fā)點,接受社會創(chuàng)業(yè)教育,錘煉社會創(chuàng)業(yè)能力。這不僅是新時代落實創(chuàng)新型國家建設(shè)戰(zhàn)略的必然要求,也是實現(xiàn)高等教育提質(zhì)增效發(fā)展的應(yīng)然選擇。有鑒于此,厘清高校創(chuàng)業(yè)教育理念偏差,從由針對部分學生的精英式創(chuàng)客教育轉(zhuǎn)向致力于面向全體學生,培育具有創(chuàng)新精神和素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才為旨歸的“社會創(chuàng)業(yè)”教育顯得尤為必要。

乳腺積乳囊腫發(fā)生在妊娠、哺乳期的婦女,由于乳腺管狹窄、堵塞,或哺乳時乳汁未吸凈,造成乳汁流出不暢,淤積而形成腫塊,常伴有疼痛,合并感染出現(xiàn)紅、腫、熱、痛。

μθ2+kx2-Y2=0

μθn+kxn-Yn=0

式中:β為可靠性系數(shù),β>1;Vw為水的體積;Lwo為水箱體內(nèi)水的重心到鉸接軸中心的距離;φw為水箱體內(nèi)水的重心到鉸接軸中心連線與水平線的夾角;ρw為水的密度;g為重力加速度;Tr為阻力矩.

由于存在測試誤差,上式右側(cè)不等于0,假定:

μθ1+kx1-Y1=△F1

μθ2+kx2-Y2=△F2

“互聯(lián)網(wǎng)+”對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性有了更高的要求。很多企業(yè)的會計信息的傳遞都是依托互聯(lián)網(wǎng),其中也包含企業(yè)的內(nèi)部信息。事實上,這種方式存在著很大的風險,一旦這些信息被盜取將對企業(yè)造成巨大的損失?,F(xiàn)今社會存在著很多黑客和病毒,時常伺機惡意攻擊企業(yè)儲存信息的云端以便可以獲得企業(yè)的機密信息。這就要求在未來會計工作應(yīng)該是安全系數(shù)極高的,互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境應(yīng)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全管理機構(gòu)的存在,保護各個企業(yè)的會計信息的安全。

μθn+kxn-Yn=△Fn

根據(jù)最小二乘法原理,則有:

 且時,∑(ΔF)2取得最小值。

引理1.1[33] 令(xi)i∈I和(ui)i∈I是H中的有限族集,令(αi)i∈I是R上的一個族集,且使∑i∈Iαi=1。則我們有:

由此可得:

解方程組可得μ、k值。

1.5 U形預應(yīng)力筋孔道摩阻損失試驗測試結(jié)果

表2 孔道摩阻損失試驗數(shù)據(jù) (單位:mm)

鋼束主動端試驗次數(shù)分級主動端力Fx/kN被動端力Fk/kNA=Fx/FkY=lnDH5左1230.6Pk889.8459.90.51690.66000.8Pk1204.5635.00.52720.64020.9Pk1319.3698.50.52940.63591.0Pk1499.8775.60.51710.65950.6Pk905.1457.10.5050.68310.8Pk1185.7613.90.51780.65830.9Pk1350.6707.70.5240.64631.0
Pk1499.2792.00.52830.62810.6Pk894.7458.80.51280.66810.8Pk1195.5622.50.52070.66790.9Pk1333.1731.20.54850.65261.0Pk1500.5788.30.52540.6006H5右1230.6Pk874.2465.20.53210.63080.8Pk1270.8692.20.54470.60750.9Pk1344.4727.80.54140.61371.0Pk1564.1865.60.55340.59160.6Pk841.0463.60.55120.59560.8Pk1160.0639.80.55080.59640.9
Pk1277.2701.50.54920.59921.0Pk1494.2824.70.55190.59430.6Pk856.7466.10.54410.60870.8Pk1214.5666.30.54860.60030.9Pk1311.8716.20.54600.60521.0Pk1528.3842.50.55130.5955……………………

將預應(yīng)力鋼束兩端壓力荷載傳感器測得的數(shù)據(jù)通過標定曲線換算成對應(yīng)的荷載值后,可得各級荷載作用下張拉主動端至被動端的有效系數(shù)A及其對數(shù)值Y。

將表1中各預應(yīng)力束轉(zhuǎn)角之和θ,有效孔道長度x值代入上述回歸方程,通過數(shù)學分析軟件Mathematica編程計算解得:μ=0.184 6,k=0.007 2。

我是一個重感情的人,雖然在這邊工作很順心,但我時常會想念馮阿姨,想起她和藹的面容,想起她關(guān)切的話語,想起我們在一起的點點滴滴。終于我拿起手機撥通了她的電話,原想有好多話跟她說,但當電話那頭傳來:“小劉,你在那邊干得還好嗎?”我反倒一句話也說不出來了,眼淚頓時模糊了我的眼睛,有些東西當我們真正擁有的時候也許并不能感覺到它存在的重要性,不懂得珍惜,直到離開了才會去懷念曾經(jīng)的生活。

1.5 與設(shè)計結(jié)果對比

表3 測試結(jié)果與設(shè)計值比較

測試結(jié)果kμ設(shè)計值kμ0.00720.18460.00150.17

分析實測結(jié)果與設(shè)計值,得到以下結(jié)論:

實測的每米局部管道偏差對摩擦的影響系數(shù)k值為0.007 2,較設(shè)計值0.001 5偏大,實測的塑料波紋管孔道壁與預應(yīng)力筋摩阻系數(shù)管道摩阻系數(shù)μ為0.184 6,較設(shè)計值0.17略大。設(shè)計為理想狀態(tài)下管道角度和鋼絞線長度的取值,而實際施工由于主塔鋼筋密集,預應(yīng)力管道坐標難以精確定位,尤其大曲率U形管道準確定位難,定位偏差較大,導致k值較大,同時穿束、編束工藝的影響,導致與管道接觸面積變化,正壓力變大,從而摩阻系數(shù)k值變大。

近年來,副詞的特殊功能研究較受關(guān)注,尤其是副詞修飾體詞性結(jié)構(gòu)的問題。目前學界著重從語言的內(nèi)部和外部來解釋其存在的合理性,但對副詞和體詞及體詞性結(jié)構(gòu)之間的選擇關(guān)系還缺乏系統(tǒng)的論述。

1.6 試驗結(jié)論

(1)實測孔道摩阻系數(shù)μ=0.184 6,孔道位置偏差系數(shù)k=0.007 2。

(2)類比其他橋塑料波紋管孔道壁與預應(yīng)力鋼束的實測摩阻系數(shù)(0.26、0.13.、0.14、0.17、0.19),本次實驗結(jié)果可信。

(3)大曲率預應(yīng)力束摩阻損失大,不能局限于采用伸長量為主要控制校核參數(shù),否則容易造成預加應(yīng)力不足。根據(jù)規(guī)范[1],應(yīng)通過試驗確定實際伸長量與理論伸長量偏差,因此指導施工。

2 總結(jié)分析及建議

1.對環(huán)形、U形等大曲率預應(yīng)力束,應(yīng)進行孔道摩阻試驗,通過試驗確定實際伸長值與理論伸長值偏差。

2.普通預應(yīng)力張拉采用張拉力和伸長量雙控,而小半徑大曲率U形預應(yīng)力筋在張拉施工時,伸長量與真實伸長量存在著較大差距,要求張拉設(shè)備精度高、穩(wěn)定性好,采用數(shù)字智能張拉設(shè)備減少人為誤差。

3.通過試驗可知摩阻值受管道偏位影響較大,須不斷提高管道定位準確性和編束穿束工藝水平以減少摩擦損失。

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